分離式立交改造設計施工方案研究——以衡邵高速立交改造為例

向子亮，彭明東

(懷化市公路勘察設計院，湖南懷化 418000)

衡陽至邵陽高速公路為增加接入潭邵高速公路的附加車道，需要將潭邵高速公路路基拓寬至36 m，路基拓寬后，上跨潭邵高速的CRK172+127分離式立交斜腿部分侵占邵潭高速凈空范圍，跨徑已不能滿足要求，必須對此處立交橋改造。改造工程由衡邵高速公路負責設計施工，鑒于潭邵高速公路交通日益繁忙，施工期間不中斷潭邵高速公路的交通是改造的基本要求，被交路上跨的斜腿剛構橋改造方案也應該以保證高速公路正常運營為出發點來進行研究和設計。

1 分離式立交改造設計方案

本項目基本改造原則是盡量避免施工對主線潭邵高速公路交通的影響，分離式立交橋的改造施工應有組織、有計劃地分段實施，以保證施工期間高速公路交通的暢通。CRK172+127分離式立交橋位于衡陽至邵陽高速公路4A標段，橋梁上部結構為13.7 m+26.7 m+13.7 m 現澆鋼筋混凝土斜腿鋼構，人行橋，設計人群荷載3 kN/m2，橋面寬度5 m，凈寬4 m，兩側為混凝土式護欄。

原分離式橋斜腿剛構體系在主線拓寬后，不滿足其凈空范圍要求，為貫徹盡量減少施工對潭邵高速公路現有交通影響的原則，對于正交橋梁，擬選擇利用原橋上部構造，采取增設新的承重結構，綜合考慮采用單索+體外預應力的方案。即通過錨固于橫梁的斜拉索提供豎向力平衡斜腿反力，用斜拉索替代斜腿的支承方式進行體系轉換改造，并將原橋斜腿拆除，滿足邵潭高速凈空范圍。其主導思想為:保持主梁不變的前提條件下，盡量采用橋面施工操作，較少的橋下施工以避讓車流。該方案的實質是將原結構斜腿的支承體系改為斜吊結構。

2 立交橋改造施工工序

1)首先平整場地，完成施工塔柱的建設，并在塔柱頂端錨固鋼箱。進行錨錠以及拆除混凝土護欄的施工。搭設支架，按照圖紙對原立交橋采用植筋等工藝接長橫梁，使橫梁橫向伸出橋面一定距離，便于使用斜拉索錨固，在橫梁處設置兩部千斤頂。

2)埋設波紋管并穿入縱向外預應力鋼束N1，N2，安裝錨具。對新增橫梁內的精軋螺紋鋼筋進行張拉，張拉應力598 MPa通過設置體外預應力索等手段加強橫梁。

3)邊坡開挖，露出立交橋斜腿與基礎固結部分。張拉鋼束N1并進行錨固。頂升千斤頂，頂升噸位80 t，緩慢加載，觀察斜腿與橋臺固結部分是否松動。松動后，鑿開固結部位，鋼筋暫時不割斷。若每部千斤頂頂升噸位達到95 t后，斜腿與橋臺固結部位仍未松動，應停止施工進行檢查。

4)穿入斜拉索，安裝錨錠處錨具及斜拉索。張拉N2鋼束，控制預應力為設計值的 0.5倍，558 MPa，在新增橫梁處和錨錠處同步張拉斜拉索。

5)張拉N2鋼束剩余預應力，并將鋼束N1，N2封錨。緊接著在新增橫梁和錨錠處第二次張拉斜拉索，待千斤頂讀數為零時，割斷斜腿處鋼筋。之后清除斜腿，進行橋面護欄以及橋面鋪裝的施工，施工完成后，拆除支架，完成改造施工。

具體施工工序如圖1所示。

圖1 施工流程圖

3 施工質量控制措施

3.1 材料質量控制

為保證混凝土有足夠的強度，在分離式立交改造工程中，新增衡量混凝土采用C50，錨錠混凝土采用C30。直徑小于12 mm的鋼筋采用R235熱軋光圓鋼筋，直徑大于12 mm的鋼筋采用HRB335熱軋螺紋鋼筋，植筋膠采用符合《公路橋梁加固設計規范》規定的A級膠。預應力鋼絞線采用按GB/T 5224-2003標準生產的低松弛鋼絞線。公稱直徑15.2 mm，公稱截面積140 mm2，鋼絞線外包 HDPE外護套。

3.2 植筋施工質量控制要點

首先，根據設計圖紙的要求，對植筋的部位定位，放線并作出明顯的標志，為鉆孔做準備。定位要結合設計圖紙及相關規范要求，盡量避免原結構中鋼筋所處位置，以免鉆到構造鋼筋，影響植筋深度而減弱植筋的效果。

鉆孔施工中，要按照設計要求確定鉆孔的位置、孔徑和深度，一般孔徑比錨筋直徑大2～4 mm，外側孔壁與鋼筋混凝土構件邊緣間的寬度≥5 mm以上，鉆孔后的孔壁應完好，孔位應該順直。鉆孔施工結束后應立即清理，清掃孔壁并用壓縮空氣吹凈鉆孔內的灰粉，然后臨時封堵孔口，防止雜物落入，以增強與植筋膠的粘結力。

植筋前需要對植筋表面進行處理。植筋應先通過物理處理措施，用鋼絲刷擦除植筋部分表面的鐵銹以及氧化層，然后用丙酮除去殘留油污，經處理的鋼筋應盡快植入孔內，避免二次污染。一定要保證鋼筋植入部分表面干凈，以便增加與植筋膠的粘結力。

為確保工程質量，選擇質量穩定、性能較好的植筋膠進行灌注作業，通過擠壓器將植筋膠從孔底開始注入，漿體不得有氣泡存在，植筋膠注漿量為孔深的2/3，進而將處理好的植筋旋轉植入孔內預定深度。將已植入孔內的鋼筋在常溫下養護，直至使用的化學粘結劑固結的規定時間。

3.3 斜拉索施工質量控制要點

斜拉索采用Φ15.24 mm環氧涂層高強鋼絞線，標準強度1 860 MPa。斜拉索需要采用多層防腐措施，每根環氧涂層高強鋼絞線外熱擠PE防護套，整索外套加整圓式高密度聚乙烯HDPE管保護。施工時采用兩端張拉，工作長度需要根據采用的張拉千斤頂不斷調整。在本工程中，工作長度采用80 cm。對斜拉索索力進行控制，索力均勻性可控制在每根斜拉索的各股鋼絞線的離散誤差不大于理論值的3%。橫橋向相同編號斜拉索之間差值不大于整索索力理論值的1%，斜拉索整索索力誤差不大于理論索力值的2%。采取兩次張拉的方式，每次張拉均為設計索力的50%，為了控制塔柱頂唯一和塔柱的內力，要求各斜拉索均需同步張拉。

3.4 預應力施工質量控制要點

預應力張拉，采用以高壓油泵為驅動力的液壓千斤頂完成對預應力束的張拉、錨固和千斤頂的回程動作。千斤頂與壓力表應經當地技術監督部門審核校驗，確定張拉力與油壓表之間的關系曲線。壓力表的最小精度應在1 MPa以內，以免易造成張拉應力控制不準確。

鋼絞線運至工地后應在室內放置以防銹蝕，當混凝土齡期滿足要求且強度達到設計要求時，方可進行預應力張拉，預應力鋼絞線在使用前，需要對其強度、彈性模量截面積以及延伸量進行檢測。同時需要測得彈性模量和截面積對計算引申量進行修正。預應力筋在使用前必須按實測的彈性模量和截面面積修正計算，修正公式:Δ'=，式中，Δ'為修正引申值，E'、A'為實測彈性模量與截面積;E、A為計算彈性模量與截面積;Δ為計算引申值。

預應力張拉操作:首先初張拉P0(總張拉噸位的10% ～15%)，持續荷載作用3 min后，量測引申量δ1，張拉到總噸位P，再次持續荷載3 min，量測引申量 δ2，千斤頂回油，量測引申量 δ3，查看 δ2與 δ3之差是否大于8 mm，如果是，則表明出現滑絲，應處理后方可繼續張拉，再檢查鋼絞線尾端標記是否為平面，如果平面變化，則說明個別鋼絞線花絲，必須及時處理。

4 結語

隨著經濟不斷發展，路網結構的不斷完善，高速公路的改擴建持續進行。部分現有的分離式立交橋已難以滿足使用需要，立交改造時應本著經濟、實用的原則，根據地方實際需要并結合地方交通的發展規劃，合理的確定改造方案。被交路上跨的分離式立交橋改造所涉及的各種因素多，改造難度較大，在本工程中，改造方案主要考慮了施工成本以及降低施工過程中對主線交通干擾兩方面的因素，因此，對于立交橋改造項目，需要結合實際情況，深入的分析和研究，確定出實際可行的方案。

［1］JTJ 023-85，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范［S］.

［2］顧安邦.橋梁工程［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］陳明憲.斜拉橋建造技術［M］.北京:人民交通出版社，2003.