公路桥梁加宽拼接技术优化研究

周斌礼

（山西路桥集团隰吉高速公路有限公司,山西 临汾 041000）

0 引言

公路桥梁作为交通运输的基础设施，在经济社会发展前进的过程中发挥了重要作用。但部分路桥建设和运行时间较长，受多种因素影响很容易出现各种质量病害，并且现有道路宽度不符合新时代的发展，由此需要开展加宽拼接技术以实现路桥改造。要想确保路桥改造后符合日益增长的交通运输需求和质量要求，就需要合理把握相关技术要点。

1 工程概述

以山西省境内某桥梁改造工程为例，该项目原建设钢筋混凝土结构的整体式箱型拱桥，上部构造中单孔净跨长度约为80 m，且将拱轴线作为等截面的拟合界面[1]。结合相关施工资料以及实地测量结果，该路桥具体结构参数如表1 所示。

表1 该次公路桥梁工程结构设计参数

断面形式为单箱双室断面，同时该路桥两岸均采用钢筋混凝土结构实体桥台，并在起点位置采用平面交叉形式与公路相连[2]。近年来，随着当地经济的不断发展，现有路桥不符合交通运输需求。因此对其进行加宽拼接施工改造。

2 公路桥梁加宽拼接技术方法

根据该项目实施路桥加宽拼接施工的必要性和迫切性，应当合理选择技术方法。目前结合现有工程实践以及工作经验，针对该次工程施工作业可按照连接方式的不同选择相应的工艺方法。比如针对上下部位连接处，开展加宽拼接技术时，应当对新旧桥梁的上下部位采用湿接缝、横向钢筋以及植筋作业等进行连接，有助于消除路桥改造后因荷载作用产生的变形现象。同时也可在该次工程中实施上下部不连接的加宽拼接方法，是为了防范新旧桥梁之间出现连接问题，对拼接部位采用施工缝进行处置，再使用一次沥青浇筑工艺顺利成桥，确保桥梁之间不会产生较大的相互作用力，受力均衡。在此桥梁项目施工过程中采用加宽拼接技术，上部连接、下部分离，即在上部构造中采用植筋工艺，对新旧桥梁实施刚接或者铰接等。对下部构造采用分离措施，能够结合上下部连接和不连接方法的优缺点，实用性更强。

3 公路桥梁加宽拼接技术要点

3.1 做好前期加宽拼接施工准备

针对该项目开展加宽拼接施工，要明确相关作业原则，即最大限度利用原有桥梁结构，为保障新旧桥之间的受力以及温度、变形等具有协调性，应当促使加宽后的桥梁上下部结构形式与原有桥梁相一致。同时，对于桥梁基础和地基等必须要采取特殊加固处理，然后再开展桥梁基础扩大施工，该次工程中以桩基础为主；采用分离式新建桥加宽方式，不作横向拼接。在前期准备工作中，除了对原桥梁开展测量、检测以外，还需测量桥面的各个控制点坐标、标高等，在桥梁墩台位置沿伸缩缝每隔2 m 进行一次测量[3]，并沿内外侧护栏座的边缘位置每隔5 m 布设1 个测量点，从而为新旧桥面拼接、伸缩缝连接等提供准确参考信息。施工人员还要在正式作业前对墩台各个边缘点的标号和坐标进行测量，检测旧桥上下部的结构尺寸等。为有效掌握旧桥的设计标准和配筋模式，还需收集原桥梁的施工设计图纸、竣工文件等，为构造物在新荷载体系下的承载力控制提供科学依据。最后对桥头位置的通讯管线、电缆等设施的埋设情况进行明确，避免产生不利影响；开展桥梁受力性能检测和评价，为加宽拼接技术的顺利实施奠定良好基础。

3.2 合理开展基桩施工

在该次公路桥梁工程中，按照其实际使用要求开展加宽拼接施工。对旧桥进行改造时，往往会因为新桥的负载增大而致使结构发生变化，进而造成路桥的不均匀沉降情况。同时目前尚未有高效的方法可准确获得路桥加宽拼接后的沉降量，致使施工难度较大。基于此，在该次项目实际施工中，需要充分把握基桩施工要点，尽量降低沉降量，防范路桥施工质量出现缺陷。施工人员应当注重对加宽拼接桥梁的下部基桩质量进行控制，先充分了解旧桥的桩长和直径，再合理设定加宽部分的基桩规格。开展施工技术时，相关技术人员要密切关注基桩沉降的工艺质量，完成上部加宽结构安装作业后，桥梁预压施工采用堆载预压方式，时间约为两到三个月。待沉降基本完成之后则可利用刚性连接将桥梁上部结构进行连接，充分发挥堆载预压施工技术的优势，提高基桩施工质量[4]。基桩施工期间，为避免加宽拼接施工后新旧桥梁出现不均衡沉降的问题，施工人员应当注重控制施工流程，如在设计规定的桩基高度基础上，增加桩长、对基桩半径加粗，以防范后期工程出现不均匀沉降。结合该次项目实际情况，如在加宽拼接技术后未能及时开展桥面铺设作业，可先采用堆载预压方式，促使地基加速沉降，有效解决新旧桥梁之间可能出现的桥面缝隙等问题。

3.3 科学实施植筋作业

植筋施工是路桥加宽拼接作业的重要环节之一，该次工程结合案例工程实际情况选取专用设备工具，清除孔洞内杂物，保证孔内干净整洁的基础上，对原有混凝土构件开展钻孔工艺，将钢筋植入到孔内。连接方法为刚性连接，相关施工技术人员需要采用适当的高强黏结材料，使钢筋牢固稳定地安装在孔洞内，保证植入钢筋可形成受力筋或构造筋，促使新旧结构有效黏结固定。该施工技术是目前桥梁结构物拓宽的常用手段。在该次工程中，先做好植筋施工前准备，相关人员需对进场后的钢筋材料进行全面检查，并对作业面进行查看，避免出现松散的混凝土结构以及裂缝等病害。确认无误后开展作业面清水冲洗，尽量预防浮渣对路桥质量产生不利影响[5]（如图1 所示）。

图1 植筋施工工艺流程框图

完成准备工作后，可有序开展植筋施工（如图2 所示）。首先，合理选择植筋胶。其一般是由固化剂和树脂等物质组成，市面上现有植筋胶种类较多，可根据工程现状以及造价要求等，选择性价比较高的材料。其次，明确植筋施工关键点，如科学选用冲击钻、胶枪、毛刷等植筋工具；确定放样、钻孔、清孔、钢筋处理、注胶作业、插筋等工艺流程。最后，实施全面检查。

图2 植筋加固

（1）放样。施工人员要严格按照设计标准，精确定位各个孔洞的具体位置。还要考虑原有桥梁内含有钢筋，可能会在钻孔中发生冲突。因此在设置孔洞时应最大限度地避开原有钢筋路径。在放样过程中，施工人员可借助现代化科学技术，如红外线测量设备等作为辅助手段，提高放样精确性。完成放样后，要注重开展测量复核，确保后续施工具有合理性和可行性。

（2）钻孔。利用电锤等设施实施钻孔操作，按照植入钢筋的直径确定钻头规格大小。完成孔洞钻进后及时开展清理，可采用毛刷将残渣清除。钻孔时施工人员应当严格按照规范操作开展作业，不得随意更改钻孔工艺程序或位置。

（3）钢筋处理。在埋设钢筋前需对材料开展一定的处理，比如先检查钢筋材料表面外观是否存在缺陷、锈迹等，顺直度是否满足设计要求。及时处理不合格的钢筋材料，再按照植入要求进行作业。完成钢筋植入后，应对外露钢筋进行剪切，并对暴露在外侧的钢筋采取防腐处理，如涂刷防腐涂料等，延长其使用寿命。

（4）注胶。施工人员先要将植筋胶注入胶枪内，去除首次打胶后，当胶呈现均匀流出状态后可开展注胶作业。当搅拌头掺入到孔洞根部时进行注胶，控制植筋胶住满孔洞约2/3 出即可。为充分确保钢筋与植筋胶的结合，插入钢筋的过程中要遵循缓慢旋转的原则。

（5）养护。植筋施工结束后对钢筋采取有效的养护措施，尽量不触碰钢筋，促使植筋胶顺利固结，养护时间不短于1 d。

4 桥梁加宽拼接技术优化措施

4.1 优化技术

根据现阶段对公路桥梁加宽拼接技术的研究，并基于该次项目桥梁结构特点，为保证工程质量与成本达到最优目标，需采用相应的优化技术[6]。即根据该公路桥梁的混凝土结构整体式箱型拱桥现状，采取有效优化技术。

首先，实施两侧优化加宽技术。因为该路桥存在大量的横向预应力筋，无法采用混凝土切除连接方式。因此可采用植筋法加厚原有桥梁的悬臂，再利用铰接形式将新旧桥梁连接。

其次，采用两侧分离加宽技术。检测和评估旧路桥存在的质量病害，如结果满足使用要求，则可采用两侧分离加宽技术实施拼接。

最后，优化盖梁施工技术。当对盖梁连接进行处理时，主要是采用角钢或者植筋等方式。其中角钢施工的优势更为明显，如操作简单、技术开展难度低等。在该次项目中可采用螺栓对新旧桥盖梁实施角钢直接连接。而如果采用植筋施工，则需先在原路桥盖梁结构中植入钢筋，再利用混凝土浇筑施工方法进行盖梁连接。该方法优点为可保障公路桥梁工程结构的完整性，防范出现变形问题。但也存在技术开展复杂的缺陷，应当结合工程具体情况选择优化盖梁优化方法。

4.2 优化验证

通过对该次公路桥梁加宽拼接技术进行优化，施工后可起到相对良好的效果。比如可减小新旧桥梁的相对沉降量，能够尽可能降低混凝土的收缩徐变。同时利用相关软件进行模拟比对，采用优化措施的桥梁拼接技术可增加新桥的桩长，从而有效增大桩径，进而减小相对沉降量[7]。同时，在加宽拼接改造工程中，需对旧桥结构进行相应的切割以及凿除等工序，采用优化措施则能够避免采用大功率切割设备，通过软切割以及人工切割则可符合施工设计要求。除此，由于该次公路加宽拼接技术开展时，桥梁结构存在多种病害。基于优化措施的使用，能够对原有路桥结构进行加固，充分提高桥梁质量和使用性能。

5 公路桥梁加宽拼接技术应用注意事项

对于该次公路桥梁加宽拼接技术的应用，也可能会出现一系列问题。所以在实际施工过程中，应当严格按照相关规范要求进行操作，尽量提升改造工程质量。该次工程中对加宽拼接技术实施的要求：不影响交通运输活动的正常开展、不影响周边生态环境、保证公路桥梁整体具有稳定性等。综合工程实际情况，施工人员应注意以下事项。

（1）开展加宽拼接技术时，应考虑对旧路桥的交通运输影响。因此在施工前应当合理组织交通，科学划分施工范围，布置相应的交通引导标志、与交管部门强化沟通交流，明确施工时间等。减少对交通通行产生的影响，保证路桥具备基本的交通运输能力。

（2）在实施加宽拼接技术之前，应当仔细勘查桥梁工程周边的地质条件、环境条件以及气候条件等，并综合利用现有科学研究成果、工程实践经验等，合理编制该次公路桥梁加宽拼接技术方案[8]。注重控制施工过程中的差异沉降，即在控制桩基基底沉淀土厚度以及上构造延迟拼接外，还要强化沉降监测。在整体化桥面浇筑后，监测新旧桥拼接前后的沉降情况，如沉降差超过5 mm，应当分析其原因并采取有效处理手段。

（3）充分确保该工程加宽拼接技术方案的有序推进。如发现施工过程中新旧桥出现变形时间与程度不同的情况，则很容易形成纵向裂缝。所以在选择该公路桥梁下部结构以及基本结构形式时，需加强对原桥梁结构的影响，防范在开展加宽拼接技术时对原桥产生严重的不良影响。并且需对改造部分进行必要的养护工作，进一步提升加宽拼接操作质量。

6 结束语

综上所述，随着我国交通运输业的繁荣发展，公路桥梁的通行量以及荷载均有明显增加。为充分保障路桥设施满足经济日益增长的实际需求，应当对旧路桥实施改造，其中加宽拼接工程是其重点内容，有利于拓展净宽，满足车辆通行要求。在实际工程中，相关施工单位及人员需要结合项目特点，充分把握基桩施工以及植筋作业等关键要点，并对加宽拼接技术进行优化，最后针对原桥的交通通行、技术方案制定以及不良影响等提出有关注意事项，切实提升公路桥梁的加宽拼接施工质量，推动路桥设施发挥经济助力作用。