高速公路橋梁加寬拼接技術(shù)研究

甄曉霞

(朔州路橋建設(shè)有限責(zé)任公司，山西朔州 036000)

0 引言

最近幾十年，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)，這也帶動(dòng)我國(guó)交通事業(yè)的飛速發(fā)展。而高速公路作為公路的一個(gè)重要組成部分，對(duì)我國(guó)的交通發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，其中橋梁占到整個(gè)高速公路的通常里程的很大比重。面對(duì)交通量不斷增長(zhǎng)、重載交通劇增的現(xiàn)狀，早期修建的高速公路的運(yùn)營(yíng)能力明顯不夠，降低了整個(gè)公路的服務(wù)水平。而對(duì)高速公路的改造擴(kuò)建成為了解決公路運(yùn)營(yíng)能力不足的一個(gè)有效方法，這其中橋梁的加寬拼接對(duì)整個(gè)高速公路的加寬改造的質(zhì)量有著重要影響。但是，在橋梁的加寬拼接過(guò)程中，總是會(huì)出現(xiàn)新舊橋面連接處裂縫、修舊橋臺(tái)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題，對(duì)加寬后橋梁的正常使用造成一定影響。所以，為了提升高速公路橋梁加寬拼接質(zhì)量，對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究就十分有必要。

1 高速公路橋梁加寬拼接概述

在高速公路拓寬過(guò)程中，如果將橋梁拆除重建，不僅費(fèi)用較高、造成浪費(fèi)，而且也會(huì)造成原有交通的中斷、相應(yīng)的增加施工工期。如果舊橋能夠達(dá)到改造后橋梁荷載和使用的要求，可以考慮對(duì)橋梁的一側(cè)或者兩側(cè)利用拼接技術(shù)來(lái)完成橋梁的加寬，并且輔以相應(yīng)的加固技術(shù)，來(lái)滿足加寬拼接后橋梁的通行能力。這種方法一方面能增加舊橋的使用周期，另一方面也能達(dá)到交通通行能力增加的目的，而且降低了工程項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支出。但是相對(duì)來(lái)說(shuō)，橋梁的加寬拼接對(duì)施工技術(shù)的要求比較嚴(yán)格，所以在進(jìn)行加寬拼接過(guò)程中要遵循一定的原則，避免施工中出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題。

首先，施工過(guò)程中要進(jìn)行科學(xué)、合理的交通組織，盡可能避免影響到原有道路的交通。另外新橋的施工也不要影響到舊橋的正常使用或者對(duì)其施工過(guò)大的荷載，防止加寬施工對(duì)舊橋帶來(lái)不利影響。

其次，加寬拼接開始前，要進(jìn)行充分的施工準(zhǔn)備。一方面要詳細(xì)的勘察施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的工程地質(zhì)情況、已有結(jié)構(gòu)物以及水文狀況等，同時(shí)，參照類似工程項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和已有的研究成果，進(jìn)行施工方案的制定，這個(gè)施工方案要科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)性好。另一方面，應(yīng)該對(duì)施工中用到的材料以及施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)備，防止施工過(guò)程中因?yàn)椴牧瞎?yīng)或者材料質(zhì)量、機(jī)械設(shè)備故障等原因影響施工質(zhì)量或者施工進(jìn)度的情況。

再次，要進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮加寬拼接施工完成后，新舊橋梁因?yàn)槌两挡町惢蛘咦冃尾粎f(xié)調(diào)對(duì)橋梁帶來(lái)的影響。這就要求在設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)時(shí)，盡可能新舊橋采用同一結(jié)構(gòu)形式，而且對(duì)基礎(chǔ)和下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該從是否影響到舊橋的受力方面考慮，避免加寬后對(duì)舊橋產(chǎn)生不利影響。

最后，要嚴(yán)格控制施工操作，并且重視施工完成后的養(yǎng)護(hù)工作。正是由于高速公路橋梁加寬拼接施工過(guò)程比較復(fù)雜、施工技術(shù)要求高，所以在施工過(guò)程中一定要參照規(guī)范來(lái)進(jìn)行。另外也要對(duì)施工完成后的日常養(yǎng)護(hù)工作引起重視，對(duì)新舊橋在加寬拼接完成后的使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀測(cè)它們的形變以及變形情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)采取科學(xué)的處治方法。

2 橋梁加寬拼接方式研究

2.1 上下不連接

這種連接方式指的是新舊橋梁的上下部結(jié)構(gòu)都不進(jìn)行連接，只是在連接位置預(yù)留施工縫，也即新舊橋梁可以看出獨(dú)立的個(gè)體。這種連接方式施工時(shí)不會(huì)影響到舊橋的交通，施工操作也不復(fù)雜，對(duì)于連接位置的施工質(zhì)量不用考慮，同時(shí)，新舊橋單獨(dú)承受荷載，相互之間沒(méi)有影響。但是，相對(duì)于前面提到的優(yōu)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這種方式的不足之處是，因?yàn)樾屡f橋存在施工工藝的差別，橋梁在受到行車荷載或者其他荷載作用時(shí)的變形可能有差別，另外新舊橋的沉降也有差異，這都會(huì)造成連接位置出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，表現(xiàn)為橋面的縱向裂縫，對(duì)橋梁的行車安全性以及正常使用造成影響。

2.2 上下均連接

上部結(jié)構(gòu)要想實(shí)現(xiàn)連接，一般對(duì)橋面的連接位置鑿除一定厚度的橋面，設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，最后將新舊橋面一起澆筑來(lái)達(dá)到連接的目的。而下部的橋臺(tái)或者橋墩在連接過(guò)程中可以通過(guò)植筋技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在舊橋的下部結(jié)構(gòu)中植入鋼筋，再澆筑新橋的混凝土，從而連接新舊橋的下部結(jié)構(gòu)。

這種方式能將新舊橋組合成一個(gè)整體，防止連接處的不協(xié)調(diào)形變出現(xiàn)，但是因?yàn)槌两档牟痪鶆颍菀自谙虏拷Y(jié)構(gòu)的連接部位產(chǎn)生裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)的正常使用帶來(lái)威脅。另外，其中采用了植筋技術(shù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)施工成本比較高，也要有高的施工技術(shù)，且上部連接過(guò)程中會(huì)影響原來(lái)橋梁的交通。

2.3 下部不連接、上部連接

該方式是上述兩種連接方法的綜合，只是連接上部結(jié)構(gòu)。這種方式下部的施工方便、降低了工程成本，同時(shí)橋面的縱向裂縫能夠得到較好控制。但是要求對(duì)連接位置進(jìn)行高質(zhì)量的后期養(yǎng)護(hù)，也會(huì)因?yàn)椴痪鶆虺两祵?dǎo)致橋面裂縫。

高速公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)形式不同，可能選擇的連接方式也有差別。對(duì)于空心板梁，一般選擇將舊橋連接側(cè)的墩臺(tái)或者護(hù)欄拆除，而且鑿除梁體上部表面的一定厚度的混凝土，進(jìn)行植筋且錨固加固，最后進(jìn)行混凝土的澆筑，而且梁的下部可以進(jìn)行鋼板的連接。施工示意圖見(jiàn)圖1。T型梁形式的橋，一般選擇如圖2所示的剛性連接方式。連接機(jī)理是通過(guò)梁體中植筋，并且增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋的方式實(shí)現(xiàn)新舊T型梁的懸臂連接，另外可以在連接的T型梁中間設(shè)置橫隔板。有時(shí)也可以利用角鋼以及高強(qiáng)螺栓共同作用對(duì)新舊橋梁連接，這種情況下新舊橋的梁體翼緣是分開的，要重新鋪設(shè)連接位置的橋面。對(duì)于箱梁來(lái)說(shuō)，其連接方式的選擇可要看具體的工程情況來(lái)定。

圖1 空心板梁的連接施工示意圖

圖2 T型梁的連接施工示意圖

3 加寬拼接施工質(zhì)量的控制

3.1 蓋梁施工

蓋梁在高速公路橋梁中主要作用是承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的荷載，并且將荷載向下傳遞給橋梁的基礎(chǔ)，蓋梁的連接方式的不同，也影響施工完成后舊橋的受力狀況。一般情況下，蓋梁加寬后選擇連接或者不連接兩種方式。遇到不連接情況時(shí)，新的蓋梁在加寬施工中是單獨(dú)修建，不影響舊橋蓋梁的受力狀況，基本上沒(méi)有影響原來(lái)的蓋梁。這種情況下一旦產(chǎn)生新舊橋梁的沉降差異，兩側(cè)的橋面連接不順暢，可以利用上部的梁板來(lái)對(duì)橋面調(diào)整，從而達(dá)到兩側(cè)橋面順暢連接的目的，不影響橋梁的正常使用。

如果蓋梁選擇的是連接處理，正常情況下要通過(guò)角鋼連接或者進(jìn)行植筋連接這兩種形式實(shí)現(xiàn)蓋梁的連接。其中角鋼連接相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，施工技術(shù)不復(fù)雜，采用螺栓對(duì)新舊橋梁蓋梁中固定的角鋼連接，從而實(shí)現(xiàn)蓋梁的連接。而植筋是一種復(fù)雜的施工技術(shù)，通過(guò)在蓋梁中重新植入鋼筋，并澆筑混凝土固定的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)蓋梁連接，這種操作對(duì)橋梁的整體性來(lái)說(shuō)比較有利，防止新舊橋梁連接部位出現(xiàn)較大的變形。

3.2 基樁施工

新舊橋梁的不均勻沉降是高速公路橋梁加寬拼接后比較常見(jiàn)的問(wèn)題，這種不均勻的沉降會(huì)造成橋面連接位置出現(xiàn)縱向裂縫，對(duì)橋梁的正常使用帶來(lái)影響。這就要求在施工過(guò)程中，不確定新橋的沉降量的情況下，可以通過(guò)控制樁基的施工質(zhì)量來(lái)降低后期不均勻沉降的影響。一般施工時(shí)，參照設(shè)計(jì)的樁基高度，適當(dāng)將樁長(zhǎng)增加，并且也要適當(dāng)加粗樁徑，這樣能夠減輕后期不均勻沉降的影響。同時(shí)，條件允許時(shí)，沒(méi)有對(duì)加寬橋梁的橋面進(jìn)行鋪裝時(shí)，可以利用堆載預(yù)壓法來(lái)實(shí)現(xiàn)地基的加速沉降，降低工后沉降量，也能降低使用過(guò)程中因?yàn)樾屡f橋梁沉降不協(xié)調(diào)造成的橋面裂縫問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

作為影響高速公路拓寬質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，橋梁的加寬拼接的重要性不言而喻。在橋梁加寬拼接施工時(shí)，要嚴(yán)格參照施工原則，結(jié)合實(shí)際工程情況，正確的選擇連接方式，并對(duì)重點(diǎn)施工技術(shù)加以控制，從而保證橋梁加寬拼接的施工質(zhì)量。

［1］邢方義.高速公路擴(kuò)建工程橋梁拼接施工技術(shù)研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2011(5)：9-10.

［2］馮玉龍，萬(wàn) 娟.高速公路橋梁加寬拼接技術(shù)探討［J］.中國(guó)水運(yùn)，2009(12)：15-16.

［3］伊麗娜.關(guān)于公路橋梁加寬技術(shù)的研究［J］.黑龍江科技信息，2013(8)：32-33.