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【摘要】随着经济的发展，高速公路扩建将是未来若干时间内的一个建设热点，本文以合宁高速公路四改八扩建为背景，以典型构造物店埠河大桥T梁的拼宽设计实例，介绍了合宁高速公路扩建工程中斜桥与正桥拼接，T梁的拼宽设计思路。针对桥梁拼宽后车道布置发生变化，引起老桥T梁内力变化；横向分布系数发生变化，引起老桥T梁内力变化；以及考虑新旧桥基础不均匀沉、新旧T梁间的收缩、徐变等荷载工况采用有限元软件进行了桥梁受力分析。
【关键词】高速公路；扩建；桥梁拼接
1. 项目总体背景
（1）随着交通量的不断增长，合宁高速公路大蜀山至陇西立交段已不能满足高速公路的使用标准，2006年安徽省政府决定对合宁高速公路大蜀山至陇西立交段进行扩建。由双向4车道扩建为双向8车道。
（2）本文以合宁高速公路上一座T梁桥为例，计算了桥梁在拓宽后整体的受力情况，分析影响其内力变化的原因，寻求使其受力更合理的方法。为今后的类似桥梁拼接设计提供一定的参考。
2. 设计实例简介
（1）店埠河大桥位于合肥肥东县店埠河上，为16+3x30+16米预应力混凝土简支空心板和T梁，桥长127米，店埠河为六级通航河流，河流方向与路线方向交角16度，其中大桥3×30mT梁跨越店埠河，中孔30m为通航孔。原桥为正交桥梁，左右幅错孔布置，错孔3.5米，桥梁横坡2%。
（2）原桥桥面净宽10.5米，外侧0.5米防撞护拦，内侧0.5米波形梁护拦；设计荷载为汽车超-20级、挂车-120级。原桥上构主跨采用5片装配式预应力混凝土T梁，梁高1.9米，主梁间距2.25米；下构为柱式桥墩，柱式桥台，钻孔灌注桩基础。（见图1）。
（3）根据航道部门要求，为了减少桥墩阻水，新建桥墩与原桥桥墩采用不错墩的拼接扩建方案，扩建桥梁的通航孔径应与原桥相同，其梁底高程不低于原桥，满足六级限制性航道要求。
（4）拓宽后，桥面净宽为19米，外侧0.5米防撞护拦，内侧0.5米波形梁护拦，拼宽桥梁设计荷载为公路-I级。新增5片装配式预应力混凝土T梁，梁高1.7米，新建桥主梁间距1.85米，新桥内边梁与原桥外边梁间距1.3米。由于通航净空限制，新桥通航孔T梁需采用斜交15度，边跨T梁采用异性T梁。（见图1）。
（5）新旧T梁间悬臂板采用切割老桥边梁部分悬臂后与新桥T植筋技术连接，横隔板采用25精轧螺纹钢筋连接。张拉精轧螺纹钢筋时应验算腹板的抗冲切承载力。
图1扩建后桥梁断面及平面图 （尺寸单位：cm）
3. 设计要点及技术措施
由于桥梁拓宽设计不同于新建桥梁的设计，为减少新老结构的差异沉降和的收缩徐变变形差，满足结构的承载力和正常使用要求，在技术上采取了以下措施：
（1）由于新旧桥基础之间产生较大的不均匀沉降将导致结构的附加应力增加，根据以往经验，桥梁拼接完成后，新旧桥梁之间沉降差异应该控制在5mm以下；通过采用钻孔灌注桩基础，增加设计桩长，桩基础施工时严格控制沉淀层的厚度，来减少钻孔灌注桩的沉降。
（2）由于老桥的收缩、徐变变形基本完成，为了控制新旧梁间的收缩、徐变减少新建T梁的收缩徐变，湿接缝混凝土采用UEA补偿收缩混凝土，减少混凝土收缩的影响，降低新建T梁的预应力度，采用部分预应力混凝土构件设计，减小新建T梁的徐变。
（3）通过增加存梁期，延长桥面现浇混凝土层和湿接缝混凝土浇注的间隔时间，以使新建桥梁的桩基沉降，混凝土收缩徐变能够在拼接前完成。
（4）由于新桥T梁跨径30米，梁高仅1.7米，为弥补其刚度储备不足够，将桥面混凝土铺装层与预制T梁预留钢筋浇注结合成整体，增加了T梁的有效高度。
（5）新老桥梁连接时，应预先施工新桥桥面铺装、护栏或采用等代荷载预压新桥，避免新老桥连接后再施工二期横载引起新老桥连接部位的竖向剪切力过大（见图1）。
4. 桥梁受力分析
桥梁拼宽后桥梁结构特征及车道布置及车道数发生变化，横向分布系数相应发生变化；采用刚接板梁法分别计算老桥T梁和新桥T梁的横向分布系数后，得出，采用密肋T梁后在新结构中的原桥各梁横向分布系数都比原结构中的小，因此，对于活荷载的影响而言，在新结构中的原T梁是安全的。
针对斜桥与正桥拼接，考虑新旧桥的不均匀沉降，新旧T梁间的收缩、徐变变形差等荷载工况，进行了计算论证。对上部结构采用梁格法，用Midas2006用有限元软件建模。对主梁采用梁单元建模；采用虚拟横梁来模拟主梁之间的横向受力。其中新桥支座沉降5mm，老桥收缩徐变期按3650天，新桥按120天考虑（空间梁格模型见图2）。
图2空间梁格模型
4.1正截面抗弯承载能力计算（见表1）。表1中构件承载力设计值均大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力满足规范要求。
【摘要】随着经济的发展，高速公路扩建将是未来若干时间内的一个建设热点，本文以合宁高速公路四改八扩建为背景，以典型构造物店埠河大桥T梁的拼宽设计实例，介绍了合宁高速公路扩建工程中斜桥与正桥拼接，T梁的拼宽设计思路。针对桥梁拼宽后车道布置发生变化，引起老桥T梁内力变化；横向分布系数发生变化，引起老桥T梁内力变化；以及考虑新旧桥基础不均匀沉、新旧T梁间的收缩、徐变等荷载工况采用有限元软件进行了桥梁受力分析。
【关键词】高速公路；扩建；桥梁拼接
1. 项目总体背景
（1）随着交通量的不断增长，合宁高速公路大蜀山至陇西立交段已不能满足高速公路的使用标准，2006年安徽省政府决定对合宁高速公路大蜀山至陇西立交段进行扩建。由双向4车道扩建为双向8车道。
（2）本文以合宁高速公路上一座T梁桥为例，计算了桥梁在拓宽后整体的受力情况，分析影响其内力变化的原因，寻求使其受力更合理的方法。为今后的类似桥梁拼接设计提供一定的参考。
2. 设计实例简介
（1）店埠河大桥位于合肥肥东县店埠河上，为16+3x30+16米预应力混凝土简支空心板和T梁，桥长127米，店埠河为六级通航河流，河流方向与路线方向交角16度，其中大桥3×30mT梁跨越店埠河，中孔30m为通航孔。原桥为正交桥梁，左右幅错孔布置，错孔3.5米，桥梁横坡2%。
（2）原桥桥面净宽10.5米，外侧0.5米防撞护拦，内侧0.5米波形梁护拦；设计荷载为汽车超-20级、挂车-120级。原桥上构主跨采用5片装配式预应力混凝土T梁，梁高1.9米，主梁间距2.25米；下构为柱式桥墩，柱式桥台，钻孔灌注桩基础。（见图1）。
（3）根据航道部门要求，为了减少桥墩阻水，新建桥墩与原桥桥墩采用不错墩的拼接扩建方案，扩建桥梁的通航孔径应与原桥相同，其梁底高程不低于原桥，满足六级限制性航道要求。
（4）拓宽后，桥面净宽为19米，外侧0.5米防撞护拦，内侧0.5米波形梁护拦，拼宽桥梁设计荷载为公路-I级。新增5片装配式预应力混凝土T梁，梁高1.7米，新建桥主梁间距1.85米，新桥内边梁与原桥外边梁间距1.3米。由于通航净空限制，新桥通航孔T梁需采用斜交15度，边跨T梁采用异性T梁。（见图1）。
（5）新旧T梁间悬臂板采用切割老桥边梁部分悬臂后与新桥T植筋技术连接，横隔板采用25精轧螺纹钢筋连接。张拉精轧螺纹钢筋时应验算腹板的抗冲切承载力。
图1扩建后桥梁断面及平面图 （尺寸单位：cm）
3. 设计要点及技术措施
由于桥梁拓宽设计不同于新建桥梁的设计，为减少新老结构的差异沉降和的收缩徐变变形差，满足结构的承载力和正常使用要求，在技术上采取了以下措施：
（1）由于新旧桥基础之间产生较大的不均匀沉降将导致结构的附加应力增加，根据以往经验，桥梁拼接完成后，新旧桥梁之间沉降差异应该控制在5mm以下；通过采用钻孔灌注桩基础，增加设计桩长，桩基础施工时严格控制沉淀层的厚度，来减少钻孔灌注桩的沉降。
（2）由于老桥的收缩、徐变变形基本完成，为了控制新旧梁间的收缩、徐变减少新建T梁的收缩徐变，湿接缝混凝土采用UEA补偿收缩混凝土，减少混凝土收缩的影响，降低新建T梁的预应力度，采用部分预应力混凝土构件设计，减小新建T梁的徐变。
（3）通过增加存梁期，延长桥面现浇混凝土层和湿接缝混凝土浇注的间隔时间，以使新建桥梁的桩基沉降，混凝土收缩徐变能够在拼接前完成。
（4）由于新桥T梁跨径30米，梁高仅1.7米，为弥补其刚度储备不足够，将桥面混凝土铺装层与预制T梁预留钢筋浇注结合成整体，增加了T梁的有效高度。
（5）新老桥梁连接时，应预先施工新桥桥面铺装、护栏或采用等代荷载预压新桥，避免新老桥连接后再施工二期横载引起新老桥连接部位的竖向剪切力过大（见图1）。
4. 桥梁受力分析
桥梁拼宽后桥梁结构特征及车道布置及车道数发生变化，横向分布系数相应发生变化；采用刚接板梁法分别计算老桥T梁和新桥T梁的横向分布系数后，得出，采用密肋T梁后在新结构中的原桥各梁横向分布系数都比原结构中的小，因此，对于活荷载的影响而言，在新结构中的原T梁是安全的。
针对斜桥与正桥拼接，考虑新旧桥的不均匀沉降，新旧T梁间的收缩、徐变变形差等荷载工况，进行了计算论证。对上部结构采用梁格法，用Midas2006用有限元软件建模。对主梁采用梁单元建模；采用虚拟横梁来模拟主梁之间的横向受力。其中新桥支座沉降5mm，老桥收缩徐变期按3650天，新桥按120天考虑（空间梁格模型见图2）。
图2空间梁格模型
4.1正截面抗弯承载能力计算（见表1）。表1中构件承载力设计值均大于作用效应的组合设计值，正截面承载能力满足规范要求。