高速公路扩建工程桥梁拼接施工工艺

马康康

(中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710000)

1 工程概况

根据现场情况，改扩建方案适用于茂湛高速K3399+980～K3417+200段两侧拼接桥梁施工及交通组织。首先完成两侧新建拼宽桥梁上下部结构施工及外侧梁板吊装，然后分幅完成旧桥外侧护栏切割，新建桥梁全部梁板吊装，新旧桥梁临时拼接施工、新建桥整体化层以及外侧护栏施工并进行交通转换，旧桥护栏切割前设置满足要求的连续刚连接隔离墩进行防护，整个桥梁拼接施工过程保证双向四车道通行，施工完成后转换为双向八车道通行。

2 改扩建工程交通组织方案

1)扩建桥下部结构、梁板吊装及混凝土铺装层施工(第一阶段)。

第一阶段，施工茂湛旧路两侧路基及桥涵，路基施工至路床顶面(96区)，桥涵施工至混凝土铺装层(拼接带除外)，在此施工期间既有桥面主、超车道保持双向通行。

2)施工左幅新旧桥梁临时拼接(第二阶段)。

第二阶段，路基段拆除旧路侧波形板，采用水泥混凝土防撞护栏在硬路肩范围实施防护，其中左幅新建范围施工至路面结构层(最后两层罩面不实施)。

3)右侧旧桥维修加固，与新桥进行拼接(第三阶段)。

第三阶段，完善左幅路面交安标设施，将双向四车道车流引到左幅路面(新、旧路面)，将交通转移至道路加宽的半幅双向四车道通行，中间采用临时混凝土护栏隔离对向车流，进行右幅新建范围路面结构层施工、右侧中央分隔带改造、右幅旧路面刨除及统一罩面，并施划临时标线，并实施右幅天桥及跨线桥、右侧主线桥改造部分、右幅新旧桥拼接、桥梁护栏改造等。

4)左侧新旧桥进行永久拼接及面层施工(第四阶段)。

第四阶段，右幅罩面完成后将双向四车道交通转换到右幅，中间采用临时混凝土护栏隔离对向车流，对左幅路面刨除及罩面、左侧中央分隔带(绿化)改造；半幅路面统一罩面、施工护栏等安全设施，并实施左幅天桥及跨线桥、主线桥改造左侧旧桥部分、左幅新旧桥拼接、桥梁护栏改造。

施工完成后，左幅路面开放交通，单向四车道通行；右幅维持两个车道通行，对右幅标线进行施工，工期较短，最后双向八车道路面畅通。

3 桥梁拼接方案

3.1 桥梁临时拼接

1)扩建桥侧预制梁吊装完成后复测梁顶标高，确保新旧梁板可以顺利拼接。

2)按照图纸要求在扩建桥一定宽度范围内进行整体化层浇筑，做好标高控制。由于需利用该整体化层作为临时路面通行营运车辆，其表面的平整度及构造深度应满足临时通行的需要[1]。

3)凿除旧梁上波形梁护栏或混凝土护栏，按照图纸要求凿除旧桥侧一定宽度范围内桥面铺装和整体化层，保留旧桥整体化层钢筋。

4)在临时拼接带范围浇筑C40混凝土，并控制好高程差的过渡。临时拼接带混凝土表面的平整度及构造深度也需满足《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/T F30—2014)的相关要求。严禁车轮直接压到临时拼接带挑臂段范围内。

5)交通转换后，加强临时拼接带位置的观测，若出现问题需及时反馈，确保安全。

3.2 桥梁永久拼接

1)新建桥施工桩基和上部构造拼接时应加强既有桥梁的变形监测，如发现异常应报知相关单位分析处理。

2)对新老桥拼接桥梁，在墩柱、盖梁施工前须对原桥高程(重点是老桥拼接处板顶、桥面的高程)进行复测，以确保新旧梁板顺利拼接。

3)为避免预制预应力空心板反拱度过大，预制梁存梁时间应控制在3个月内，为尽可能减少上部结构混凝土的收缩、徐变对拼接加宽效果的影响，浇筑完成桥面整体化层后，待新桥有一定的自然沉降时间和收缩徐变时间方可进行拼接缝混凝土施工[2]。新旧梁板永久拼接等待时间要求不小于6个月。

4)老桥边板要按照设计及规范要求做好植筋。

5)所有新、老混凝土结合面均应严格凿毛处理，结合面涂刷界面胶。

6)拼接混凝土浇筑后应及时养生，养生期间做好交通管制，避免施工车辆的通行对拼接混凝土质量产生影响。

7)加强对拼接部位的观测，若出现异常情况，例如出现裂缝等，需及时反馈并处理。

3.3 部分需加长盖梁的桥梁拼接方法

1)施工加宽部分桥梁桩基、墩柱。

2)在原右侧桥梁设置临时护栏，护栏上加做2 m高隔离栅，防止施工机具及材料运输对茂湛高速公路正常通行的影响，并设置明显警示标志，限速通行。

3)拆除原桥外侧护栏、耳墙、挡块，预制梁拆除边板、现浇梁凿除原桥悬臂1.5 m。拆除老桥边板或凿除原桥悬臂前应设置安装临时隔离墩以保安全。

4)在原盖梁中植筋，加长盖梁。

5)安装梁板或浇筑加宽部分箱梁，对右侧原桥外边板外侧植筋，安装加宽部分的内边板，钢筋搭接焊好，浇筑加宽部分的混凝土、浇桥面板。

3.4 注意事项

1)拼接施工之前，若老桥需要补强加固的必须完成老桥的加固后才能进行新老桥拼接。老桥加固后需要进行荷载试验验证。

2)新旧结构拼接端高差控制在5 mm以内，若超过此值要分析其原因，会同设计、监测、监理等部门共同研究拼接方案。

3)为了确保桥梁拼接带质量，浇筑拼接带混凝土及其待强期间严禁车辆通行，拼接带混凝土应满足图纸及相关规范要求。

4)拼接施工完成后，待拼接缝达到强度后需要二次观测新桥的沉降，并检查拼接部位有无异常情况，例如出现裂缝等，对先行实施拼接桥梁取得经验应及时总结，在后续进行的拼接桥梁中推广[3]。

4 路基拼接施工

4.1 施工工艺流程

路基边坡清理→开挖台阶→回填土→压实→铺设土工格栅→回填土→再次压实。

4.2 施工工艺

以设计图纸和测量复核成果为参照基准，精准测定路基边缘线并打出灰线，形成醒目的标记。取长度为150 cm的φ3 cm花杆，在边线处按照20 m的间隔依次插设到位；花杆上有25 cm刻度，据此挂好线绳，挂设到位后需保证线绳可以维持紧绷的状态，作为机械平整作业的参照基准。填筑施工中每完成60～80 cm的填高作业后，随即恢复一次路线中桩，经检测后确定路基的宽度和标高，做出判断并完整记录数据。

加宽路基填筑施工前，先根据老路边坡的结构特点开挖台阶，此方式的优势在于可避免或尽可能减少横向错台和纵缝的发生概率，使新旧两部分具有协调性。在开挖台阶时需分情况考虑：原边坡坡率为1∶1.5时，按照高1 m、宽1.5 m的尺寸开挖，设4%及以上的反坡；原边坡坡率为1∶2时，除台阶宽度调整为2 m外，其他参数均不变。

填筑施工中，每填高、补强压实2 m后均要在台阶内角部位铺设单向土工格栅，并在路床底面铺设，到位后利用U型钉予以固定处理，提高土工格栅的稳定性。路基拼接部位是失稳的高发区域，可利用φ16 mm短锚杆对该处的土工格栅进行锚固处理，由此提高土工格栅的稳定性。

路基补强施工所用设备为液压式压路机，其可以提供的最大夯击能为30 kJ，按照50 cm的距离依次布设夯击点，有序完成各部分的夯击作业。首先夯击两侧，再逐步转向路中心。根据夯击部位的不同选择相应的作业方法，其中桥台后第一排采用10 kJ、12锤夯实，除此之外的其他部分均为30 kJ、9锤夯实，有序将夯击工作落实到位，提高路基的稳定性。

纵向填挖交界部位施工时重点考虑地面坡率情况，采取合适的处理措施。若地面坡度陡于1∶2.5，可以在填挖交界部位的上下路床底面分别设双向土工格栅(一层)；若陡于1∶5，可以在原地面开挖高度为1 m的台阶，同时设4%的反坡。

基准桩具有参照作用，可将其埋设在变形区以外的原状土上，使其在施工全流程中均可维持稳定；同时参照路堤坡趾的位置，要求基准桩与之相距至少20 m。在布设基准桩时，若条件允许则尽可能利用公路沿线控制桩。制作时以钢筋混凝土为原材料，制得边长为20 cm的方桩，作为基准桩而使用；考虑到稳定性要求，其埋设至硬土层的深度需达到2 m，遇软土地基时考虑到此类土层的特殊性(易失稳)，将打入深度调整到10 m或适当增加。桩周顶部易失稳，利用现浇混凝土的方法对桩顶50 cm范围内予以加固；此外，在地面浇筑立方体观测平台(边长均为0.2 m)，桩顶露出平台部分以5 cm为宜；在顶部埋设适量的小段钢筋，目的在于将其作为基点测头而使用。

5 桥面拼接施工工艺

在本项目中，桥梁加宽分上、下部考虑，其中上部构造相互连接，下部构造不连接。新旧桥拼接时的作业难度较大，需同时满足如下要求：①在两侧分别加宽拼接，必须做到同跨径、同结构及同梁高；②在整体拼接时加强防护，确保原桥结构的受力状态具有合理性；③拼接期间做好现场交通管制工作，禁止车辆通行，以免干扰拼接作业，同时也可避免因施工而导致车辆拥堵的情况。

桥梁加宽后做好拼接工作，关键的拼接方法如下。

1)在原桥梁两侧增设桥梁结构和下部结构，以吊装的方式将制作成型的预制板转移至指定位置，浇筑铰缝、桥面铺装等结构。新桥堆载预压环节，必须确保旧桥梁的护栏得到保留，原桥梁可正常通行(双向四车道)。

2)路基段路面施工过程中转移交通流量至左侧新旧桥。新建桥宽度约7 m，其难以满足单向双车道的通行要求，为解决此问题，拆除旧桥外侧护栏，并对左幅新旧桥做临时拼接处理，经此方式后可以有效改善左幅桥梁的通行条件，以满足车辆通行要求。

3)根据右侧旧桥的结构特点，对其维修加固并更换梁板，待该部分拼接结束后，若无误即可将交通转换至右侧，以便高效开展左侧的相关工作。

6 结束语

在社会经济发展需求的促进作用下，道路车流量逐步增加，原有的高速公路通行能力有限，改扩建成为解决该问题的重要途径。在桥梁的加宽拼接施工中，需充分考虑到加宽桥与原桥两部分，使其在结构形态、受力状态等方面均具有均衡性。在本文中，则对桥梁拼接的关键施工工艺展开探讨，希望所提内容可为类似工程提供参考。

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