高速公路橋梁拼寬技術分析與探討

嚴漢東

摘? 要：為解決高速公路橋梁改造環(huán)節(jié)常見的橋面板銜接質量不佳、連接部位受力性能不理想等問題，通過引入某高速拼寬項目進行技術方案分析，基于路基拼寬處理，配合復測、樁基、橋臺、拼縫等施工技術要點的總結，最終依托空心板拆除更新方案解決拼接質量問題，滿足路面、橋面改造施工要求。將上述施工技術進行總結，能夠為同類路橋改造與拼寬技術應用提供重要參考價值。

關鍵詞：高速公路;橋梁拼寬;測量放樣;樁基施工;拼縫處理

近年來伴隨高速公路橋梁運營總里程、建設總規(guī)模的持續(xù)擴大，在路橋運營過程中逐漸暴露出鉸縫松散、梁板受力不合理、支座滑移、底板裂紋等質量弊病，對于空心板的改造與拼寬工藝技術創(chuàng)新提出現(xiàn)實要求。通過結合工程實例研究橋梁路基拼寬技術要點，對于增強橋梁整體穩(wěn)定性、抑制變形問題、延長橋梁使用壽命等具有良好現(xiàn)實意義。

1 項目概況

以泉廈高速拼寬項目為例，該項目中原施工單位采用設計平面曲線要素表進行拼寬橋梁坐標的推算，但依據(jù)理論計算坐標值獲取的放樣結果與舊橋實際墩臺無法實現(xiàn)順接，簡支橋梁背墻線無法對上、存在25cm的誤差。由監(jiān)理方督促施工方重新對舊橋伸縮縫、背墻線進行復測調查，收集調查中獲取的擬合坐標并上報至建設單位及設計方進行確認，避免在后續(xù)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生重大損失。根據(jù)該項目中高速公路橋梁實際情況，擬進行路基拼寬處理，完成高速公路改擴建施工任務。

2 橋梁拼寬原則

在橋梁拼寬環(huán)節(jié)涉及的技術要點在于如何保證新、舊橋梁間的變形量實現(xiàn)協(xié)調一致，保證在橋梁運營過程中共同受力，借此克服不均勻沉降問題，并兼顧項目工期、協(xié)同施工等指標要求[1]。在橋梁拼寬時應遵循以下三項原則：（1）待完成新、舊橋梁拼寬施工后，應落實整體橋梁穩(wěn)定性與協(xié)調變形能力的檢驗，確保滿足技術要求;（2）基于統(tǒng)一荷載等級進行新舊橋梁設計，并于施工前對舊橋梁結構開展受力分析與驗算，確認橋梁的承載能力符合設計要求;（3）利用橋梁橫隔板進行新、舊橋梁間的橫向連接，保證橋梁強度、剛度與穩(wěn)定性，可承受主梁荷載，但考慮到在拼接時可能因局部應力集中導致橋梁結構產(chǎn)生脆性破壞，因此宜采用邊梁形式進行橋梁拼寬處理[2]。

3 橋梁拼寬的主要技術工藝

3.1 測量放樣

出于保證舊橋與新橋拼接精確度的目標，由監(jiān)理方督促施工方對舊橋坐標、高程進行復測，并與設計圖紙進行比較分析。在橋梁拼寬的樁位放樣環(huán)節(jié)，先參考施工圖紙中的樁位坐標設計值進行樁位測放，再延長原橋梁墩臺背墻前緣線，與前期按施工圖測放的樁位中心沿水平方向擬合，同時沿順橋向借助鋼尺對測放出樁位的角度、距離等參數(shù)進行校核，判斷是否與標準梁長數(shù)值相符，并與圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)信息進行比較、計算出誤差值大小，保證及時對樁位坐標進行調整，滿足測量精度要求。與此同時，在橋梁高程復測環(huán)節(jié)，需督促施工單位對照設計文件中的橋型布置情況，根據(jù)橋面高程、墩臺頂部標高等參數(shù)對現(xiàn)場實測高程進行校核，確認結果匹配后方可開展后續(xù)施工[3]。在實際施工過程中，還需明確不同特征點所處位置及分布情況，針對特征點標高進行嚴格控制，配合水準點聯(lián)測等方案強化校核精度保障，以此防范高速公路橋梁、路基出現(xiàn)錯位等質量問題。

3.2 下部結構施工

3.2.1 樁基施工

在正式施工前，先針對施工圖紙中注明的坐標、尺寸等參數(shù)進行復核，沿橋位樁處采用導線點進行測量放樣，保證將所有橋位樁進行一次性測放，確認樁位測放精度達標后開始鉆孔作業(yè)。在鉆孔工藝選擇上，傳統(tǒng)沖擊成孔工藝在施工環(huán)節(jié)易對舊橋結構產(chǎn)生破壞，因此擬引入鉆孔灌注樁工藝方案進行成孔作業(yè)，在鉆孔過程中嚴格控制樁底沉淀層厚度，確保清孔作業(yè)到位，對于超出標準范圍的樁位進行二次清孔，避免在樁基礎處產(chǎn)生不均勻沉降問題，待確認無誤后方可開始混凝土澆筑作業(yè)。在樁基施工質量檢測環(huán)節(jié)，采用超聲波檢測方法，預先在樁基強化箍筋內側埋入φ50×2.5mm的聲測管，將與聲測管搭接的主筋伸入樁底處，在混凝土澆筑過程中做好聲測管管口的防護，保證樁基測試結果符合施工質量要求。

3.2.2 橋臺施工

（1）在橋臺施工環(huán)節(jié)，將灌注樁頂面伸至承臺底部下方約10cm處，做好標高控制;在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，根據(jù)承臺頂面、墩身混凝土的齡期差進行高效減水劑的摻入，用于降低水灰比、優(yōu)化混凝土澆筑效果;在澆筑前將承臺頂面浮漿鑿除、打毛，確認頂面質量達標后開始墩身混凝土澆筑作業(yè)。為防范在大面積混凝土澆筑過程中因溫度應力導致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫，可選取承臺內部安裝冷卻管，起到有效降溫作用。

（2）在肋板式橋臺施工環(huán)節(jié)，依次完成樁基、承臺施工收尾工作，再開始肋板混凝土澆筑及填土施工，其中在填土作業(yè)環(huán)節(jié)應督促施工人員圍繞臺前、臺后兩側分別進行填土壓實處理，將臺前填土寬度控制在50～100cm以上，在填土過程中根據(jù)沉降速率進行填土速度控制，直至回填土達到臺帽底部標高處，方可開始臺帽施工作業(yè)。在臺帽施工環(huán)節(jié)，分別針對搭板、牛腿預埋鋼筋等設置情況進行檢查，并在關鍵拼接部位預留槽口、設置伸縮縫錨固鋼筋，優(yōu)化橋梁路基局部錨固效果。

（3）在橋梁上部開展薄壁橋臺、扶壁橋臺施工時，沿橋梁寬度方向在距間隔墻身兩側各5m處各設置一道假縫，將假縫深度控制在0.5cm左右、高度與間隔墻保持一致，防范澆筑混凝土后因混凝土收縮徐變在臺身處出現(xiàn)裂縫，并且待完成模板拆除24h后采用瀝青材料進行封堵。待完成橋臺、錐坡架設后，分別對錨栓孔、鋼套筒內部、鉸縫以及橋面連接處進行混凝土強度校核，確保混凝土強度達到設計強度的80%以上，并沿對稱狀進行填土夯實處理，保證壓實度與路基保持一致。

3.3 上部結構施工

在拼縫處理上，先選用16mm螺紋鋼對舊橋梁板處進行植筋，將螺紋鋼設置間距控制在10cm、呈兩排對稱式布置，分別將原橋梁下部臺帽、錐坡拆除，并在路面開挖環(huán)節(jié)采取必要防范、加固措施，防范出現(xiàn)路基垮塌問題。選用補償收縮混凝土摻入適量膨脹劑作為原材料，借助小錘輕敲橋面進行鑿除處理，將鑿除深度控制在現(xiàn)澆層厚度的+1cm以內，并對新、舊混凝土相交部位涂抹適量改性環(huán)氧界面膠，配合觀測點位設置進行拼接質量檢查。

3.4 拼接質量問題的解決措施

在該項目中監(jiān)理單位督促施工方對泉廈拼寬高速原路面和舊橋面標高進行復測，針對設計高程、橫坡進行重新擬合，在測量過程中發(fā)現(xiàn)舊橋空心板鉸縫松散、脫落，梁板出現(xiàn)單板受力情況，部分橡膠支座脫落、滑移，底板橫向裂紋寬度超過0.2mm，且集中分布在梁板跨中位置。將上述嚴重病害進行上報及論證后，確認采用將舊橋空心板全部拆除更新的改造方案，針對新空心板的剛度進行校核，先對橫向分布系數(shù)變化情況進行分析，測得剛度比取值為1.2時擴寬后的橋梁穩(wěn)定性良好;再對鉸縫剪力、剪應力進行分析，可觀察到剪應力伴隨剛度比的變化發(fā)生改變，當剛度比取值為1.0時鉸縫的剪應力達到最小值0.886，此時鉸縫受力合力，能夠有效杜絕開裂等質量弊病的發(fā)生，防范產(chǎn)生重大安全事故及財產(chǎn)損失。

結束語

通過綜合運用測量放樣、標高復測、設計高程擬合等技術方案進行拼寬橋梁施工方案校核，在實際施工過程中做好樁基施工、橋臺施工與拼縫處理施工技術的把關，配合質量檢查機制的構建，最終有效完成橋梁路基兩側加寬處理，滿足監(jiān)理測量驗收需求。未來還需結合空心板橋、T梁橋的結構特征進行工藝方案的進一步優(yōu)化比選，保證擴寬后橋梁的整體性能、變形量均符合設計要求，為同類高速公路拼寬橋施工提供良好示范經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 王磊.關于呼和浩特市某既有城市橋梁拼寬改造的技術分析[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2020，（02）：3.

[2] 劉穎波，荀絢.高速公路改擴建工程橋梁拼寬與加固技術研究[J].智能城市，2020，（21）：3.

[3] 余瓊芳.高速公路改擴建工程橋梁拼寬與加固技術探討[J].工程建設與設計，2021，（08）：3.