公路線形設計是公路總體設計的關鍵，方案一經(jīng)確定后，中小橋梁的布設就必須服從路線線形的要求。不可避免的就會出現(xiàn)一些橋涵構造物位于路基寬度漸變范圍內(nèi)。當橋梁處于路基漸變段時，對于大跨徑的橋梁多采用了現(xiàn)澆懸臂箱梁，通過調整懸臂長度來滿足橋面變寬的要求，而中小跨徑橋梁的上部一般采用鋼筋混凝土或預應力混凝土空心板梁，布設在變寬范圍內(nèi)的此類橋梁處理起來一般比較復雜?，F(xiàn)通過一個實例對中小跨徑橋梁的加寬方法予以匯總，為以后簡化設計，方便施工提供借鑒。
1、方案論述和比選
合六葉高速公路的終點葉集是西入安徽省的門戶，原有國道312 h的主線收費站為4進4出，由于高速公路的修建，已不能滿足交通量的需求，需擴充至7進l1出。擴建范圍為K0+500～Kl+120，全長620m。在收費站擴建范圍內(nèi)有一座1—16．0m的空心板橋，原橋面寬2 x 12m。橋梁上跨一條小河，河流測時水位距離原橋梁底1m左右。由于收費站的擴建，該橋需加寬處理，小樁號左右幅各加寬19．3m，大樁號左右幅各加寬16．2m，大小樁號變寬幅度為3．1m。
現(xiàn)場查看該橋的實際情況并核查老橋的設計圖紙，老橋上部結構為鋼筋混凝土空心板結構，下部結構為柱式臺樁基礎，現(xiàn)場鑿開橋面后發(fā)現(xiàn)老橋曾采用框架結構加高過20cm。現(xiàn)對老橋加寬有兩方面的難點。
?。?）設計水位較高，原設計橋梁河流設計水位與梁底距離較小，在橋面標高受限的前提下加寬該橋，就要求加寬橋上部結構建筑高度只能小于等于原橋上部結構建筑高度。
?。?）老橋跨徑長16m，變寬幅度達3．1m，預制結構處理方案難度較大。
根據(jù)以往處理變寬橋的經(jīng)驗，對此類型的橋梁列出三個方案，從設計與施工角度進行類比，進而提出最優(yōu)方案。
1．1方案一：全橋采用16米的整體式現(xiàn)澆空心板如圖1所示。
設計方案簡介：整體式空心板梁，可以保證梁高與原梁高一致，并通過調整孔洞數(shù)量及孔洞之間的距離來滿足變寬的需要。
方案評價：
從設計方面講，該方案能夠滿足該橋變寬設計的要求，結構整體性能較好。但其構造及受力模式比較復雜。
從施工方面講，該橋為整體式空心板，無法采用預制吊裝工藝，需要滿堂支撐現(xiàn)澆施工。由于橋下為一小河，改河及基礎處理難度較大，費用較高，滿堂支架施工難度較大。內(nèi)腔孔洞數(shù)間距不同，鋼筋布置不統(tǒng)一， 施工較為復雜等一些不確定因素導致施工質量難以保證。
1．2方案二：多個異型板進行拼寬設計
設計方案簡介：將已有空心板粱優(yōu)化成多個異型板，通過多個異形板之間鉸接來滿足變寬的需要。
方案評價：該方案能滿足該橋的變寬設計要求。但變寬需要異形板形式較多，模板數(shù)量較多，施工預制難度較大。
1．3方案三：多肋梁
我們的空心板梁的截面雖然不是T型截面，但其受力模式歸根結底是一個T型截面梁的計算。從廣義上來講，工字形、箱形以及空心板截面，其正截面強度計算均可以按T形截面來處理。通常為方便我們計算，我們將一塊板梁等效成T梁或工字型梁進行計算。現(xiàn)在我們逆向考慮，將異形板簡化成一個梁高等同的T梁，通過調整腹板的寬度來滿足單片梁的剛度要求單片梁之間進行剛接，通過增加橫梁的個數(shù)來滿足橋面橫向的整體剛度與穩(wěn)定性。
老橋原梁板高75cm，由于老橋被加高過20cm，給我們采用多肋梁在剛度方面的設計提供了有利的條件。根據(jù)老橋的現(xiàn)有狀況，我們將設計梁高取為85cm，利用等截面換算的方法將現(xiàn)有空心板梁成T梁。利用其在橋梁中心線上投影跨徑不變的前提下，調節(jié)其與橋梁中心線的角度來滿足變寬的需要。
方案簡介：
?。?）根據(jù)面積、慣性矩及形心位置不變的原則將16米的空心板等效肋梁，并對肋梁結構斷面進行優(yōu)化。
?。?）根據(jù)橋面寬度選定合適的肋梁懸臂長度，并確定多肋梁片數(shù)。本設計兩片梁肋間距以小于等于150cm進行控制，加寬部分采用13片肋粱。右圖分別是梁端兩個斷面。
?。?）根據(jù)最大懸臂的肋梁及梁的片數(shù)采用剛接橫梁法計算橫向分布系數(shù)m，以該橫向分布系數(shù)下的肋梁進行控制設計。
（4）對單片粱進行受力分析。
3、結論
通過以上三種方案的比選，最終確定多肋梁的設計方案為該橋的首選方案。多肋梁的設計歸根結底是一個T型截面梁的設計，由于其梁高較T梁小，肋數(shù)較多，故起名為多肋粱。在設計方面，多肋梁是對單片梁分析的，受力比較明確。在施工方面，多肋梁梁肋部分采用標準斷面預制，濕接縫部分采用現(xiàn)澆，通過調節(jié)梁肋長度和現(xiàn)澆濕接縫的寬度來滿足橋面變寬的需要。多肋梁上部預制與現(xiàn)澆相結合可以保證施工質量，上部與下部同時施工可節(jié)約施工工期，從總體上講節(jié)省了工程造價。
多肋粱在葉集主線收費站變寬橋上的應用，其施工簡單，節(jié)省造價，施工質量易控制的優(yōu)點得到很好體現(xiàn)，是今后中小跨徑橋梁加寬的一種很好的比選方案。
