冷都橋拼接關(guān)鍵技術(shù)

高金亮

（四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院， 四川 成都 610041）

1 概述

隨著交通量的不斷增長，許多現(xiàn)有公路的交通量已經(jīng)趨于飽和，對現(xiàn)存公路進(jìn)行加寬擴(kuò)建迫在眉睫。公路橋梁的擴(kuò)建是重要重中之重，橋梁拼寬由于現(xiàn)有交通的干擾往往施工難度較大；新老橋梁基礎(chǔ)的沉降差及砼臨期的不同，往往會導(dǎo)致病害裂縫。因此新舊橋梁拼接關(guān)鍵技術(shù)對工程設(shè)計及施工質(zhì)量非常重要。

2 橋梁拼寬概述

新舊橋梁拼寬設(shè)計一般遵循“老橋老標(biāo)準(zhǔn)，新橋新標(biāo)準(zhǔn)”。原橋梁設(shè)計荷載等級一般為汽-超 20、掛-120；新建橋梁采用公路-I級。在新舊橋梁拼接設(shè)計中，對原橋梁需采用老標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測評估，但承載力極限狀態(tài)演算需采用現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)，有必要時進(jìn)行加固處理；在有條件的情況下還需對拼寬后的新舊結(jié)構(gòu)按照現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整體計算。

3 橋梁拼寬原則

橫向新建的橋梁上部結(jié)構(gòu)形式、跨徑、梁高、截面尺寸盡量與原橋梁上部結(jié)構(gòu)保持一致，有利于結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)及共同受力。對于橋梁下部結(jié)構(gòu)，考慮到基礎(chǔ)沉降的影響，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)形式。

4 常用的拼寬方式

1）新舊橋梁上、下部結(jié)構(gòu)均不連接，新舊橋梁之間設(shè)置伸縮縫。新舊橋梁結(jié)構(gòu)分別單獨(dú)受力，互不影響；但整體性差，無法提高舊橋的承載力，且由于基礎(chǔ)沉降不同，在拼接部位容易出現(xiàn)病害，行車舒適性不好，在汽車荷載反復(fù)作用下拼寬連接處遭到破壞，耐久性較差。這種拼寬方式早期使用較多，目前已較少采用。

2）新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)及下部結(jié)構(gòu)均連接。上部連接通過植筋、澆筑濕接縫等方式進(jìn)行連接，下部結(jié)構(gòu)對應(yīng)的橋墩蓋梁、橋臺臺帽也通過植筋方式把新舊橋基礎(chǔ)澆筑成整體；工序復(fù)雜，造價較高。新老橋整體性好、行車舒適；但由于新舊橋梁基礎(chǔ)沉降差會引起較大的附加內(nèi)力，導(dǎo)致拼接處容易產(chǎn)生裂縫，后期維修困難，因此適用于地質(zhì)條件較好的路段。

3）新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接；是當(dāng)前比較廣泛的一種橋梁拼寬方式。上部結(jié)構(gòu)翼緣板間的濕接縫設(shè)置鋼筋連接，重新進(jìn)行橋面鋪裝，橋面平順，行車舒適；上部結(jié)構(gòu)整體受力而下部結(jié)構(gòu)互不影響，產(chǎn)生的附加內(nèi)力較小。

5 橋梁拼接接頭類型

新舊橋梁拼接部位是活載作用區(qū)域，受力復(fù)雜，通常病害較多。新舊橋梁拼接接頭一般分為剛性連接和鉸接連接。空心板和實(shí)心板通常采用鉸接接頭；T梁通常采用剛性接頭；連續(xù)箱梁有鉸接連接、剛性連接及不連接。

6 新舊橋梁連接處關(guān)鍵技術(shù)要求

新舊橋梁連接區(qū)鋼筋焊接前，連接區(qū)兩側(cè)的高程要盡可能相同；如果高程不同可以采用跨中水箱加載的方式來調(diào)節(jié)兩側(cè)的相對高差。新舊橋梁的基礎(chǔ)沉降差一般應(yīng)控制在5mm以內(nèi)；此外還應(yīng)對基礎(chǔ)沉降進(jìn)行沉降觀測。新舊橋梁基礎(chǔ)沉降差過大會造成連接區(qū)混凝土橋面板開裂，影響橋梁的耐久性與舒適性。所以應(yīng)該嚴(yán)格控制新建橋梁基礎(chǔ)沉的降值。

新建橋梁完成主體結(jié)構(gòu)后，先使新橋基礎(chǔ)有一定的自然沉降，再進(jìn)行拼接部位濕接縫施工。新建橋梁上部結(jié)構(gòu)連接時混凝土齡期越長，由混凝土收縮、徐變引起的變形及連接接頭處應(yīng)力越小。對于預(yù)制混凝土梁，建議存梁3 個月以上；對于混凝土箱梁，建議澆筑后6 個月以上進(jìn)行拼接。收縮徐變主要對新建混凝土結(jié)構(gòu)有影響，拼接施工時間過早，會造成新建混凝土箱梁的較大側(cè)向變形，支點(diǎn)處支座發(fā)生側(cè)向位移，甚至剪切破壞。

7 工程實(shí)例

以桃巴路冷都橋做為分析對象，原橋梁為3x25m簡支T梁，橋梁全寬26m，現(xiàn)需要對橋梁兩側(cè)進(jìn)行加寬至42.5m。原橋25m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁梁間距220cm、高175cm，原橋梁設(shè)計荷載為汽-超20、掛-120。橋梁拼寬采用上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接；上部結(jié)構(gòu)采用與原結(jié)構(gòu)相同的25m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)采用與原結(jié)構(gòu)相同的樁柱式基礎(chǔ)。拼寬橋梁橫斷面見圖1。

圖1 橋梁拼寬橫斷面

7.1 新舊橋梁橫向分配系數(shù)的計算如下：

圖2 各主梁跨中彎矩橫向分布系數(shù)

當(dāng)上部結(jié)構(gòu)設(shè)置橫隔板時，原橋跨中橫向分布系數(shù)最大程度降低；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)間無橫隔板時，原橋跨中橫向分布系數(shù)也減小；但考慮到新舊橋梁變形協(xié)調(diào)性及拼接部位的耐久性，本橋采用設(shè)置橫隔板，拼接部位翼緣板采用剛性連接。

7.2 基礎(chǔ)沉降對翼緣板拼接區(qū)影響

新橋基礎(chǔ)沉降會使新舊橋翼緣板拼接部位產(chǎn)生橫向的附加內(nèi)力；本橋翼緣板拼接區(qū)附加彎矩如下：

圖3 基礎(chǔ)沉降引起的附加彎矩 （KN.m）

由上圖可以看出，基礎(chǔ)沉降引起的附加彎矩在梁端較大，在跨中處最小；此外設(shè)置橫隔板可以加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)協(xié)同受力，有效減小翼緣板的附加彎矩。

7.3 施工工藝流程

橋梁拼接處翼緣板施工工序：拆除原橋外側(cè)護(hù)欄→切除外邊梁50cm翼緣板→安裝新擴(kuò)建側(cè)25mT梁→鑿除原橋梁外側(cè)30cm現(xiàn)澆混凝土橋面板，暴露原鋼筋→原橋外側(cè)翼緣板端部植入鋼筋→拼接處50cm寬現(xiàn)澆翼緣板鋼筋連接→澆筑50cm寬拼接處混凝土→橋面整體化層施工。

拼接處新增橫隔板施工流程：在新舊T梁的肋板上設(shè)計位置鉆孔→ 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過肋板→ 綁扎橫隔板普通鋼筋→ 澆筑橫隔板混凝土→ 張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

7.4 施工工藝控制要點(diǎn)

(1) 本橋樁基沉降控制在5mm以內(nèi)。

(2) 預(yù)制T梁臨期需3個月以上，方可對拼接處濕接縫進(jìn)行澆筑；濕接縫應(yīng)采用收縮補(bǔ)償混凝土，提高橋面板的耐久性；拼接區(qū)域兩側(cè)高差控制在5mm以內(nèi)。

(3) 翼緣板植筋非常關(guān)鍵，植筋施工應(yīng)滿足《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求。

(4)為保證在行車狀態(tài)下澆筑拼接處混凝土，可用型鋼固定拼接處兩側(cè)的翼緣板，隨后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后再拆除型鋼；

8 結(jié)語

新舊橋梁拼接較為復(fù)雜，設(shè)計方法及施工工藝直接影響行車安全及橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，因此設(shè)計人員必須綜合考慮各種不利因素，盡可能合理的選擇拼接類型；明確拼接施工流程。由于新舊橋梁拼接工程的應(yīng)用還比較少，后期許多問題還沒有完全暴露，需要我們在施工實(shí)踐中不斷探索與完善拼接技術(shù)。