連霍高速鄭州段改建工程ＮＯ．３標(biāo)橋梁拼寬施工技術(shù)

孟雪俊

摘要：文章通過(guò)對(duì)連霍高速鄭州段改建工程N(yùn)O.3標(biāo)拼寬橋梁地基處理和支架的布設(shè)及受力計(jì)算，提出架梁施工方案及墩頂現(xiàn)澆段砼澆筑養(yǎng)生時(shí)的防震措施，同時(shí)也提出防撞墻、翼緣板及異型板拆除方案。

關(guān)鍵詞：連霍高速鄭州段；改建工程；橋梁拼寬

中圖分類號(hào)：U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）15-0143-02

一、工程概況

柳林互通式立交位于連霍高速公路與老107國(guó)道交叉處。立交所處位置地勢(shì)平坦，北側(cè)緊鄰楊槐村，南側(cè)為連霍高速鄭州東收費(fèi)站，東南有重點(diǎn)文物保護(hù)單位大河村遺址。既有立交設(shè)計(jì)為雙喇叭型互通式立交，立交主線為橋梁形式，主線橋?yàn)?聯(lián)9×20米，共36跨，長(zhǎng)720米，上部構(gòu)造中部為14m的預(yù)制空心板，墩頂部分為6m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土接頭形成連續(xù)剛構(gòu)，橋面凈寬10.75米。下部為截頭倒錐形雙柱式墩身，直徑1.5m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)30米。

本工程為在既有柳林互通式立交橋兩側(cè)均加寬8m，拼寬橋的結(jié)構(gòu)形式及孔跨布置與老橋相同。

二、橋梁拼寬技術(shù)措施

為盡量減少新老橋梁下部的沉降差異，拼寬橋梁采取如下處理措施鉆孔樁樁徑變?yōu)?.6米，樁長(zhǎng)變?yōu)?5米。橋梁上部構(gòu)造與原橋的對(duì)應(yīng)部位連接，橫橋向在老橋空心板頂部植筋與新橋預(yù)埋鋼筋焊接連接，底部通過(guò)粘貼鋼板形式的連接；墩頂現(xiàn)澆段與老橋?qū)?yīng)為通過(guò)植筋焊接連接。

既有道路為連霍大動(dòng)脈，車流量極大，為保證在施工期間維持既有道路的暢通，減少社會(huì)的負(fù)面影響，同時(shí)又必須減少既有橋梁震動(dòng)對(duì)拼寬橋梁現(xiàn)澆砼的質(zhì)量影響，新老橋間采取“防震隔離帶”先斷開(kāi)，后連接的處理措施。

三、主線橋地基的處理

（一）現(xiàn)場(chǎng)情況

新拼橋墩絕大部分處在既有主線橋施工所留的泥漿池中，而且既有主線橋北側(cè)地勢(shì)較低，有一條排水溝沿大橋縱向從32#墩延伸到8#墩旁的水渠之中，北側(cè)新拼寬橋的橋墩剛好設(shè)置在水溝中。經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)泥漿池及水溝深度為2m多，地基土以黃色亞砂土及亞黏土為主，呈軟塑狀，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，固結(jié)性差。

（二）處理方案

因主線橋施工現(xiàn)澆異型板及墩頂砼時(shí)，必須搭設(shè)支架，為防止地基下沉，必須對(duì)地基進(jìn)行處理。處理的方法采用磚渣換填，水溝及泥漿池位置處理的深度不小于2米，其他地方視實(shí)際情況而定,寬度及長(zhǎng)度必須滿足施工及設(shè)計(jì)要求，采用壓路機(jī)分層（每層松鋪厚度不超過(guò)30厘米）碾壓密實(shí)，對(duì)壓路機(jī)碾壓不到的地方，采用打夯機(jī)夯擊密實(shí)。處理完的地基必須進(jìn)行承載力檢測(cè)，其值不小于150KPa。

四、支架的布設(shè)及受力計(jì)算

（一）現(xiàn)澆墩頂砼及支撐主橋預(yù)制梁支架的布設(shè)

本支架采用滿堂腳手架，立桿為φ48×3.2鋼管，現(xiàn)澆墩頂砼支架布設(shè)寬為6.0 m，長(zhǎng)為9m，間距90cm×90cm，步距90cm；預(yù)制梁頂一端布設(shè)支架寬為2.4m，長(zhǎng)為9m，間距60cm×60cm，步距90cm。支架安裝調(diào)整好后，在立桿上口安裝可調(diào)頂托。在可調(diào)頂托上鋪設(shè)12cm×15cm的橫橋向方木。

（二）現(xiàn)澆墩頂砼處支架的受力計(jì)算

1．現(xiàn)澆墩頂砼底模板下木枋（12cm×15cm）受力驗(yàn)算。現(xiàn)澆墩頂砼底模下腳手管立桿的縱、橫向間距都為0.9m，木枋按橫橋向布置，間距也為90cm ，因此計(jì)算跨徑為0.9m，按簡(jiǎn)支梁受力考慮，驗(yàn)算底模下木枋。由梁正應(yīng)力計(jì)算公式得σ= 8.04 Mpa ＜ [σ] = 9.5Mpa 強(qiáng)度滿足要求；由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計(jì)算公式得：τ= 1.34 Mpa＜ [τ] = 1.7Mpa（參考一般木質(zhì)）強(qiáng)度滿足要求；由矩形簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算公式得fmax=1.064mm＜[f] = 2.25mm（[f] = L/400 ）剛度滿足要求。

2.立桿強(qiáng)度驗(yàn)算。鋼管（φ48×3.5）立桿間距為0.9m×0.9m，步距為0.９m，則長(zhǎng)細(xì)比為λ=ι/ i = 600 / 15.78 = 38，查表可得φ= 0.899 ，則有：[ N ] = φA[σ] =0.899×489×145= 63.7 kN。現(xiàn)澆墩頂平面尺寸為長(zhǎng)6m，寬8.38 m，支架布置平面尺寸為長(zhǎng)6.0m，寬9 m，布置管鋼間距為90cm×90cm，則可布置鋼管84根，平均每根鋼管受力為：N=6×8.38×40.2/84=24.1 kN <[ N ]= 63.7 kN，立桿抗壓強(qiáng)度滿足要求。另由壓桿彈性變形計(jì)算公式得：（按最大高度8m計(jì)算）△L = 1.971mm 壓縮變形很小。

3.預(yù)制梁底處支架的受力計(jì)算

（1）預(yù)制梁底下12槽鋼受力驗(yàn)算。經(jīng)計(jì)算，每跨每側(cè)拼寬部分有預(yù)制梁6榀，每榀梁板的重量為17.1~21.2t，按最重的一榀梁21.2t計(jì)算，并取1.2的安全系數(shù)，則預(yù)制梁下支架荷載計(jì)算：強(qiáng)度滿足要求；剛度滿足要求。

（2）立桿強(qiáng)度驗(yàn)算。鋼管（φ48×3.5）立桿間距為0.6m×0.6m，步距為0.9m，則長(zhǎng)細(xì)比為λ=ι/ i =900 / 15.78 = 58，查表可得φ= 0.829 ，有：[ N ] = φA[σ] =0.829×489×145= 58.8 kN ，預(yù)制梁底支架荷載計(jì)算：P=1/2×6×212/（2.4×9）×1.2= 35.3 kN /m2，預(yù)制梁底支架平面尺寸為長(zhǎng)2.4m，寬9 m，布置管鋼間距為60cm×60cm，則可布置鋼管4排，每排布置鋼管15根，平均每根鋼管受力為：N=2.4×9×35.3/（4×15）=12.71kN<[N]=58.8kN，立桿抗壓強(qiáng)度滿足要求。

4．地基承載力計(jì)算。由以上計(jì)算可知，立桿的承受的最大荷載：P=24.1kN，則需地基承載力為（枕木受力長(zhǎng)按60cm，寬按30cm計(jì)算）：F=22.97KN/（0.3×0.6）m2=127.6KPa＜[F]=150 KPa，地基滿足要求。

五、架梁施工方案

經(jīng)計(jì)算，每片梁板的重量為17.1~21.2t，擬采用一臺(tái)50t的吊車對(duì)梁板進(jìn)行架設(shè)。主要工序如下：

1．在梁兩端處理好的地基上搭設(shè)支架。

2．支架經(jīng)預(yù)壓，確定其強(qiáng)度、剛度、安全性和穩(wěn)定性滿足要求后，將空心板吊放到支架上（梁板所放位置在支架上已測(cè)量放線定好位）。

空心板梁吊裝施工工藝如下：

（1）梁體運(yùn)輸：空心板梁用平板車從預(yù)制場(chǎng)運(yùn)抵架梁現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸過(guò)程中注意梁的擺放方式和加固措施。

（2）起重機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)檢查：起重機(jī)在安裝構(gòu)件前，先對(duì)其傳動(dòng)部分進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，要求各部操縱系統(tǒng)完全正常，并檢查所有起重索具是否符合規(guī)定，發(fā)現(xiàn)有不符合要求或損壞的索具立即更換。

（3）起重機(jī)走道等的加固：起重機(jī)的行走通道和停機(jī)位置，均須事先檢查整修，必要時(shí)可采取加固措施（如松軟地段的地基加固），以滿足起重機(jī)的工作穩(wěn)定性。

（4）試吊檢查：在規(guī)定的吊點(diǎn)按照設(shè)計(jì)位置和方法掛鉤或綁扎，吊起構(gòu)件離地20～30cm時(shí)，檢查機(jī)身是否穩(wěn)定，吊點(diǎn)是否牢固，在情況良好的前提下，方可繼續(xù)進(jìn)行起吊工作。

（5）吊梁：起吊時(shí)必須垂直吊升，起吊安裝時(shí)必須以支腿放下支撐穩(wěn)固；起吊速度：起吊速度均勻，進(jìn)行平穩(wěn)升降。

（6）落梁時(shí)，應(yīng)緩慢下落，并注意保持梁體中線與支座中線一致。

六、防撞墻、翼緣板及異型板拆除方案

橋梁拼寬時(shí)，需將老橋防撞墻、翼緣板及異型板拆除、為保證老橋結(jié)構(gòu)安全，采用盤踞及鏈踞進(jìn)行靜力切割。

1．防撞墻、翼緣板。（1）首先對(duì)整個(gè)護(hù)攔進(jìn)行理論重量計(jì)算，護(hù)欄每延米砼方量為0.3m3，重0.78t，每跨20m分成5塊，每塊重3.12t/4m。（2）根據(jù)分塊的大小，在每塊最合理（1/3）的部位鉆吊裝孔，采用8t的吊車吊移。（3）先用金剛石繩鋸先將護(hù)欄沿垂直方向按分塊長(zhǎng)度切割至根部，然后再沿水平方向切割分離，再在用8t的吊車將護(hù)欄吊移至橋面緊急停車帶內(nèi)側(cè)邊線，作為路面行車的安全護(hù)欄，而后再用盤踞切割翼板。盤踞切割速度：3～5m2/h。（4）將切割的翼緣板砼塊運(yùn)至棄土場(chǎng)。

2．異型板的拆除

（1）用腳手架搭設(shè)卸荷支撐。橋底設(shè)木方或工字鋼。

（2）用M16化學(xué)錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架。

（3）根據(jù)已確定的切割方式，將金剛石繩索按一定的順序纏繞在主動(dòng)輪及輔助輪上。

（4）在切割前對(duì)金剛石繩鋸機(jī)進(jìn)行試轉(zhuǎn)和空轉(zhuǎn)，確定設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、水源供應(yīng)正常的情況下，方可進(jìn)行切割。切割時(shí)必須先對(duì)跨中進(jìn)行切割，待跨中切割完成后，再對(duì)支座位置進(jìn)行切割。

（5）將被切割的混凝土塊用汽車吊吊到破碎場(chǎng)地進(jìn)行破碎。

七、墩頂現(xiàn)澆段砼澆注及養(yǎng)生的防震措施

既有橋梁上車流量很大，車輛行駛對(duì)橋梁產(chǎn)生激烈的振動(dòng)，新舊橋梁墩頂現(xiàn)澆段通過(guò)植筋，現(xiàn)澆砼連接成一個(gè)整體。為減少老橋震動(dòng)對(duì)砼施工質(zhì)量的影響（即墩頂現(xiàn)澆砼在初凝至終凝期間，砼受震會(huì)產(chǎn)生裂縫），在墩頂現(xiàn)澆段施工時(shí)采取如下措施：

1．墩頂現(xiàn)澆段砼澆筑時(shí)，其內(nèi)側(cè)與既有橋梁相接觸部分暫留50cm不澆筑，形成一條“防震隔離帶”。

2．在防振隔離帶內(nèi)，植筋鋼筋提前植入，但暫不與墩頂現(xiàn)澆段主體鋼筋焊接。

3．待主線橋墩頂現(xiàn)澆段砼半幅完成二聯(lián)（18跨），再封閉半幅交通，將防振隔離帶內(nèi)的植筋鋼筋與主體鋼筋焊接連接，然后澆筑防振隔離帶預(yù)留的50cm砼。

八、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，通過(guò)“靜力切割”，“防震隔離帶”等施工措施，能有效地減少橋梁在拼寬施工時(shí)，對(duì)老橋的影響，保證既有道路暢通，減少社會(huì)的負(fù)面影響，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有著積極的意義。