新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)在高速公路擴建工程中的應(yīng)用

張治文

(保利長大工程有限公司,廣東 廣州 511430)

1 工程概況

開平至陽江改擴建高速公路T1標(biāo)項目起于水口鎮(zhèn),與佛開高速公路終點相接,止于恩城街道辦,全長約57.607 km。本標(biāo)段主線橋梁累計長度為6 810.89 m。主線全線拼寬,跨徑10 m以下采用換板拼接方案,標(biāo)高通過支座及墊石調(diào)整?？鐝?0 m以上中小橋利用橋梁結(jié)構(gòu),通過頂升橋梁、加固和鑿除重鋪鋪裝層進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。本項目為改擴建項目,老項目為雙向四車道,路基頂寬28 m,通過老路兩側(cè)進(jìn)行加寬,兩側(cè)擴寬同時施工,改造成雙向八車道,路基頂寬變?yōu)?2 m,本標(biāo)段內(nèi)共設(shè)互通式立交3處,1處服務(wù)型互通(改建)。本項目橋梁上構(gòu)組織形式有5 m預(yù)制空心板、8 m預(yù)制空心板、10 m預(yù)制空心板、13 m預(yù)制空心板、16 m預(yù)制空心板、20 m預(yù)制空心板、20 m預(yù)制小箱梁和20 m預(yù)制T梁,均存在兩側(cè)拼寬施工。拼接的材料見表1。

表1 拼接主要材料

2 橋梁拼接技術(shù)方案

2.1 5 m、8 m、10 m跨徑橋梁拼接技術(shù)

5 m、8 m、10 m跨徑橋梁A幅先進(jìn)行臨時拼接,待交通轉(zhuǎn)換至B幅時,拆除舊橋梁板進(jìn)行更換,在與新建橋梁板進(jìn)行永久拼接,B幅則直接進(jìn)行永久拼接。5 m、8 m、10 m跨徑橋梁拼接。

2.2 10～20 m空心板單孔橋橋梁拼接技術(shù)

10～20 m跨徑單橋舊橋面要頂升10 cm,首先A幅進(jìn)行臨時拼接,待交通轉(zhuǎn)換至B幅時,A幅舊橋梁板頂升10 cm后與新建橋永久拼接,B幅則直接進(jìn)行永久拼接。

2.3 多孔橋梁拼接技術(shù)

多孔橋拼接方案:A幅直接進(jìn)行永久拼接接縫;B幅則再第一次交通轉(zhuǎn)換時直接進(jìn)行永久拼接。對于首段交通轉(zhuǎn)換段落(K3190+377～K3203+300)A幅拼接采用高聚物混凝土,其他段落的多孔橋A幅拼接采用C70高標(biāo)號普通混凝土,過程中需要封閉舊橋交通,保證拼接混凝土不會因交通擾動而開裂。

2.4 橋梁拼接時防撞護(hù)欄的設(shè)置

防撞護(hù)欄拆除采用金剛石繩鋸機切除,分節(jié)吊裝轉(zhuǎn)運走?；炷磷o(hù)欄采用無振動直線切割拆除方法,翼緣板采用無振動直線金剛石鋸片切割拆除,分段放線,依托工程舊橋混凝土護(hù)欄每隔3～5 m有一套縫,經(jīng)研究,選擇套縫混凝土護(hù)欄一次切除,可省去豎向切割步驟;對護(hù)欄鉆孔時,可采用金剛石薄壁鉆(鉆頭為5 cm),為用于穿孔吊裝施工,需將護(hù)欄鉆透;鉆孔位置選擇在護(hù)欄頂往下30 cm處,兩孔的橫向間距設(shè)為端頭往里80 cm?；炷磷o(hù)欄切割示意圖見圖1。

圖1 植筋工藝流程

2.5 梁板植筋與鉆孔技術(shù)

由于永久拼接鋼筋有部分在梁板腹板位置,因此,在梁板吊裝之前先要進(jìn)行腹板植筋,新建橋梁植筋工作在預(yù)制梁場完成,舊橋植筋要現(xiàn)場施工。為保證拼接效果,新舊橋梁的拼接植筋深度為16 cm。具體施工工藝流程見圖1。

新舊橋梁植筋的具體操作步驟如下。

第一步:對需要植筋部位的混凝土內(nèi)部鋼筋位置進(jìn)行檢查標(biāo)定,確保植筋過程中混凝土內(nèi)鋼筋的完好。

第二步:根據(jù)第一步中的位置標(biāo)定,進(jìn)行鉆孔(鉆孔嚴(yán)禁使用氣錘),鉆孔直徑依據(jù)文獻(xiàn)[9]。

第三步:清孔,鉆孔成批量后,采用硬毛刷逐個清除孔內(nèi)灰塵。植筋前應(yīng)用丙酮或工業(yè)用酒精擦拭孔壁和孔底。

第四步:植筋前,需對鋼筋的規(guī)格以及順直度檢查,并對鋼筋進(jìn)行除銹處理。

第五步:進(jìn)行植筋,為保證植筋的質(zhì)量,需在鉆孔內(nèi)注入孔深2/3的膠黏劑,保證植筋后有少量的膠黏劑外溢。

第六步:靜置固化,待膠黏劑完全固化,與鋼筋整體黏結(jié),方可進(jìn)行植入鋼筋的觸動。

為保證新舊橋梁植筋的施工質(zhì)量,應(yīng)注意植筋質(zhì)量控制的以下要點。

(1)在進(jìn)行植筋前,應(yīng)對植筋施工進(jìn)行模擬,對膠黏劑做抗拔試驗,驗證記錄初凝時間和固化時間。

(2)在進(jìn)行植筋時,嚴(yán)禁在鋼筋上直接涂膠黏劑植入鉆孔的植筋方式。

2.6 臨時拼接鋼筋、模板安裝

首先拆除舊橋外側(cè)防撞護(hù)欄及波形護(hù)欄基座,采用高壓水銑設(shè)備鑿除舊橋邊梁懸臂、舊橋100 cm范圍內(nèi)的整體化層,保留鋪裝層鋼筋和剪力筋,確保了舊橋邊梁懸臂鋼筋不受破壞,提升新舊橋梁搭拼接的整體受力及橋梁拼接質(zhì)量;然后在新舊橋梁板上安裝10 mm厚鋼板,作為底模,然后綁扎拼接鋼筋。

2.7 臨時拼接混凝土澆筑

臨時拼接施工采用汽車吊+漏斗形式,澆筑的混凝土為C30普通混凝土,澆筑至新橋整體化層,與舊橋瀝青層平齊,表面需要硬刻槽保證A幅轉(zhuǎn)換時行車安全。

2.8 永久拼接鋼筋安裝

將臨時拼接鋼筋拆除,10 mm厚鋼板移除,綁扎永久拼接鋼筋。

2.9 永久拼接模板安裝

永久拼接混凝土澆筑到梁板頂部以下35 cm,拼接鋼筋安裝完成后,提前根據(jù)拼縫寬度加工好模板,利用欄桿反吊在橋面上,模板與預(yù)制梁腹板間縫隙采用泡沫膠封堵,保證澆筑過程不漏漿。

2.10 永久拼接混凝土澆筑

永久拼接施工和臨時拼接施工采用同種施工形式,混凝土材料采用高性能聚合物,澆筑至新橋整體化層,與舊橋瀝青層平齊,表面需要拉毛處理保證與后續(xù)路面鋪裝層之間有很好的粘結(jié)。

永久拼接采用C70高標(biāo)號普通混凝土,施工過程中為防止舊橋行車擾動;需要臨時封閉交通10 h,混凝土澆筑盡量選擇車流量小的夜晚進(jìn)行施工。

永久拼接為保證質(zhì)量,拼接前需要提前對界面進(jìn)行處理,通過先對舊混凝土清鑿干凈,漏出新鮮骨料,再用高壓水槍沖洗干凈,并在拼接前對舊混凝土界面涂刷界面膠;保證新舊混凝土連接良好。

3 拼接質(zhì)量保證措施

改擴建工程新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)的質(zhì)量控制重點是交通通行過程中進(jìn)行梁板拼接,如何減少車輛通行震動對拼接的影響,確保拼接混凝土不開裂。

(1)臨時拼接縫混凝土質(zhì)量控制

①加強原材料控制

a砂、石料、水泥的質(zhì)量控制。

砂、石料必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢查,包括外觀和試驗檢測,水泥必須經(jīng)過試驗檢測合格且必須有出廠合格證書。以上材料必須經(jīng)過嚴(yán)格控制,確?；炷恋馁|(zhì)量。

b外加劑

外加劑需經(jīng)過試驗檢測合格后方可使用,其用量必須按設(shè)計的配合比進(jìn)行控制。

②混凝土配合比的要求

混凝土配合比需經(jīng)過多組試驗對比,選擇最優(yōu)配合比作為混凝土的施工配合比,混凝土材料中水泥和水的使用誤差控制在±1%,骨料的使用誤差控制在±2%以內(nèi)。

③混凝土剛度控制

通過設(shè)計優(yōu)化,加強混凝土剛度,通過兩個方面進(jìn)行。

a提高混凝土標(biāo)號,可將臨時拼接混凝土標(biāo)號采用C35,提高混凝土強度同時又便于后期拆除進(jìn)行永久拼接;

b設(shè)置兩層鋼筋網(wǎng),加強混凝土剛度及強度,確?；炷恋哪途眯?。

(2)永久拼接混凝土控制

根據(jù)本項目施工特點,橋梁永久拼接需在交通通行過程中進(jìn)行,施工完成后需滿足混凝土結(jié)構(gòu)無裂縫的存在。

①優(yōu)化設(shè)計,采用UEA高性能混凝土聚合物,確?；炷猎鐝?滿足通行過程中混凝土不開裂要求。

②永久拼接縫施工選擇時間在晚上車輛通行少的時間段進(jìn)行,減少混凝土強度起來過程中擾動的影響。

③對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控,對混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,嚴(yán)格執(zhí)行先檢后用。

④拼接混凝土采用C70高標(biāo)混凝土,提前做配比試驗,確保混凝土早期強度足夠,同時微膨脹能夠補償收縮。

4 結(jié) 論

針對新建橋梁與舊橋拼接施工技術(shù)在高速公路擴建工程中的應(yīng)用開展了研究,主要針對小跨徑橋梁、單孔空心板橋和多孔橋梁的拼接技術(shù)進(jìn)行設(shè)計研究,提出三種橋型的拼接施工技術(shù)。采用本項橋梁拼接施工技術(shù)對新舊橋梁進(jìn)行拼接,簡化了施工步驟,采用高壓水銑設(shè)備鑿除舊橋邊梁懸臂及舊橋舊橋100 cm范圍內(nèi)的整體化層的施工工藝,減少了對原舊橋鋼筋結(jié)構(gòu)的破壞,使橋梁整體植筋量減少,不僅降低工程造價,而且使新舊橋梁的拼接施工更加簡便,保證了新舊橋梁拼接施工質(zhì)量。在施工過程中,最大程度地減小對既有交通的影響,社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著,該項施工技術(shù)指導(dǎo)依托工程施工,效果良好。由此,依托實際工程提出的新舊橋梁拼接施工技術(shù)可為今后高速公路擴建工程中的同類型工程施工提供有利的參考和借鑒。