公路桥梁拼宽设计与施工关键技术分析

某高速公路拼宽桥比新建桥梁节省了 40%的投资，缩短了6 个月的工期，是道路改造的优选方案。然而，桥梁拼宽面临着复杂的技术难题：新老桥梁建造年限不同，材料性能（混凝土强度、钢筋锈蚀程度等）与结构刚度存在差异。地基土固结程度不同，容易产生差异沉降；在车辆荷载和环境因素的长期作用下，节点处的应力集中，使其耐久性问题更加突出。某道路桥梁拼宽工程施工中，由于未对差异沉降进行有效控制（实际沉降差异达 8mm ，大于设计允许值 5mm_,^⋅ )，通车一年后出现了 2mm 宽的横向裂缝，严重影响了结构的安全性。本文结合实际，对桥梁拼宽设计和施工中的关键技术进行了系统的梳理，为其在工程中的应用奠定了理论和实践基础。

1.公路桥梁拼宽设计关键技术

1.1 拼宽设计原则与方案选型

本文以“协同受力，差异可控，耐久性可靠”为目标，以保证新旧结构在荷载作用下的变形协调，避免附加内力的产生。拼宽方案需结合既有桥梁（梁桥、拱桥、刚构桥）、地基条件和交通需求等综合确定：对于简支梁桥，优先采用“等跨度、对称拼宽”方案，即新建主梁与既有主梁的跨径、截面形式一致（如既有 30m 预应力 T 梁桥，拼宽侧也采用 30mT 梁），采用刚接或铰接方式实现连接。刚接（既有主梁翼缘板焊接和湿接缝连接）适合于重载路段，使新老结构共同承担弯矩和剪力，承载效率提高 30% ；铰接式接缝（橡胶支座+企口缝接头）适用于基础条件差、差异沉降风险大的路段，可有效释放侧向约束，但承载力较低。某高速公路 T 梁桥拼宽工程的对比资料表明，在汽车荷载作用下，新老主梁的弯矩分配比为 1:1.2，明显优于铰接方案（1:2.5)，结构协同性更好。

1.2 结构设计优化与差异沉降控制

在既有桥梁中，多采用钻孔灌注桩基础，在拼宽侧宜采用同类型基础，且桩长比现有桩长增加 3-5m，深入更稳定持力层（如中风化岩层），减少后期沉降；针对软土地基，提出了“桩底压浆+水泥土复合地基”的复合地基处理方案，该方案的单桩承载力提高 25% ，复合地基的压缩模量大于 15 MPa，有效地抑制了沉降的发生。在下部结构设计中，拼宽侧桥梁的截面尺寸需与既有桥墩相匹配（如既有桥墩 1.2m×1.5m 矩形墩，拼宽侧桥宽侧也采用此尺寸），并采用植筋技术将新老盖梁连接在一起，形成整体受力体系。某工程采用墩柱植筋（ Φ25mm 螺纹钢，埋深 30 天），使盖梁整体刚度提高 40% ，并能有效传递水平荷载。

1.3 收缩徐变差异控制

自从老桥梁结构建设完成后，已经服役多年，混凝土结构的收缩徐变已基本完成，但拼宽桥梁收缩徐变才逐渐开始，两者相比之下，内部会有较为明显的徐变差，产生次应力，对整个桥梁结构的受力状态有一定影响。在相关拼宽设计时，要考虑这个影响因素，以减少新桥与老桥的徐变差。

2.公路桥梁拼宽施工关键技术

2.1 施工前期准备与既有结构评估

既有桥梁混凝土强度（回弹法和钻芯法联合检测，强度 gtrsim90% ，钢筋锈蚀（用电磁感应法检测，锈蚀率 ⩽1%) ，支座工作状态（检测有无脱空老化现象），地基沉降观测（设置沉降观测点，监测时间⩾3 个月，确定沉降稳定状态）。在对旧桥进行检测时，若发现旧桥某一支座已出现脱空现状，施工前必须将旧支座换成新支座，并对支座高程进行了核对调整，以避免拼接后支座受力不均匀；针对混凝土强度不足区（如实际强度为 C30

2.2 基础与下部结构施工工艺

拼宽侧桩基采用“旋挖钻+泥浆护壁”技术，钻孔直径大于设计桩径 5cm ，保证了桩身混凝土的密实性；采用水泥浆（水灰比 0.5，外加 3%膨胀剂）进行桩底压浆，压浆压力为 1.5～2.0MPa ，单桩注浆量 ⩾0.5m³ 。拟以水泥土搅拌桩（直径 50cm 、间距 1.2m 、梅花型）为研究对象，对其垂直度偏差不超过 1% ，桩长误差不超过 5cm_⨀ 。

2.3 上部结构拼接施工工艺

对于既有主梁翼缘板拼接面的处理，需要先进行机械凿毛（凿毛深度 ⩾5mm ，露出新混凝土面积⩾70% ，清除表面浮浆和杂物，并用高压水枪冲洗干净；植筋钻孔（孔径大于钢筋直径 5mm，钻孔深度为 10~15 倍钢筋直径），清除孔内杂物，灌注环氧树脂（锚固剂抗压强度 gtrsim60MPa )，植筋后养护 7天，养护期间严禁干扰。

湿接缝钢筋绑扎完毕，安装模板（竹胶板加方木支撑，模板接缝处粘贴止水条），浇注 C50 补偿收缩混凝土（坍落度 180±20mm ，初凝时间 ⩾6 小时），采用插入式振捣器振捣（振捣间距 ⩽30cm ，浇筑后用土工布洒水养护（养护期 ⩾14d) ，确保混凝土强度达设计值 80%以上方可拆模。

2.4 交通组织与施工监测

在拼宽施工期间，为保证既有交通的正常通行，采取“半幅施工+临时交通引导”的方案：设置临时护栏，并配有反光标志，划分施工区域和通行区，限速 40 公里/小时；在高峰时段，安排专人疏导交通，并加派交通协管员，防止交通堵塞。

3.工程实践效果

某高速公路桥梁拼宽工程（原来的双向 4 车道改为六车道，桥梁全长 680m ，共 22 跨，跨度 30m ）采用以上技术后取得了明显的效果：在结构性能方面，拼宽后桥梁承载能力从 55kN/m 提升至 82.5kN/m ，满足现行公路- I 级荷载要求；新老结构在车辆荷载下的协调变形较好，最大挠度为 12mm ，小于规范规定的 15mm ；在沉降控制方面，经过地基优化和地基处理，通车一年后，新老桥梁的沉降分别为 3mm ，小于设计值 5mm ，未出现支座脱空；耐久性保证方面，在通车 3 年内，混凝土碳化深度 ⩽5mm ，钢筋锈蚀率 ⩽0.5% ，无渗漏和开裂；减少交通影响方面，半幅施工期保证了原设计通行能力的 70% ，没有出现长时间的交通堵塞，社会满意度达到 90% 以上。

结束语：

综上所述，本文以“设计优化、施工控制、监测保障”三位一体技术体系为依托，重点解决“新老结构协同、差异沉降和连接耐久性”三个核心问题。在施工阶段，要重点抓好旧桥界面处理、预应力张拉和混凝土养护等关键工序，同时进行交通疏导和施工监控；监测数据需要实时反馈到设计和施工阶段，以便对工艺参数进行动态调整，以保证结构的安全性。

参考文献：

[1]刘伟. 公路桥梁拼宽设计与施工关键技术[J].交通世界,2025,(21):164-166.

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