高速公路橋梁加寬拼接技術(shù)

鄭劍鋒（福建省第二公路工程有限公司）

高速公路橋梁加寬拼接技術(shù)

鄭劍鋒（福建省第二公路工程有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路的建設(shè)和完善日益成為城市建設(shè)及交通運(yùn)輸?shù)闹匾獑栴}，在此情況下，對(duì)高速公路橋梁設(shè)施進(jìn)行完善和質(zhì)量提高也便有了切實(shí)可行的意義。在高速公路橋梁的加寬和拼接中需要考慮到眾多的因素，因此本文對(duì)高速公路橋梁加寬的技術(shù)進(jìn)行分析，從而提出具體可行性的意見。

加寬拼接；高速公路；施工技術(shù)

由于交通量的不斷增加，原有的高速公路橋梁已經(jīng)難以滿足需求，因此高速公路面臨著加寬和擴(kuò)寬的問題，在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)典型的高速公路的加寬和拼接案例進(jìn)行分析，從而對(duì)目前的高速公路橋梁加寬和拼接技術(shù)的具體操作以及在操作中所存在的問題進(jìn)行分析和思考，才能在不斷的借鑒和吸收當(dāng)中讓加寬和拼接技術(shù)更加成熟，對(duì)我國(guó)的工程建設(shè)具有重要的意義。

1　橋梁加寬連接方式的類型及其特點(diǎn)

加寬橋與原橋之間的橫向連接方式是橋梁加寬成敗與否的主要因素，常用的橋梁加寬連接類型有以下三種：

1.1上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均不連接

這種連接類型施工難度較小，主要不足：汽車荷載作用下原橋和加寬橋的主梁產(chǎn)生的不同變形造成連接部位鋪裝層破壞形成縱向裂縫，影響行車安全及路容美觀。

1.2上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)均連接

在這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是原橋和加寬橋是連成一體的，可減少新老橋連接處的過大變形。主要不足在于加寬橋基礎(chǔ)沉降比原橋基礎(chǔ)沉降大，由此產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大，在橋梁的下部結(jié)構(gòu)以及上部的連接處容易出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致使用功能下降。

1.3上部結(jié)構(gòu)連接下部結(jié)構(gòu)不連接

在這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是新老橋的下部結(jié)構(gòu)相互不產(chǎn)生影響，上部結(jié)構(gòu)連接對(duì)下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力影響很小，缺點(diǎn)是新老橋下部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降將直接影響上部結(jié)構(gòu)拼接部位的受力。

對(duì)橋梁的拼接是整個(gè)橋梁的建設(shè)重點(diǎn)，這一重點(diǎn)是具有非比尋常的重要的意義的。由于原來的舊橋梁存在著施工混凝土的齡期快到了警戒線，以及其橋梁的負(fù)載和運(yùn)輸能力受到了巨大的考驗(yàn)，在這一情況下對(duì)沈大高速橋梁的施工不同于以往的滬寧高速的擴(kuò)建工程，它主要是在主橋梁當(dāng)中實(shí)現(xiàn)舊橋的上下部與新橋上下部均剛性的連接方式的拼接，這一技術(shù)需要存在著十分多的控制影響因素，例如在對(duì)舊橋進(jìn)行擴(kuò)寬當(dāng)中，原有的橋梁與新建的橋梁的結(jié)構(gòu)關(guān)系并非是一致著兩者之間還存在著諸多的問題，為此，在新舊橋的下部采取不連接的方式，這一方法也是綜合了多種愿意的考慮，由于橋梁基礎(chǔ)的沉降中，不同的橋梁之間的基礎(chǔ)是十分不均衡和不平均的，為此不均勻的下降會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在受力上的不同和差別。

2　高速公路橋梁加寬拼接施工工藝及質(zhì)量控制

金安高速A3合同段安溪東主線1號(hào)橋因增加互通樞紐（接泉三高速連接線）對(duì)原橋進(jìn)行加寬，原橋上部結(jié)構(gòu)為30m連續(xù)、鋼構(gòu)T梁，橋長(zhǎng)487m，已施工至橋面系，固加寬方式按照新老橋加寬方案進(jìn)行，橋梁拼寬采用同類型、同跨徑、上連下不連方法予以拼接。施工中采用多種措施減少新橋的沉降，盡量使拼接部分大部分混凝土的收縮徐變發(fā)生在拼接之前，從而減少整體的附加內(nèi)力。

2.1樁基及下部結(jié)構(gòu)的施工

與新建橋梁相比，新拼接的橋梁下部結(jié)構(gòu)在施工過程中主要存在一些方面的特點(diǎn)：①在施工時(shí)，靠近舊的橋梁的樁基不應(yīng)該選用沖擊的方式，而應(yīng)該采用干擾度較小的成孔工藝技術(shù)，而且在施工的時(shí)候，要采用正循環(huán)的鉆成孔方式。②在施工的時(shí)候，要合理的控制樁基的沉降，必須按要求進(jìn)行施工，嚴(yán)格的控制灌注樁尖沉淀層的厚度，做到施工時(shí)的清孔工作。

2.2既有橋梁鑿除

架設(shè)加寬部分預(yù)制T梁之前，先設(shè)置臨時(shí)護(hù)欄，再拆除原橋外側(cè)防撞護(hù)欄，并鑿除原橋外邊梁翼緣50cm，再對(duì)原橋外側(cè)邊梁進(jìn)行植筋。拼接前鑿除原橋?yàn)r青混凝土鋪裝及外邊梁70cm范圍內(nèi)橋面鋪裝混凝土，保留原橋橋面鋪裝橫向鋼筋，再鋪設(shè)加寬部分及拼接處的橋面鋪裝鋼筋。

2.3鉆孔與植筋

（1）鋼筋植入后其拔出力不應(yīng)小于40kN，施工時(shí)，行車道板在植入鋼筋的施工步驟如下：

①鉆孔，鉆孔的直徑應(yīng)為17mm左后，在這期間，鉆孔的位置要盡量避開與原結(jié)構(gòu)中鋼筋的距離。

③在施工時(shí)，要用粘合劑對(duì)孔進(jìn)行從底部向外的填充。

④在植入鋼筋施工時(shí)，時(shí)間上規(guī)定在1.5h候拔出，方可進(jìn)行下一步的施工。

（2）加寬橋梁牛腿與與橋梁拼接處，在原橋梁外邊橋梁處的牛腿處植入鋼筋，植入的鋼筋的另外一端在施工時(shí)要保持與加寬橋梁中的牛腿伸出的構(gòu)建相吻合，這樣才能方便銜接。在橋梁的牛腿這步施工環(huán)節(jié)中，牛腿處植入鋼筋要與行車的道板植入鋼筋時(shí)做法是不同的，主要存在以下區(qū)別：在牛腿的鉆孔和清孔時(shí)，鉆孔的寬度以及鋼筋植入的深度都不一樣。其中，鉆孔的直徑為29mm，鋼筋深度為46m，拔出的力度至少為106kN左右。

（3）鉆孔與植筋的要求：

鉆孔的選擇盡量使用振幅比較小的，一方面在進(jìn)行鉆孔的過程當(dāng)中如果振幅較大會(huì)導(dǎo)致材料會(huì)因?yàn)檎穹^大而損壞，這對(duì)于其施工當(dāng)中所存在的其他問題會(huì)導(dǎo)致一個(gè)連帶的影響作用的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致鉆孔附近會(huì)出現(xiàn)裂紋，影響使用安全，以及后續(xù)的建筑安全。

一般植筋深度是取14cm，而鉆井直徑取16mm，這是因?yàn)橹步畹纳疃仁切枰獙I(yè)人員進(jìn)行測(cè)量的，測(cè)量其深度對(duì)橋梁主體的具體的影響力，為此需要十分謹(jǐn)慎對(duì)待其中影響的部分。為此，植筋深度14cm是一個(gè)較為合理，以及具有良好的抗壓力和韌性，對(duì)于橋梁的承載具有重要的作用。

2.4加寬橋主梁施工

2）放眼全球，重點(diǎn)選擇。在埃克森美孚公司的七大油氣戰(zhàn)略區(qū)中，北美、南美、大洋洲是核心戰(zhàn)略區(qū)，其次是歐洲和非洲，而亞洲及中東并不具有重要位置。中東以資源豐富且優(yōu)質(zhì)著稱，埃克森美孚并沒有太多涉足，僅進(jìn)入卡塔爾、阿聯(lián)酋、伊拉克等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，也不占據(jù)主導(dǎo)地位。亞洲也是諸多國(guó)際石油公司早期進(jìn)入并視為核心的戰(zhàn)略區(qū)，埃克森美孚除了在哈薩克斯坦與雪佛龍、殼牌等大石油公司聯(lián)合作業(yè)參股田齊茲、卡沙甘等少數(shù)幾個(gè)大項(xiàng)目外，只進(jìn)入印尼、馬來西亞等少數(shù)國(guó)家，存在感不強(qiáng)。埃克森美孚非常看好俄羅斯北極地區(qū)，但隨著美國(guó)對(duì)俄羅斯實(shí)施能源制裁，埃克森美孚不得不撤出了其在俄羅斯北極龐大的勘探項(xiàng)目。

（1）加寬橋通過拼接中梁和原橋外邊梁之間設(shè)置40～50cm寬的濕接縫以及每孔5道現(xiàn)澆橫隔板形成整體共同受力，為減少新橋收縮、徐變對(duì)原橋的影響，在加寬橋架設(shè)完畢后對(duì)新橋進(jìn)行120%荷載預(yù)壓2個(gè)月，加寬橋主梁采用以下施工順序：

①先預(yù)制安裝加寬橋拼接中梁，并將拼接部分橫隔板內(nèi)精軋螺紋鋼筋穿過原橋外邊梁和加寬橋拼接中梁腹板孔道，再安裝該孔其它T梁并澆注加寬部分T梁間橫隔板、縱向濕接縫。

②焊接或安裝現(xiàn)澆連續(xù)段接頭鋼筋，布設(shè)負(fù)彎矩鋼束，澆注現(xiàn)澆連續(xù)段（剛構(gòu)段）混凝土。

③待現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，方可張拉第一批負(fù)彎矩鋼束，后批負(fù)彎矩鋼束應(yīng)待前批負(fù)彎矩鋼束張拉槽封槽混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后方可張拉。張拉槽內(nèi)鋼筋須等強(qiáng)度連接后封槽。連續(xù)墩負(fù)彎矩鋼束橫橋向各片主梁應(yīng)對(duì)稱張拉。

④待一聯(lián)負(fù)彎矩鋼束張拉槽封槽混凝土強(qiáng)度均達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，采用電熱法解除硫磺砂漿臨時(shí)支座或焊接梁底及墩頂鋼板并澆注連續(xù)段混凝土形成剛構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)換。

施工時(shí)，橋梁外的加寬橋的主梁要對(duì)它進(jìn)行均載預(yù)壓，預(yù)壓的數(shù)值約為3.4kN/m2，并預(yù)壓放置期對(duì)橋梁的外部分露出的鋼筋應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以避免鋼筋生銹。

⑤施工時(shí)的關(guān)于鋼筋的焊接部分應(yīng)當(dāng)選取相對(duì)較好的鋼筋進(jìn)行作業(yè)，如橫隔板鋼筋和濕接縫鋼筋等。

⑥舊橋梁和加寬橋梁在拼接好后，要對(duì)橋面的預(yù)壓進(jìn)行停止，防止預(yù)壓的荷載。

⑦焊接或安裝防撞欄鋼筋和橋面鋪裝鋼筋、澆筑防撞欄混凝土、澆筑橋面鋪裝混凝土。

（2）加寬橋主梁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

①拼寬橋梁的原結(jié)構(gòu)需利用，在拆除原有結(jié)構(gòu)防撞墻、鑿除外側(cè)邊板翼緣及植筋時(shí)，均應(yīng)采取可靠措施，確保原有結(jié)構(gòu)的完好性與受力性能。

②高強(qiáng)度的精軋螺紋鋼筋在使用前，應(yīng)該采取一些措施防止橋梁整體的變形。施工的時(shí)候，鋼槽內(nèi)的高度應(yīng)當(dāng)與高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋的高度相差不大，力度也應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)，按要求進(jìn)行施工。

③在拼接橫隔板的時(shí)候，力度應(yīng)達(dá)到80%左右時(shí)彩殼可以進(jìn)行拆除工作。橫隔板安裝成功后還應(yīng)在相應(yīng)的錨具上涂上環(huán)氧樹脂。可以起到一定的保護(hù)作用。

④加寬橋與原橋橋面鋪裝、橋面連續(xù)進(jìn)行拼接前，先鑿除原橋外邊梁一定長(zhǎng)度的橋面鋪裝混凝土 （保留原橋面鋪裝橫向鋼筋外伸）。

⑤加寬橋面拼接處的鋼筋較密，施工時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整混凝土配合比，改進(jìn)振搗措施，保證混凝土澆注質(zhì)量。在這一過程中，應(yīng)加強(qiáng)舊橋梁與加寬橋梁之間的拼接部分的銜接程度。

由于在施工過程中，加寬橋梁表面的拼接處的鋼筋數(shù)量較多，所以在施工時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整混凝土與鋼筋之間的比例，改進(jìn)振搗措施，保證在施工的時(shí)候，材料的合理利用，不浪費(fèi)以及工程的質(zhì)量。

⑥拼接施工完成后，待濕接縫達(dá)到強(qiáng)度后需要二次觀測(cè)新橋的沉降，并檢查拼接部位有無異常情況，如出現(xiàn)裂縫等。對(duì)先行實(shí)施拼接橋梁取得經(jīng)驗(yàn)應(yīng)及時(shí)總結(jié)，在后續(xù)進(jìn)行的拼接橋梁中推廣。

⑦對(duì)于拼接橋梁，安裝伸縮縫前，應(yīng)先刨除增設(shè)伸縮縫范圍內(nèi)的原橋橋面鋪裝及鋪裝鋼筋，并在原橋增設(shè)伸縮縫范圍內(nèi)的橋面進(jìn)行植筋。

⑧加寬橋存梁期不應(yīng)太久，即從張拉預(yù)制T梁預(yù)應(yīng)力鋼束結(jié)束到現(xiàn)澆加寬部分縱向濕接縫及濕接縫范圍橫隔板混凝土階段，應(yīng)控制時(shí)間為不大于90d。

3　結(jié)論

本文通過對(duì)金安高速A3合同段安溪東主線1號(hào)橋梁拼接施工工藝的闡述，以及對(duì)施工過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析，提出了一套操作性很強(qiáng)的橋梁拼接施工質(zhì)量的控制方法與措施，對(duì)今后的橋梁拼接施工有著重要的實(shí)用價(jià)值。

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2095-2066（2016）31-0177-02

2016-10-23