李志軍

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 沈陽(yáng)市 110166）

高速公路改擴(kuò)建工程橋梁拼接關(guān)鍵技術(shù)研究

李志軍

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 沈陽(yáng)市 110166）

以沈山高速公路擴(kuò)建工程為背景，對(duì)高速公路橋梁拓寬中所遇到的若干技術(shù)問題進(jìn)行探討，主要包括橋梁拼接的主要形式、橋梁拼接設(shè)計(jì)要點(diǎn)、橋梁上部梁板的連接、橋梁拼接關(guān)鍵施工技術(shù)，可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

高速公路改擴(kuò)建；沉降差；上連下不連；橋梁拼接

1　概述

高速公路改擴(kuò)建工程橋梁設(shè)計(jì)，隨著橋梁結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)造的不同，其技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)也不盡相同，我們提倡因地制宜，結(jié)合橋梁改擴(kuò)建工程的特點(diǎn)，靈活掌握，采用成熟、合理的工程技術(shù)。

橋梁的基礎(chǔ)工程普遍受新舊基礎(chǔ)沉降差異的影響，進(jìn)而影響著橋梁拼接加寬的結(jié)構(gòu)受力。尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，新舊預(yù)應(yīng)力混凝土的變形對(duì)橋梁拼接施工具有重大的影響。新舊橋梁拼接區(qū)域的構(gòu)造及施工技術(shù)直接影響著橋梁拼接區(qū)域的細(xì)部構(gòu)造和施工質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁、T梁拼接加寬的影響因素更為復(fù)雜，如新舊梁混凝土收縮、徐變差異、基礎(chǔ)沉降、拼接連接型式和拼接部位荷載作用等，因此，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算非常重要。

2　橋梁拼接的主要形式

2.1新舊橋梁采用上、下部結(jié)構(gòu)均不連接的方式

“上下不連”的方式適應(yīng)大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確?！斑吋訉?、邊通車”。施工難度小，上部梁板不同步變形將會(huì)造成連接部位瀝青鋪裝層破壞形成縱向裂縫。邊梁板直接承受車輪荷載，受力大且不利。曾經(jīng)在廣佛高速公路擴(kuò)建中采用。新老結(jié)構(gòu)之間留工作縫，橋面瀝青混凝土鋪裝連續(xù)攤鋪

2.2新舊橋梁采用上、下部結(jié)構(gòu)均連接的連接方式

“上下均連”的方式不適應(yīng)大交通量情況下不中斷交通的橋梁拼寬，連接時(shí)需外側(cè)封道，影響交通。加寬橋與原橋之間聯(lián)系成為整體，減小各種荷載作用下新老橋連接處產(chǎn)生過大的變形。但加寬橋基礎(chǔ)沉降大于老橋沉降時(shí)，產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大，將會(huì)使下部構(gòu)造中帽梁、系梁等連接處產(chǎn)生裂縫，上部連接處也可能產(chǎn)生裂縫。

2.3新舊橋采用上部連接，下部分離的連接方式

“上連下不連”的方式適應(yīng)大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確?！斑吋訉?、邊通車”。加寬橋與原橋的下部結(jié)構(gòu)相互不產(chǎn)生影響，上部構(gòu)造連接對(duì)下部構(gòu)造產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但新老橋下部的不均勻沉降將直接影響上部結(jié)構(gòu)拼接位置的受力。充分考慮新老橋梁拼接部位兩側(cè)梁的變形和剛度協(xié)調(diào)一致，采用下部分離，上部結(jié)構(gòu)相鄰梁板剛性連接，避免出現(xiàn)縱向接縫。

3　橋梁拼接設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高速公路拓寬工程中一個(gè)特點(diǎn)是“邊施工、邊通車”，橋梁拓寬工程也要做到保證道路的基本正常通行。為此需要根據(jù)不同的橋梁梁板形式采用相應(yīng)的工程措施，使梁板的拼接既保證了工程質(zhì)量同時(shí)也保證了正常的通車營(yíng)運(yùn)。

（1）采用措施提高橋梁的橫向聯(lián)系，使新舊橋梁協(xié)同受力—上部梁板橫向剛接，對(duì)T梁、小箱梁等增設(shè)橫隔板。

（2）設(shè)計(jì)考慮對(duì)新橋基礎(chǔ)留有一定量的富余承載力，原橋?yàn)闇\基礎(chǔ)的，如為可壓縮性土，新橋可采用樁基。樁基礎(chǔ)施工時(shí)嚴(yán)格控制沉淀層厚度，以便降低沉降量，減少新舊橋梁的沉降差。

（3）新橋上部梁板應(yīng)盡早安裝，并盡可能推遲新舊橋梁拼寬濕接縫混凝土的澆注時(shí)間，以使新建橋梁的大部分樁基沉降、混凝土收縮徐變能夠完成。

（4）拼寬橋梁的上部結(jié)構(gòu)，采用上部結(jié)構(gòu)連接的形式進(jìn)行梁板拼接，新拼接橋梁的跨徑、梁（板）形式、高度上一般情況下盡可能與老橋保持一致，以減少新舊橋上部剛度差。

（5）拼接采用新老橋行車道梁板剛性連接的方式，但是，采用此方法的施工難點(diǎn)是在接縫混凝土現(xiàn)澆施工后到需要的強(qiáng)度期間，車輛荷載不能作用在相應(yīng)的會(huì)引起位移的梁板上，因此常規(guī)上應(yīng)該封閉交通，車輛改由另一幅雙向行駛，為減少對(duì)通車的影響，應(yīng)確定合適的澆注方式、澆注時(shí)機(jī)和先進(jìn)的工藝、材料等。

4　橋梁上部梁板的連接

為滿足“邊施工、邊通車”的需要，空心板梁的連接采用方法是：拆除老橋外側(cè)護(hù)欄及邊板懸臂，在老橋外側(cè)邊板上種植連接鋼筋，連接鋼筋與新板預(yù)埋鋼筋進(jìn)行焊接，然后連接老橋與新拼橋的橋面鋪裝鋼筋。

拆除老橋外側(cè)護(hù)欄，鑿除老橋外側(cè)邊梁的外翼板混凝土，保留翼板內(nèi)鋼筋，在對(duì)應(yīng)的橫隔梁位置種植外側(cè)橫隔梁鋼筋，立模現(xiàn)澆外側(cè)橫隔梁，安裝拼寬橋梁的工、T、空心板梁，用鋼板和高強(qiáng)螺栓連接拼接處兩側(cè)梁的橫隔梁，完成拼寬橋梁間的橫隔梁連接，再立模澆筑拼接處現(xiàn)澆橋面板。完成新老橋梁間的直接連接。拼寬后，新橋混凝土徐變作用可使老橋跨中、支點(diǎn)的彎矩作用變大，但徐變作用效應(yīng)占設(shè)計(jì)內(nèi)力比重不大。新拼接部分的收縮引起軸力和橫向彎矩作用，橫向彎矩?cái)?shù)值較小，可忽略。軸力引起的最大拉應(yīng)力較小，影響不大。在新、舊T梁間加設(shè)橫隔梁后，新、舊T梁間橋面板受力和裂縫寬度均較小。新舊基礎(chǔ)整體沉降差作用下端橫隔梁的受力最不利，新舊混凝土收縮徐變作用下，一聯(lián)兩端的橫隔梁受力最不利。

5　橋梁拼接關(guān)鍵施工技術(shù)

5.1防撞墻

防撞墻采用切割工藝予以拆除，嚴(yán)禁使用風(fēng)鎬等拆除設(shè)備，以防止對(duì)原有上部梁板造成損壞。

5.2橋面鋪裝

（1）新橋橋面鋪裝混凝土宜先期澆注，預(yù)留橫向鋼筋與舊橋連接。

（2）原橋面混凝土鋪裝層可采用風(fēng)鎬等進(jìn)行鑿除，出露的原梁板頂面必須充分鑿毛，并有一定的凸凹度（一般不小于6mm），植入剪力鍵鋼筋，進(jìn)行充分沖洗后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)（連接縫處橫向鋼筋應(yīng)加強(qiáng)），后澆注連接縫處鋪裝混凝土，并進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)。

（3）連接縫處鋪裝混凝土應(yīng)采用補(bǔ)償收縮混凝土，為提高鋪裝混凝土耐久性（抗腐蝕和耐凍性），減少收縮裂縫，建議新澆注混凝土中摻加硅灰和聚丙烯纖維。

（4）如原橋鋪裝混凝土出現(xiàn)開裂、受鹽腐蝕或梁板鉸縫滲水嚴(yán)重、個(gè)別梁板破損嚴(yán)重，需要更換等問題時(shí)，建議原橋橋面混凝土全部鑿除，并鑿除原梁板間鉸縫混凝土，重新澆注。

（5）鋪裝混凝土施工應(yīng)選擇合適的溫度，夏天時(shí)應(yīng)選擇當(dāng)天低溫時(shí)施工，澆注后，應(yīng)及時(shí)灑水并覆蓋養(yǎng)護(hù)，防止混凝土干縮裂縫。

（6）鑿除鋪裝混凝土?xí)r，如對(duì)原空心板頂板造成破壞，應(yīng)查清空心板板頂厚度不足范圍，并全部鑿除，安裝底模后澆注混凝土修復(fù)。

5.3濕接縫

為保證行車狀態(tài)下澆注混凝土的質(zhì)量，在澆注縱向接縫混凝土之前，臨時(shí)用型鋼固定縱向接縫兩側(cè)新、老梁板，隨后澆注縱向接縫及橋面鋪裝混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，拆除臨時(shí)固定的型鋼，從而實(shí)現(xiàn)新、老橋間的直接連接。

5.4橋梁下部拼接施工工藝

（1）新舊橋均為樁基礎(chǔ)時(shí)，新舊樁基應(yīng)有相應(yīng)的安全距離，臨近舊樁基礎(chǔ)施工，當(dāng)距離較近時(shí)，應(yīng)慎用沖擊鉆，以減少對(duì)舊樁的擾動(dòng)。

（2）老橋?yàn)閿U(kuò)大基礎(chǔ)，且埋置較淺時(shí)，新橋如采用淺基，其開挖深度大于原基礎(chǔ)基底時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)支擋和防護(hù)措施，減少對(duì)原基礎(chǔ)的不利影響。

（3）當(dāng)原橋墩臺(tái)基礎(chǔ)出現(xiàn)病害時(shí)，應(yīng)探明其病害產(chǎn)生原因，新橋墩臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)采取措施消除其病害外因，確保新橋安全，同時(shí)對(duì)原橋基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

（4）輕臺(tái)、U臺(tái)加寬，由于新舊臺(tái)間設(shè)置斷縫，為防止臺(tái)后路基水滲出，斷縫應(yīng)設(shè)置止水帶，同時(shí)臺(tái)后應(yīng)設(shè)置完善的橫向排水設(shè)施。

（5）原有輕臺(tái)出現(xiàn)豎向裂縫的，應(yīng)根據(jù)裂縫形態(tài)分析其產(chǎn)生原因，對(duì)結(jié)構(gòu)性裂縫，嚴(yán)重的應(yīng)對(duì)原臺(tái)身進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，輕微的和非結(jié)構(gòu)性開裂，應(yīng)予以耐久性補(bǔ)強(qiáng)維修。

（6）結(jié)構(gòu)性病害主要可以通過臺(tái)后注漿、臺(tái)前臺(tái)身局部或全部增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)層進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。

輕微的結(jié)構(gòu)性病害（包括局部破損、腐蝕和裂縫）和非結(jié)構(gòu)性裂縫可通過局部修補(bǔ)和裂縫封閉進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)維修，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

［1］ 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［2］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.JTG D60-2015公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2015.

［3］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Research on Key Technology of Bridge Joining for Reconstruction and Extension Project of Expressway

LI Zhi-jun
（Liaoning Provincial Transportation Planning and Design Institute，Shenyang 110166，China）

Taking the reconstruction and extension project of Shenshan Expressway as the background，some technological problems in bridge widening of expressway are discussed，mainly including main form of bridge joining，design points of bridge joining，connection of upper beam plate of bridge，and key construction technology of bridge joining，thus providing reference for relevant personnel.

Reconstruction and extension of expressway；Differential settlement；Connected upper part and unconnected lower part；Bridge joining

U445.6

B

1673-6052（2016）03-0013-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.005