技術領域

本發明涉及一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構造及其施工方法。

背景技術

近些年來，隨著我國經濟的高速發展，我國交通事業有了長足的進步。但是，由于人員和物資流動日益頻繁，造成了交通需求的激增。為了滿足日益增長的交通量的需求，當前主要有兩種解決方式：一是建設新線路；二是拓寬改建原有線路。由于建設新線路費用高，施工周期長，而且阻斷交通，因此迫切需要對這些公路進行改擴建，由原有的四車道拼寬為六車道或八車道，提高其通行能力。橋梁在現代公路中占有較大比重，加上橋梁拼寬存在技術復雜、實施難度高、對現有交通影響大的特點，因此橋梁拼寬設計已成為公路改擴建工程的重點。經過多年的探索以及諸多工程實踐的證明，國內外已經形成了橋梁拓寬改造技術的基本體系，目前常用的橋梁拓寬拼接方法有三種：①新、舊橋梁的上部結構與下部結構均不連接；②新、舊橋梁的上部結構與下部結構均連接；③新、舊橋梁的上部結構連接、下部結構不連接。

拼接方式①要求在新橋和舊橋之間預留一條縱向工作縫，使新橋和舊橋各自受力、不會互相影響，施工簡單，不存在新、舊橋梁連接的技術難題。但是，由于新橋和舊橋相互獨立，并且服役時間不相同，因此在外荷載作用下會發生新、舊橋變形不協調的現象，導致橋面產生縱橋向裂縫和橫橋向錯臺，影響拓寬后橋梁結構的正常使用。

拼接方式②主要是通過植入鋼筋、澆筑混凝土連接件等方式將新橋上部結構和舊橋上部結構相對應的部位連接起來，同時采用相同的方式將新橋下部結構和舊橋下部結構也進行連接，使新橋和舊橋形成整體，共同受力。但是，采用拼接方式②拓寬后的橋梁結構對新、舊橋梁的基礎沉降差異非常敏感，當新橋相對舊橋的基礎沉降差較大時，新、舊橋梁下部結構連接處會產生較大的附加內力，如果附加內力過大，則會導致連接處出現裂縫，影響橋梁美觀，降低使用性能；同時在新、舊混凝土收縮徐變差異或新舊橋基礎不均勻沉降作用下，新舊橋上部結構連接處也會產生較大的附加內力，也有可能出現裂縫，影響橋梁美觀與行車舒適性。

拼接方式③通過植入鋼筋、整體現澆混凝土連接件（濕接段或橫隔板）等方式將新、舊橋上部結構連接，對于下部結構則采用留工作縫的方式不進行連接。一方面可使新、舊橋梁上部結構連接成整體，共同受力，對舊橋的受力有利；另一方面，新、舊橋梁下部結構不連接，各自受力，互不影響，既避免了新、舊橋梁下部結構連接的技術難題，降低了施工難度，減少了工程成本，又避免了新舊橋基礎沉降差異對拓寬橋梁造成的不利影響。目前國內的滬寧高速公路、滬杭甬高速公路、連霍高速公路鄭州段、京港澳高速公路石安段等多個擴建工程中都采用了這種拼接方式。

但是，當采用拼接方式③對新、舊橋主梁進行拼接時，舊橋已經運營了相當長的一段時間，其主梁的混凝土收縮、徐變變形已經完成且趨于穩定，而在長期荷載作用下，尤其是在混凝土收縮作用下，新橋主梁在縱橋向產生收縮變形；另一方面，縱橋向混凝土拼寬連接件的存在使得新橋主梁的縱橋向收縮變形受到舊橋主梁的約束，在新、老混凝土收縮、徐變差異作用下，導致拓寬后整體結構產生橫橋向彎曲變形，且最大值出現在橋臺或一聯的過渡墩位置。由于早期建造的橋梁采用的支座通常為普通板式橡膠支座，其變形能力小，這會導致新、舊橋梁拼寬后的舊橋支座橫橋向位移過大，發生剪切破壞，影響此類橋梁的正常使用。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構造及其施工方法，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種采用Z形鋼板連接件的橋梁拼寬構造，包括舊橋、新橋以及拼接縫，所述舊橋與新橋之間經拼接縫進行橫向連接，所述拼接縫中設置若干用于連接舊橋邊梁翼緣板和新橋邊梁翼緣板的Z形鋼板連接件，所述Z形鋼板連接件的上方從下到上依次鋪設有隔離層、拼接段現澆層、防水層以及新橋面鋪裝層。

優選的，所述Z形鋼板連接件包括Z形鋼板和螺栓，所述Z形鋼板包含兩縱向板與設置在兩縱向板之間的橫向板，其中一縱向板經螺栓與舊橋邊梁翼緣板相連接，其中另外一縱向板經螺栓與新橋邊梁翼緣板相連接。

優選的，所述Z形鋼板的縱向板上設置有利于螺栓穿過并允許Z形鋼板相對運動的長條孔，所述長條孔的寬度與螺栓的外徑相同，所述長條孔的長度方向與舊橋、新橋的長度方向相同。

優選的，位于拼接縫中的相鄰Z形鋼板連接件的間距為，其中L為舊橋與新橋的單跨跨徑。

優選的，所述螺栓采用摩擦型高強螺栓。