新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)在高速公路擴(kuò)建工程中的應(yīng)用

張治文

(保利長大工程有限公司,廣東 廣州 511430)

1 工程概況

開平至陽江改擴(kuò)建高速公路T1標(biāo)項目起于水口鎮(zhèn),與佛開高速公路終點相接,止于恩城街道辦,全長約57.607 km。本標(biāo)段主線橋梁累計長度為6 810.89 m。主線全線拼寬,跨徑10 m以下采用換板拼接方案,標(biāo)高通過支座及墊石調(diào)整。跨徑10 m以上中小橋利用橋梁結(jié)構(gòu),通過頂升橋梁、加固和鑿除重鋪鋪裝層進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。本項目為改擴(kuò)建項目,老項目為雙向四車道,路基頂寬28 m,通過老路兩側(cè)進(jìn)行加寬,兩側(cè)擴(kuò)寬同時施工,改造成雙向八車道,路基頂寬變?yōu)?2 m,本標(biāo)段內(nèi)共設(shè)互通式立交3處,1處服務(wù)型互通(改建)。本項目橋梁上構(gòu)組織形式有5 m預(yù)制空心板、8 m預(yù)制空心板、10 m預(yù)制空心板、13 m預(yù)制空心板、16 m預(yù)制空心板、20 m預(yù)制空心板、20 m預(yù)制小箱梁和20 m預(yù)制T梁,均存在兩側(cè)拼寬施工。拼接的材料見表1。

表1 拼接主要材料

2 橋梁拼接技術(shù)方案

2.1 5 m、8 m、10 m跨徑橋梁拼接技術(shù)

5 m、8 m、10 m跨徑橋梁A幅先進(jìn)行臨時拼接,待交通轉(zhuǎn)換至B幅時,拆除舊橋梁板進(jìn)行更換,在與新建橋梁板進(jìn)行永久拼接,B幅則直接進(jìn)行永久拼接。5 m、8 m、10 m跨徑橋梁拼接。

2.2 10～20 m空心板單孔橋橋梁拼接技術(shù)

10～20 m跨徑單橋舊橋面要頂升10 cm,首先A幅進(jìn)行臨時拼接,待交通轉(zhuǎn)換至B幅時,A幅舊橋梁板頂升10 cm后與新建橋永久拼接,B幅則直接進(jìn)行永久拼接。

2.3 多孔橋梁拼接技術(shù)

多孔橋拼接方案:A幅直接進(jìn)行永久拼接接縫;B幅則再第一次交通轉(zhuǎn)換時直接進(jìn)行永久拼接。對于首段交通轉(zhuǎn)換段落(K3190+377～K3203+300)A幅拼接采用高聚物混凝土,其他段落的多孔橋A幅拼接采用C70高標(biāo)號普通混凝土,過程中需要封閉舊橋交通,保證拼接混凝土不會因交通擾動而開裂。

2.4 橋梁拼接時防撞護(hù)欄的設(shè)置

防撞護(hù)欄拆除采用金剛石繩鋸機(jī)切除,分節(jié)吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)走。混凝土護(hù)欄采用無振動直線切割拆除方法,翼緣板采用無振動直線金剛石鋸片切割拆除,分段放線,依托工程舊橋混凝土護(hù)欄每隔3～5 m有一套縫,經(jīng)研究,選擇套縫混凝土護(hù)欄一次切除,可省去豎向切割步驟;對護(hù)欄鉆孔時,可采用金剛石薄壁鉆(鉆頭為5 cm),為用于穿孔吊裝施工,需將護(hù)欄鉆透;鉆孔位置選擇在護(hù)欄頂往下30 cm處,兩孔的橫向間距設(shè)為端頭往里80 cm。混凝土護(hù)欄切割示意圖見圖1。

圖1 植筋工藝流程

2.5 梁板植筋與鉆孔技術(shù)

由于永久拼接鋼筋有部分在梁板腹板位置,因此,在梁板吊裝之前先要進(jìn)行腹板植筋,新建橋梁植筋工作在預(yù)制梁場完成,舊橋植筋要現(xiàn)場施工。為保證拼接效果,新舊橋梁的拼接植筋深度為16 cm。具體施工工藝流程見圖1。

新舊橋梁植筋的具體操作步驟如下。

第一步:對需要植筋部位的混凝土內(nèi)部鋼筋位置進(jìn)行檢查標(biāo)定,確保植筋過程中混凝土內(nèi)鋼筋的完好。

第二步:根據(jù)第一步中的位置標(biāo)定,進(jìn)行鉆孔(鉆孔嚴(yán)禁使用氣錘),鉆孔直徑依據(jù)文獻(xiàn)[9]。

第三步:清孔,鉆孔成批量后,采用硬毛刷逐個清除孔內(nèi)灰塵。植筋前應(yīng)用丙酮或工業(yè)用酒精擦拭孔壁和孔底。

第四步:植筋前,需對鋼筋的規(guī)格以及順直度檢查,并對鋼筋進(jìn)行除銹處理。

第五步:進(jìn)行植筋,為保證植筋的質(zhì)量,需在鉆孔內(nèi)注入孔深2/3的膠黏劑,保證植筋后有少量的膠黏劑外溢。

第六步:靜置固化,待膠黏劑完全固化,與鋼筋整體黏結(jié),方可進(jìn)行植入鋼筋的觸動。

為保證新舊橋梁植筋的施工質(zhì)量,應(yīng)注意植筋質(zhì)量控制的以下要點。

(1)在進(jìn)行植筋前,應(yīng)對植筋施工進(jìn)行模擬,對膠黏劑做抗拔試驗,驗證記錄初凝時間和固化時間。

(2)在進(jìn)行植筋時,嚴(yán)禁在鋼筋上直接涂膠黏劑植入鉆孔的植筋方式。

2.6 臨時拼接鋼筋、模板安裝

首先拆除舊橋外側(cè)防撞護(hù)欄及波形護(hù)欄基座,采用高壓水銑設(shè)備鑿除舊橋邊梁懸臂、舊橋100 cm范圍內(nèi)的整體化層,保留鋪裝層鋼筋和剪力筋,確保了舊橋邊梁懸臂鋼筋不受破壞,提升新舊橋梁搭拼接的整體受力及橋梁拼接質(zhì)量;然后在新舊橋梁板上安裝10 mm厚鋼板,作為底模,然后綁扎拼接鋼筋。

2.7 臨時拼接混凝土澆筑

臨時拼接施工采用汽車吊+漏斗形式,澆筑的混凝土為C30普通混凝土,澆筑至新橋整體化層,與舊橋瀝青層平齊,表面需要硬刻槽保證A幅轉(zhuǎn)換時行車安全。

2.8 永久拼接鋼筋安裝

將臨時拼接鋼筋拆除,10 mm厚鋼板移除,綁扎永久拼接鋼筋。

2.9 永久拼接模板安裝

永久拼接混凝土澆筑到梁板頂部以下35 cm,拼接鋼筋安裝完成后,提前根據(jù)拼縫寬度加工好模板,利用欄桿反吊在橋面上,模板與預(yù)制梁腹板間縫隙采用泡沫膠封堵,保證澆筑過程不漏漿。

2.10 永久拼接混凝土澆筑

永久拼接施工和臨時拼接施工采用同種施工形式,混凝土材料采用高性能聚合物,澆筑至新橋整體化層,與舊橋瀝青層平齊,表面需要拉毛處理保證與后續(xù)路面鋪裝層之間有很好的粘結(jié)。

永久拼接采用C70高標(biāo)號普通混凝土,施工過程中為防止舊橋行車擾動;需要臨時封閉交通10 h,混凝土澆筑盡量選擇車流量小的夜晚進(jìn)行施工。

永久拼接為保證質(zhì)量,拼接前需要提前對界面進(jìn)行處理,通過先對舊混凝土清鑿干凈,漏出新鮮骨料,再用高壓水槍沖洗干凈,并在拼接前對舊混凝土界面涂刷界面膠;保證新舊混凝土連接良好。

3 拼接質(zhì)量保證措施

改擴(kuò)建工程新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)的質(zhì)量控制重點是交通通行過程中進(jìn)行梁板拼接,如何減少車輛通行震動對拼接的影響,確保拼接混凝土不開裂。

(1)臨時拼接縫混凝土質(zhì)量控制

①加強(qiáng)原材料控制

a砂、石料、水泥的質(zhì)量控制。

砂、石料必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢查,包括外觀和試驗檢測,水泥必須經(jīng)過試驗檢測合格且必須有出廠合格證書。以上材料必須經(jīng)過嚴(yán)格控制,確保混凝土的質(zhì)量。

b外加劑

外加劑需經(jīng)過試驗檢測合格后方可使用,其用量必須按設(shè)計的配合比進(jìn)行控制。

②混凝土配合比的要求

混凝土配合比需經(jīng)過多組試驗對比,選擇最優(yōu)配合比作為混凝土的施工配合比,混凝土材料中水泥和水的使用誤差控制在±1%,骨料的使用誤差控制在±2%以內(nèi)。

③混凝土剛度控制

通過設(shè)計優(yōu)化,加強(qiáng)混凝土剛度,通過兩個方面進(jìn)行。

a提高混凝土標(biāo)號,可將臨時拼接混凝土標(biāo)號采用C35,提高混凝土強(qiáng)度同時又便于后期拆除進(jìn)行永久拼接;

b設(shè)置兩層鋼筋網(wǎng),加強(qiáng)混凝土剛度及強(qiáng)度,確保混凝土的耐久性。

(2)永久拼接混凝土控制

根據(jù)本項目施工特點,橋梁永久拼接需在交通通行過程中進(jìn)行,施工完成后需滿足混凝土結(jié)構(gòu)無裂縫的存在。

①優(yōu)化設(shè)計,采用UEA高性能混凝土聚合物,確保混凝土早強(qiáng),滿足通行過程中混凝土不開裂要求。

②永久拼接縫施工選擇時間在晚上車輛通行少的時間段進(jìn)行,減少混凝土強(qiáng)度起來過程中擾動的影響。

③對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控,對混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,嚴(yán)格執(zhí)行先檢后用。

④拼接混凝土采用C70高標(biāo)混凝土,提前做配比試驗,確保混凝土早期強(qiáng)度足夠,同時微膨脹能夠補(bǔ)償收縮。

4 結(jié) 論

針對新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)在高速公路擴(kuò)建工程中的應(yīng)用開展了研究,主要針對小跨徑橋梁、單孔空心板橋和多孔橋梁的拼接技術(shù)進(jìn)行設(shè)計研究,提出三種橋型的拼接施工技術(shù)。采用本項橋梁拼接施工技術(shù)對新舊橋梁進(jìn)行拼接,簡化了施工步驟,采用高壓水銑設(shè)備鑿除舊橋邊梁懸臂及舊橋舊橋100 cm范圍內(nèi)的整體化層的施工工藝,減少了對原舊橋鋼筋結(jié)構(gòu)的破壞,使橋梁整體植筋量減少,不僅降低工程造價,而且使新舊橋梁的拼接施工更加簡便,保證了新舊橋梁拼接施工質(zhì)量。在施工過程中,最大程度地減小對既有交通的影響,社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著,該項施工技術(shù)指導(dǎo)依托工程施工,效果良好。由此,依托實際工程提出的新舊橋梁拼接施工技術(shù)可為今后高速公路擴(kuò)建工程中的同類型工程施工提供有利的參考和借鑒。