高速公路拼寬橋梁的設(shè)計與施工

郭偉宏

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司)

0 引 言

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，已建的公路因交通量急劇增長已無法滿足運(yùn)營要求，須對其進(jìn)行改、擴(kuò)建。另外，新增的高速公路與已建的高速公路搭接時須增設(shè)樞紐互通，也須要對已建高速公路進(jìn)行改、擴(kuò)建。而橋梁是高速公路的組成部分，并且占有較大比重，橋梁拼寬技術(shù)相對路基較為復(fù)雜，施工難度大，且保通難。因此，高速公路改擴(kuò)建項目能否順利實施，橋梁拼寬技術(shù)是關(guān)鍵。

1 橋梁加寬原則

作為高速公路線路的組成部分，橋梁加寬需和高速公路線路加寬保持一致，同時還需符合以下原則。(1)工程造價，控制工程規(guī)模(基本原則)。(2)維持原有構(gòu)造物功能，對交通的影響應(yīng)降到最小。(3)上部結(jié)構(gòu)采用同跨徑、同結(jié)構(gòu)梁、板進(jìn)行拼接，下部結(jié)構(gòu)也應(yīng)與老橋相似。(4)新舊橋拼接后，需保證受力協(xié)調(diào)一致，橋梁拼接遵循“上連下不連”的原則，保證上部結(jié)構(gòu)共同參與受力，同時避免下部結(jié)構(gòu)剛性聯(lián)結(jié)對橋梁結(jié)構(gòu)的不利影響。

2 工程概況

某一高速公路擴(kuò)建后原有橋梁由全幅全寬26 m 變?yōu)?2 m，因此在確保交通不中斷的情況下采用合理的橋梁拼寬施工工藝是整個高速公路改擴(kuò)建工程的難點重點。

3 橋梁拼接施工的特點

由于不同地區(qū)的橋梁的設(shè)計形式、所處位置、擴(kuò)建面積、當(dāng)?shù)丨h(huán)境等方面存在差異，因此，實際施工過程中必須遵循以下幾點原則。

3.1 考察原有橋梁的位置

對原有橋梁的建設(shè)資料進(jìn)行分析后，基于與原有橋面一致性的原則，選擇最合理的設(shè)計方案。進(jìn)行方案設(shè)計期間，必須兼顧橋面擴(kuò)建的安全性和美觀性，可在原有的橋梁基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，減少建筑耗材。

3.2 保證橋梁建設(shè)的速度

為降低公路建設(shè)的后期養(yǎng)護(hù)，提高橋面投入使用后的安全性，進(jìn)行橋面拼接設(shè)計時，必須嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計要點進(jìn)行施工，減少后期安全事故的發(fā)生幾率。同時，筆者認(rèn)為根據(jù)設(shè)計圖紙，按部就班地進(jìn)行工程施工，能有效避免有些部門為縮短工期多處工程同時施工的情況，能夠有效提高新老前面的外形、橋面等的一致性。

3.3 減少對交通狀況的影響

進(jìn)行橋面擴(kuò)建的過程中，往往會對原有橋面的正常通行造成影響。因此，施工階段相關(guān)部門應(yīng)及時做好橋面交通量的協(xié)調(diào)，盡量減少對原有橋面的拆除重建，該方式不僅能夠解決建筑用材，還能最大限度保證原有路面的正常通行。

4 橋梁拼寬施工技術(shù)要點

4.1 橋梁加固技術(shù)

現(xiàn)階段，高速公路的車流量逐漸增多，部分橋面的荷載量逐漸趨于極限，為保證原有橋面使用的安全性，在橋面擴(kuò)建前，應(yīng)先對原有橋面進(jìn)行保養(yǎng)、加固、維修等，改造原有橋梁中不達(dá)標(biāo)的地方，增加其穩(wěn)固性和對車輛的承載力。對原有橋梁進(jìn)行加固期間，應(yīng)全面收集橋梁的相關(guān)資料，了解其現(xiàn)狀，再進(jìn)行針對性加固，達(dá)到設(shè)計要求。

4.2 橫梁拼接技術(shù)

(1)橋面相連，下部獨立

為保證橋梁拼寬施工的質(zhì)量，新老橋拼接時應(yīng)嚴(yán)格遵循“橋面相連，下部獨立”的原則。施工過程中，先進(jìn)行新橋下部的搭建，并進(jìn)行下部的橫向連接。完成橋梁橫向拼接后，底面承受的壓力會有所增加，易導(dǎo)致地基出現(xiàn)不同程度的沉陷情況，施工人員可通過增加樁長緩解沉陷狀況。同時，下部結(jié)構(gòu)承受橋梁內(nèi)部壓力也會有所增加，可通過加大橫梁連接部位鋼筋的承壓力，減少內(nèi)壓力對下部結(jié)構(gòu)的影響，達(dá)到延長新橋面使用周期的目的?，F(xiàn)階段，這一橋面拼接技術(shù)廣泛地應(yīng)用于高速公路的高速公路橋梁拼寬施工中，能有效降低預(yù)后公路養(yǎng)護(hù)的難度和工作量。

(2)上下結(jié)構(gòu)相連

橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)均相連，即行新橋梁施工時，先對原有橋梁的路面、地基等結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)考察后，在其基礎(chǔ)上采用鋼筋植入、混凝土澆筑等形式進(jìn)行橫向建設(shè)，使得新舊橋面上下結(jié)構(gòu)連成一個整體，共同受力。但是，在原有橋梁基礎(chǔ)上行橫向拼寬，容易增加橋體對地基的壓力，出現(xiàn)再度沉陷的狀況。下部結(jié)構(gòu)的承受壓力趨于飽和狀態(tài)，系梁、橋臺相接的受用周期會縮短，不僅會降低橋梁的安全度，還會增加后期維修的難度。

上述三種橋面橫向拼寬技術(shù)均存在一定的優(yōu)勢和劣勢，但不論哪種橫向拼寬方式都要求工程完成后，地基沉陷應(yīng)控制在5 mm 內(nèi)。因此，橋梁設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)對原有橋面的考察，根據(jù)其實際情況選擇最優(yōu)設(shè)計方案進(jìn)行橋梁橫向拼寬，提高其實用性。

4.3 鋼筋植入技術(shù)

施工人員進(jìn)行橋面拼接施工時，需要先對原有橋梁側(cè)翼進(jìn)行切割，切除長度至少達(dá)到20cm，清理切割面，與原結(jié)構(gòu)鋼筋交錯鉆孔，清除孔內(nèi)雜物，保證孔道的清潔。進(jìn)行鋼筋置入期間，需要對鋼筋表面進(jìn)行除銹處理，再根據(jù)孔道內(nèi)濕度選擇合適的粘合劑分兩次填充空洞，間隔時間應(yīng)控制在5秒內(nèi)，預(yù)留三分之一孔道不予以粘合劑填充。待粘合劑呈均勻灰色時，可緩慢植入鋼筋，使其與原有結(jié)構(gòu)的鋼筋結(jié)構(gòu)呈回字形，并檢查鋼筋置入是否牢固，并進(jìn)行抗拔試驗。同時，新橋面施工階段，應(yīng)在原有橋面?zhèn)纫砜椎牢恢茫A(yù)留對稱孔道，待鋼筋置入達(dá)標(biāo)后，進(jìn)行后期橋面施工。

4.4 橋梁橋面的橫向施工

由于完成新老橋面的拼接，一定程度上會增加橋體承受的壓力，降低橋梁使用的安全性。因此，施工部門先安裝新老橋面連接部分的中梁，使得新老橋面的部分螺紋鋼筋能夠置入中梁的孔道中。濕接縫是進(jìn)行橋面拼接的重要組成部分，進(jìn)行濕接縫操作時，需要在新橋梁與老橋梁相連的側(cè)翼留置孔道，便于后期使用。主梁施工技術(shù)后，需要停滯施工半年進(jìn)行均載預(yù)壓處理，該方式能夠清楚地觀察新橋梁的橋體變形情況。停滯施工階段，應(yīng)采取相應(yīng)措施對鋼筋進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，預(yù)防其生銹。對新老橋面進(jìn)行施工時，于拼接部位澆筑混凝土，使得新老橋面無縫連接。

5 拼接施工技術(shù)控制

施工中存在的問題及解決方案若下部結(jié)構(gòu)不連接，則新橋與既有橋的下構(gòu)內(nèi)力相互不產(chǎn)生影響。上部結(jié)構(gòu)連接對下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但是上部結(jié)構(gòu)連接后。由于新老橋梁材料特性的差異將產(chǎn)生附加內(nèi)力，由基礎(chǔ)沉降等原因產(chǎn)生的附加內(nèi)力也會使連接部位內(nèi)力增大。在施工中可采用如下措施解決上述問題:為減小新橋基礎(chǔ)沉降量，新橋盡可能采用樁基，并通過加強(qiáng)地基處理、增加樁長或樁徑等措施盡可能減小基礎(chǔ)沉降;既有橋采用擴(kuò)大基礎(chǔ)時要注意新老基礎(chǔ)間的協(xié)調(diào)性。必要時要對原有基礎(chǔ)進(jìn)行加固;針對上構(gòu)自身產(chǎn)生的較大附加內(nèi)力問題，可通過在連接部位增大配筋并改善連接結(jié)構(gòu)的型式來解決。

6 結(jié)束語

公路橋梁拼接加寬技術(shù)是高速公路改擴(kuò)建工程中的技術(shù)重點問題?，F(xiàn)階段，原有的高速公路已經(jīng)無法適應(yīng)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展需要，進(jìn)行高速公路拓寬已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然趨勢。然而，高速公路中橋梁拼接較為復(fù)雜，因此，施工單位施工期間應(yīng)對原有橋面進(jìn)行曲面分析，并綜合考慮地形因素以及對周圍環(huán)境影響，達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

［1］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/TF50－2011)［S］.

［2］混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB50367－2005)［S］.

［3］徐強(qiáng)等.高速公路改擴(kuò)建工程橋涵結(jié)構(gòu)物拼接技術(shù)［M］.人民交通出版社，2011:62－63.