高速公路改擴建工程橋梁拼寬施工工藝探究

薛冠超 朱宏志

(1.機械工業(yè)部汽車工業(yè)天津規(guī)劃設(shè)計研究院,天津 300300;2.長春建業(yè)集團有限公司,吉林長春 130000)

高速公路改擴建工程橋梁拼寬施工工藝探究

薛冠超1朱宏志2

(1.機械工業(yè)部汽車工業(yè)天津規(guī)劃設(shè)計研究院,天津 300300;2.長春建業(yè)集團有限公司,吉林長春 130000)

結(jié)合京哈高速公路長春至四平段改擴建工程建設(shè)項目,闡述了橋梁拼寬的設(shè)計方案、施工工藝、施工措施及控制要點。可為同類工程提供參考、借鑒。

高速公路 改擴建 橋梁拼寬 施工工藝

京哈高速公路長春至四平段1996年9月建成，自此吉林人結(jié)束了沒有高速公路的歷史，通車至今經(jīng)歷了10個年頭，目前已經(jīng)不能滿足快速增長的交通量的需求。京哈高速公路長春至四平段2013年起開工改建，由目前的雙向四車道改建為雙向八車道，其擴建會進一步提高京哈通道通行能力和服務(wù)水平。到2016年，吉林省將形成“五縱五橫三環(huán)四聯(lián)”高速公路網(wǎng)絡(luò)。

京哈高速公路長春至四平段的改擴建工程中，新舊橋的拼寬是設(shè)計和施工中的重點和難點。本項目橋梁拼寬均采用同跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁兩側(cè)拼寬，舊橋頂升利用的設(shè)計方案。

1 橋梁拼寬工藝技術(shù)

為了提高橋梁拼寬施工水平，確保橋梁拼接施工質(zhì)量，根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)橫向拼寬的技術(shù)要求和現(xiàn)有施工技術(shù)水平，對橋梁拼寬新舊結(jié)構(gòu)連接區(qū)域的施工工藝提出了相應(yīng)指導(dǎo)意見：主要包括橫向連接結(jié)構(gòu)的平面和高程控制技術(shù)、橫向植筋技術(shù)、舊混凝土表面處理措施、現(xiàn)澆補償收縮混凝土的技術(shù)要求及養(yǎng)護方法等。為有效控制新舊橋梁之間的沉降差，拼寬橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)采用樁端后壓漿技術(shù)。

2 橋梁拼寬施工流程

(1)施工拼寬部分橋梁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)，吊裝主梁，澆筑拼寬部分的橋面整體化混凝土，預(yù)留接縫處整體化混凝土；

(2)頂升舊橋部分，對舊橋進行加固處理；

(3)澆筑濕接縫及舊橋整體化混凝土，完成新舊橋上部結(jié)構(gòu)連接。

3 橋梁拼寬施工工藝及控制要點

(1)在預(yù)應(yīng)力的作用下，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁會產(chǎn)生上拱變形。為保證新、舊橋板梁在拼接時平順，預(yù)制板的存放時間不宜過長，同時應(yīng)盡早進行拼寬部分橋梁橋面現(xiàn)澆整體化混凝土的施工，以減小施工期間預(yù)應(yīng)力混凝土板梁的上拱值。必要時，可以對預(yù)制板梁施加壓重。

(2)拼寬部分橋梁完成橋面現(xiàn)澆整體化混凝土后，拼接部位濕接縫暫緩施工，使新橋有一定的自然沉降時間、混凝土收縮徐變時間，該時間控制在3--5個月為宜。施工單位應(yīng)做好施工組織，盡可能延長暫緩時間[1]。

(3)拼接部位濕接縫混凝土結(jié)合面的粗糙度采用B級以上，同時要求粗骨料外露50%以上。在澆筑混凝土濕接縫前，濕接縫的結(jié)合面及板體至少不間斷地澆水3—6小時，然后蓋上濕麻袋，保濕12—24小時，才能澆筑濕接縫混凝土。澆筑濕接縫時要求封閉交通，待濕接縫混凝土強度達(dá)85%以上且混凝土齡期≮7天時，方可開放小車交通；混凝土齡期≮28天時，方可開放大車交通。

圖1 標(biāo)高復(fù)測示意圖

圖2 植筋施工流程

(4)施工過程中須對差異沉降進行控制，除嚴(yán)格對樁基基底沉淀層厚度、上部結(jié)構(gòu)延遲拼接控制外，還應(yīng)注重施工過程中的沉降觀測。拼接部分橋梁上部結(jié)構(gòu)施工結(jié)束、整體化橋面混凝土澆筑完成后至新舊橋拼接前，應(yīng)定期監(jiān)測新橋基礎(chǔ)沉降情況(二等水準(zhǔn))，當(dāng)新、舊橋的沉降差不能穩(wěn)定時，如新橋基礎(chǔ)沉降變形大于1—2mm/月，要分析其原因，會同設(shè)計單位共同研究拼接方案，必要時應(yīng)進行加載預(yù)壓，以加速沉降。

(5)加寬部分橋梁的施工不得影響舊橋的結(jié)構(gòu)安全和橋臺臺背路堤的穩(wěn)定，如果需要提前拆除部分舊橋時必須采取相應(yīng)的防護和加固措施，確保舊橋的上部結(jié)構(gòu)安全和行車安全。拼接施工之前，若舊橋需要補強加固，必須完成舊橋的加固后才能進行新舊橋的拼接[2]。

(6)拼寬部分橋梁平面控制。施工前需要復(fù)測舊橋的坐標(biāo)，計算并復(fù)核圖紙平面位置是否正確。

拼寬部分橋梁的平面控制要求最終縱向和橫向誤差不大于30mm，樁位、柱位、蓋梁中心線誤差控制按橋梁施工技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，必須減小最終的平面位置偏差，以滿足拼接要求。為了確保上述平面控制的要求，拼寬部分橋梁樁位放樣時必須雙控，即按照施工圖設(shè)計給定的樁位坐標(biāo)放出樁位，然后將舊橋墩臺蓋梁的邊線延長，邊線延長后與按施工圖實放樁位中心擬合，誤差超過范圍必須調(diào)整坐標(biāo)確保新舊橋誤差在允許范圍內(nèi)[3]。

(7)拼寬部分橋梁高程控制。拼寬部分橋梁設(shè)計高程未考慮拼寬部分橋梁施工時間的沉降影響，拼寬部分橋梁可按設(shè)計標(biāo)高施工，施工時可以根據(jù)相近項目沉降經(jīng)驗值及先行實施拼接橋梁實測的沉降值進行修正。

(8)橋梁拼接控制。

①控制原則。必須滿足結(jié)構(gòu)受力的需要。無論是在拼接部分加鋪或減薄結(jié)構(gòu)厚度，應(yīng)保證在結(jié)構(gòu)能承受的范圍之內(nèi)，滿足現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的要求。

要求拼寬橋梁的橋面瀝青鋪裝層控制在80—100mm以內(nèi)；現(xiàn)澆層+瀝青鋪裝在設(shè)計厚度的基礎(chǔ)上可適當(dāng)增加，增加限值為20mm；同時必須保證舊橋瀝青鋪裝層不小于80mm，也不得大于100mm。

②施工控制。a)復(fù)測標(biāo)高：拼寬橋梁基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定后，舊橋頂升前，實測各墩臺蓋梁中心線處拼寬側(cè)預(yù)制主梁頂面標(biāo)高H1和舊橋預(yù)制主梁頂面標(biāo)高H2，實測舊橋支座總高度Z舊，進而確定頂升前后支座高差Δ支座=Z舊（含支座上下鋼支座上）-Z新（含梁底新鋼板及支座上下鋼板厚度）。b)鋼墊塊高度修正：根據(jù)上述復(fù)測結(jié)果計算鋼墊塊高度，其中0.45×i表示測點H1和H2之間橋面橫坡修正值。當(dāng)墊塊計算高度與設(shè)計高度正、負(fù)差值小于10mm時，按設(shè)計高度施工；當(dāng)上述正、負(fù)差值大于10mm時，按復(fù)測后計算出的鋼墊塊高度施工。c)舊橋需要換板時，澆筑替換主梁時應(yīng)注意梁底楔塊厚度與舊主梁相同，以保證替換主梁與鄰近舊橋主梁頂面平順不錯臺。標(biāo)高復(fù)測如圖1所示。

③控制要點：1)標(biāo)高調(diào)整工作應(yīng)按“一橋一調(diào)整”要求進行，調(diào)整的過程是設(shè)計、監(jiān)理、施工相互配合協(xié)調(diào)的過程，各方共同完成。2)方案調(diào)整有可能在鑿除護欄、暴露拼接面后，還須第二次調(diào)整，應(yīng)引起充分的重視。3)需要對舊橋換梁時，須在頂升完成，蓋梁加固完成并落梁后進行換梁，修補加固，然后再進行拼接。

(9)為有效減少因混凝土收縮、徐變以及基礎(chǔ)沉降差異等因素引起的新舊板間裂縫，設(shè)計采用C50補償收縮混凝土來限制減少新舊板之間混凝土收縮徐變差異。

(10)濕接縫混凝土澆筑施工流程。舊橋整體化混凝土澆筑時，如果拼寬橋梁基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定，濕接縫與舊橋整體化可以一次澆筑，否則分兩次澆筑，先澆筑舊橋整體化混凝土，待其強度達(dá)到90%且新橋沉降達(dá)到設(shè)計要求后，方可澆筑濕接縫混凝土[4]。

濕接縫補償收縮混凝土澆筑施工流程：新拼寬內(nèi)邊板橫向伸出鋼筋與預(yù)埋筋(或舊橋邊板植筋)進行焊接→清洗拼接部位的雜物→支立底板吊模(緊貼梁體不出現(xiàn)漏漿)→潤濕新老混凝土的接觸面→依次從橋孔中向兩端澆筑補償收縮混凝土→振動密實形成粗面→混凝土養(yǎng)生。

濕接縫混凝土澆筑施工的控制要點：拼接部位新、舊板斷面的混凝土表面按施工縫處理，除去混凝土表面上松動的骨料和塊石，再用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，處理后的混凝土表面凸凹不平度不小于6mm；新拼寬板安裝之前，要提前檢查內(nèi)邊梁的上拱度，若不能滿足要求時應(yīng)采取措施，如提前預(yù)壓，減少上拱值，保證拼接質(zhì)量，預(yù)壓布載方式應(yīng)根據(jù)板梁受力特點布置，切忌集中于一個點進行大噸位加載；施工單位要指定專人負(fù)責(zé)橋梁拼接施工，做好施工過程控制和施工原始記錄，確保拼接質(zhì)量。

(11)植筋施工應(yīng)控制時機，一般宜在連接部位施工之前進行，避免植入鋼筋長期暴露銹蝕，否則要采取防銹、除銹措施。植筋施工流程如圖2所示。

4 結(jié)語

如何在不中斷高速公路交通的情況下，確保新舊橋梁拼寬后的結(jié)構(gòu)安全和耐久性，確保新舊橋梁拼接混凝土的質(zhì)量，確保施工安全，交通通暢，種種施工重點和難點，必須結(jié)合具體工程實踐，不斷研究解決。隨著京哈高速公路長春至四平段改擴建工程的施工進程，新舊橋梁拼寬施工工藝將進一步得到完善、豐富及推新。

[1]JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(S).

[2]GB50367—2006混凝土加固加固設(shè)計規(guī)范(S).

[3]譚少華.廣佛高速公路擴建工程橋梁拼接技術(shù)[J].中外公路,2010,(2):167-169.

[4]于鳳.橋梁拼接技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技,2013,(2):118-119.