高速公路改扩建工程桥梁拼宽施工工艺探究

2014-12-07薛冠超朱宏志

中国科技纵横 2014年3期

关键词：整体化新旧主梁

薛冠超朱宏志

(1.机械工业部汽车工业天津规划设计研究院,天津 300300;2.长春建业集团有限公司,吉林长春 130000)

高速公路改扩建工程桥梁拼宽施工工艺探究

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(1.机械工业部汽车工业天津规划设计研究院,天津 300300;2.长春建业集团有限公司,吉林长春 130000)

结合京哈高速公路长春至四平段改扩建工程建设项目,阐述了桥梁拼宽的设计方案、施工工艺、施工措施及控制要点。可为同类工程提供参考、借鉴。

高速公路改扩建桥梁拼宽施工工艺

京哈高速公路长春至四平段1996年9月建成，自此吉林人结束了没有高速公路的历史，通车至今经历了10个年头，目前已经不能满足快速增长的交通量的需求。京哈高速公路长春至四平段2013年起开工改建，由目前的双向四车道改建为双向八车道，其扩建会进一步提高京哈通道通行能力和服务水平。到2016年，吉林省将形成“五纵五横三环四联”高速公路网络。

京哈高速公路长春至四平段的改扩建工程中，新旧桥的拼宽是设计和施工中的重点和难点。本项目桥梁拼宽均采用同跨径的预应力混凝土空心板梁两侧拼宽，旧桥顶升利用的设计方案。

1 桥梁拼宽工艺技术

为了提高桥梁拼宽施工水平，确保桥梁拼接施工质量，根据桥梁上部结构横向拼宽的技术要求和现有施工技术水平，对桥梁拼宽新旧结构连接区域的施工工艺提出了相应指导意见：主要包括横向连接结构的平面和高程控制技术、横向植筋技术、旧混凝土表面处理措施、现浇补偿收缩混凝土的技术要求及养护方法等。为有效控制新旧桥梁之间的沉降差，拼宽桥梁钻孔灌注桩基础采用桩端后压浆技术。

2 桥梁拼宽施工流程

(1)施工拼宽部分桥梁基础，下部结构，吊装主梁，浇筑拼宽部分的桥面整体化混凝土，预留接缝处整体化混凝土；

(2)顶升旧桥部分，对旧桥进行加固处理；

(3)浇筑湿接缝及旧桥整体化混凝土，完成新旧桥上部结构连接。

3 桥梁拼宽施工工艺及控制要点

(1)在预应力的作用下，预制预应力混凝土空心板梁会产生上拱变形。为保证新、旧桥板梁在拼接时平顺，预制板的存放时间不宜过长，同时应尽早进行拼宽部分桥梁桥面现浇整体化混凝土的施工，以减小施工期间预应力混凝土板梁的上拱值。必要时，可以对预制板梁施加压重。

(2)拼宽部分桥梁完成桥面现浇整体化混凝土后，拼接部位湿接缝暂缓施工，使新桥有一定的自然沉降时间、混凝土收缩徐变时间，该时间控制在3--5个月为宜。施工单位应做好施工组织，尽可能延长暂缓时间[1]。

(3)拼接部位湿接缝混凝土结合面的粗糙度采用B级以上，同时要求粗骨料外露50%以上。在浇筑混凝土湿接缝前，湿接缝的结合面及板体至少不间断地浇水3—6小时，然后盖上湿麻袋，保湿12—24小时，才能浇筑湿接缝混凝土。浇筑湿接缝时要求封闭交通，待湿接缝混凝土强度达85%以上且混凝土龄期≮7天时，方可开放小车交通；混凝土龄期≮28天时，方可开放大车交通。

图1 标高复测示意图

图2 植筋施工流程

(4)施工过程中须对差异沉降进行控制，除严格对桩基基底沉淀层厚度、上部结构延迟拼接控制外，还应注重施工过程中的沉降观测。拼接部分桥梁上部结构施工结束、整体化桥面混凝土浇筑完成后至新旧桥拼接前，应定期监测新桥基础沉降情况(二等水准)，当新、旧桥的沉降差不能稳定时，如新桥基础沉降变形大于1—2mm/月，要分析其原因，会同设计单位共同研究拼接方案，必要时应进行加载预压，以加速沉降。

(5)加宽部分桥梁的施工不得影响旧桥的结构安全和桥台台背路堤的稳定，如果需要提前拆除部分旧桥时必须采取相应的防护和加固措施，确保旧桥的上部结构安全和行车安全。拼接施工之前，若旧桥需要补强加固，必须完成旧桥的加固后才能进行新旧桥的拼接[2]。

(6)拼宽部分桥梁平面控制。施工前需要复测旧桥的坐标，计算并复核图纸平面位置是否正确。

拼宽部分桥梁的平面控制要求最终纵向和横向误差不大于30mm，桩位、柱位、盖梁中心线误差控制按桥梁施工技术规范执行，必须减小最终的平面位置偏差，以满足拼接要求。为了确保上述平面控制的要求，拼宽部分桥梁桩位放样时必须双控，即按照施工图设计给定的桩位坐标放出桩位，然后将旧桥墩台盖梁的边线延长，边线延长后与按施工图实放桩位中心拟合，误差超过范围必须调整坐标确保新旧桥误差在允许范围内[3]。

(7)拼宽部分桥梁高程控制。拼宽部分桥梁设计高程未考虑拼宽部分桥梁施工时间的沉降影响，拼宽部分桥梁可按设计标高施工，施工时可以根据相近项目沉降经验值及先行实施拼接桥梁实测的沉降值进行修正。

(8)桥梁拼接控制。

①控制原则。必须满足结构受力的需要。无论是在拼接部分加铺或减薄结构厚度，应保证在结构能承受的范围之内，满足现行设计规范的要求。

要求拼宽桥梁的桥面沥青铺装层控制在80—100mm以内；现浇层+沥青铺装在设计厚度的基础上可适当增加，增加限值为20mm；同时必须保证旧桥沥青铺装层不小于80mm，也不得大于100mm。

②施工控制。a)复测标高：拼宽桥梁基础沉降基本稳定后，旧桥顶升前，实测各墩台盖梁中心线处拼宽侧预制主梁顶面标高H1和旧桥预制主梁顶面标高H2，实测旧桥支座总高度Z旧，进而确定顶升前后支座高差Δ支座=Z旧（含支座上下钢支座上）-Z新（含梁底新钢板及支座上下钢板厚度）。b)钢垫块高度修正：根据上述复测结果计算钢垫块高度，其中0.45×i表示测点H1和H2之间桥面横坡修正值。当垫块计算高度与设计高度正、负差值小于10mm时，按设计高度施工；当上述正、负差值大于10mm时，按复测后计算出的钢垫块高度施工。c)旧桥需要换板时，浇筑替换主梁时应注意梁底楔块厚度与旧主梁相同，以保证替换主梁与邻近旧桥主梁顶面平顺不错台。标高复测如图1所示。

③控制要点：1)标高调整工作应按“一桥一调整”要求进行，调整的过程是设计、监理、施工相互配合协调的过程，各方共同完成。2)方案调整有可能在凿除护栏、暴露拼接面后，还须第二次调整，应引起充分的重视。3)需要对旧桥换梁时，须在顶升完成，盖梁加固完成并落梁后进行换梁，修补加固，然后再进行拼接。

(9)为有效减少因混凝土收缩、徐变以及基础沉降差异等因素引起的新旧板间裂缝，设计采用C50补偿收缩混凝土来限制减少新旧板之间混凝土收缩徐变差异。

(10)湿接缝混凝土浇筑施工流程。旧桥整体化混凝土浇筑时，如果拼宽桥梁基础沉降基本稳定，湿接缝与旧桥整体化可以一次浇筑，否则分两次浇筑，先浇筑旧桥整体化混凝土，待其强度达到90%且新桥沉降达到设计要求后，方可浇筑湿接缝混凝土[4]。

湿接缝补偿收缩混凝土浇筑施工流程：新拼宽内边板横向伸出钢筋与预埋筋(或旧桥边板植筋)进行焊接→清洗拼接部位的杂物→支立底板吊模(紧贴梁体不出现漏浆)→润湿新老混凝土的接触面→依次从桥孔中向两端浇筑补偿收缩混凝土→振动密实形成粗面→混凝土养生。

湿接缝混凝土浇筑施工的控制要点：拼接部位新、旧板断面的混凝土表面按施工缝处理，除去混凝土表面上松动的骨料和块石，再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，处理后的混凝土表面凸凹不平度不小于6mm；新拼宽板安装之前，要提前检查内边梁的上拱度，若不能满足要求时应采取措施，如提前预压，减少上拱值，保证拼接质量，预压布载方式应根据板梁受力特点布置，切忌集中于一个点进行大吨位加载；施工单位要指定专人负责桥梁拼接施工，做好施工过程控制和施工原始记录，确保拼接质量。

(11)植筋施工应控制时机，一般宜在连接部位施工之前进行，避免植入钢筋长期暴露锈蚀，否则要采取防锈、除锈措施。植筋施工流程如图2所示。