尹 山
(四川交投建設(shè)工程股份有限公司,四川成都 610041)
成都至樂山高速公路(G0512,以下簡稱“成樂高速”)于1999年建成通車,路基寬度25 m,瀝青混凝土路面,雙向4車道。成樂高速自通車以來交通量保持高速增長,據(jù)統(tǒng)計,其中青龍場至眉山段2015年觀測交通量為37 153 pcu/d,達(dá)到設(shè)計交通量的70 %,亟需進(jìn)行擴(kuò)容。為提高現(xiàn)有公路的通行能力和服務(wù)水平,根據(jù)《成都至樂山高速公路擴(kuò)容建設(shè)青龍場至眉山試驗段工程可行性研究報告》,選定青龍場至眉山作為試驗段對成樂高速進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè),通過試驗段施工,探索和總結(jié)施工與管理經(jīng)驗。
為節(jié)約資源和工期,成樂高速擴(kuò)容建設(shè)采取充分利用原有工程的原則,通過正確評估既有橋梁的現(xiàn)狀,對合格橋梁進(jìn)行拓寬使其繼續(xù)發(fā)揮功能。本文結(jié)合試驗段項目對既有橋梁拓寬施工中關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行總結(jié)。由于目前高速公路既有橋梁拓寬研究尚處于起步階段,無現(xiàn)成的施工經(jīng)驗可供借鑒,因此相關(guān)的研究對于進(jìn)一步完善高速公路擴(kuò)容建設(shè)既有橋拓寬中新舊橋梁的拼接研究等具有重要意義。
成樂高速擴(kuò)容建設(shè)青龍場至眉山試驗段起于青龍場(K43+000),與青龍場樞紐互通終點相銜接,跨越眉州河,經(jīng)觀音、彭山城郊在江漁堤再跨眉州河,經(jīng)斗城堰跨解放渠在永豐與成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線高速公路銜接,止于眉山互通(K71+000),路線里程長度28 km,平面圖見圖1所示。
圖1 成樂高速公路擴(kuò)容建設(shè)試驗段線路
試驗段全線擴(kuò)寬改造大橋86.04 m/1座、中橋483.12 m/9座、小橋333.46 m/19座。為與既有橋梁協(xié)調(diào),擴(kuò)寬橋梁采用與既有橋相同或接近的結(jié)構(gòu)形式和跨徑。既有橋跨徑16 m、20 m的中橋,采用切割技術(shù)將原橋上部邊板外移利用,提高既有工程利用率。
成樂高速擴(kuò)容建設(shè)試驗段既有橋涵構(gòu)造物設(shè)計車輛荷載為標(biāo)準(zhǔn)汽車-超20級、掛車-120。項目采用沿原路中線雙側(cè)加寬的擴(kuò)容模式,全線采用雙向八車道(四擴(kuò)八)高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),擴(kuò)寬后整體式路基寬度41 m,瀝青混凝土路面,設(shè)計速度100 km/h,新建橋涵設(shè)計汽車荷載等級為公路-I級。
結(jié)合本工程的特點,大橋采用既有橋利用、兩側(cè)整體拼接的擴(kuò)寬方式,中小橋采用既有橋上部結(jié)構(gòu)拆除、蓋梁重做和兩側(cè)加寬。為避免中斷交通,新建橋與既有橋的拼接采用上部結(jié)構(gòu)連接(新舊橋間通過澆筑濕接縫連成整體)、下部結(jié)構(gòu)不連接的方案。
考慮左幅(成都至樂山側(cè))車流量較大,施工過程組織采用以下方案:
(1)先進(jìn)行左、右幅新建橋梁建設(shè),待新橋具備通車條件后,將左幅舊橋行駛車輛引導(dǎo)至左幅新橋單向單車道通行,左幅舊橋封閉施工,右幅車輛正常行駛。
(2)頂升左幅舊橋梁板更換橡膠支座,復(fù)位后切割或鑿除左幅舊橋防撞護(hù)欄、橋面鋪裝,局部切除左幅舊橋邊梁翼緣板,然后進(jìn)行邊梁翼緣板植筋施工,最后澆筑濕接縫混凝土及左幅舊橋橋面鋪裝混凝土。
(3)左幅舊橋封閉施工完成后,繼續(xù)保持左幅車輛在新橋通行,將右幅舊橋行駛車輛引導(dǎo)至左幅舊橋行駛,形成雙向四車道,右幅新、舊橋梁封閉施工。
施工內(nèi)容包括新建橋建設(shè)、既有橋加固改造(橋面鋪裝鑿除、梁板頂升、支座和伸縮縫更換、連接縫和邊梁翼緣板局部切除、植筋)和濕接縫作業(yè)工序等。
(1)新建橋施工
正式施工前,現(xiàn)場校核既有橋的起訖樁號、橫向位置和橋面標(biāo)高等是否與現(xiàn)設(shè)計相符。新建橋下部結(jié)構(gòu)獨立施工,其施工工藝與一般橋梁工程一致,施工前先拆除橋臺兩側(cè)錐坡,并采用鋼板及鋼管支架或圍墻防護(hù),確保施工中既有橋的結(jié)構(gòu)安全。
新橋施工完成后,內(nèi)側(cè)設(shè)臨時護(hù)欄用于隔離既有橋施工區(qū)域。
(2)既有橋加固改造
對于保留原梁板、需更換橡膠支座的既有橋,先將梁板抬升更換新支座,然后拆除既有橋外側(cè)護(hù)欄、橋面鋪裝、連接縫和邊梁翼緣板等。
對于原梁板、臺帽等均需拆除的既有橋,先拆除后,重建施工。
對于經(jīng)評估質(zhì)量現(xiàn)狀較差的既有橋,先進(jìn)行針對性病害處治和加固后再進(jìn)行改造,以滿足新的使用要求。整個改造施工過程中加強(qiáng)對保留構(gòu)件的保護(hù)。
植筋作業(yè)時,一方面所選植筋膠的性能指標(biāo)須符合JTG/T J22-2008《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》和GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》的要求,同時滿足植入鋼筋的高溫可焊性要求;另一方面確保植入鋼筋的準(zhǔn)確定位。在全面施工前進(jìn)行植入鋼筋的錨固強(qiáng)度試驗,植筋深度與抗拔力相匹配時方可進(jìn)入施工階段。
(3)濕接縫施工
既有橋邊梁翼緣板所植鋼筋與新建橋內(nèi)邊板預(yù)埋筋進(jìn)行焊接,再澆筑濕接縫,確保濕接縫澆筑后新舊混凝土能夠形成整體。梁板拼接濕接縫采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土,箱梁濕接縫采用銑削型鋼纖維UEA補(bǔ)償收縮混凝土,骨料粒徑不大于25 mm。采用半干硬性混凝土以減少混凝土的收縮徐變。
為保證新舊橋拼接施工質(zhì)量,施工過程中對差異沉降進(jìn)行觀測、控制。新橋主體結(jié)構(gòu)和橋面施工完成后,使新橋經(jīng)歷一段時間的自然沉降過程,當(dāng)沉降差符合要求時進(jìn)行新舊橋的濕接縫施工。
(4)施工安全保障措施
由于成樂高速擴(kuò)容采用不中斷交通的方案,因此施工中安全問題十分突出,包括施工人員安全和車輛安全,除加強(qiáng)對員工的安全教育外,還配備了足夠的安全員,并按照J(rèn)TG H30-2015《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》要求擺放安全標(biāo)志標(biāo)牌,必要時設(shè)置臨時防護(hù)鋼棚架,保證車輛通行安全。
在役高速公路擴(kuò)容改造將是今后公路建設(shè)領(lǐng)域的重要內(nèi)容,其中橋梁拓寬又是整個施工過程的關(guān)鍵。本文結(jié)合成樂高速擴(kuò)容建設(shè)既有橋拓寬施工,總結(jié)了施工中的主要問題,包括不中斷交通的施工組織設(shè)計、兩側(cè)新建橋施工、既有橋加固改造施工以及槙筋和濕接縫作業(yè)、施工安全措施等,可為高速公路橋梁拓寬施工和研究提供參考。