高速公路改擴建工程橋梁拼接關(guān)鍵技術(shù)研究

李志軍

（遼寧省交通規(guī)劃設計院 沈陽市 110166）

高速公路改擴建工程橋梁拼接關(guān)鍵技術(shù)研究

李志軍

（遼寧省交通規(guī)劃設計院 沈陽市 110166）

以沈山高速公路擴建工程為背景，對高速公路橋梁拓寬中所遇到的若干技術(shù)問題進行探討，主要包括橋梁拼接的主要形式、橋梁拼接設計要點、橋梁上部梁板的連接、橋梁拼接關(guān)鍵施工技術(shù)，可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

高速公路改擴建；沉降差；上連下不連；橋梁拼接

1　概述

高速公路改擴建工程橋梁設計，隨著橋梁結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)造的不同，其技術(shù)特點和難點也不盡相同，我們提倡因地制宜，結(jié)合橋梁改擴建工程的特點，靈活掌握，采用成熟、合理的工程技術(shù)。

橋梁的基礎(chǔ)工程普遍受新舊基礎(chǔ)沉降差異的影響，進而影響著橋梁拼接加寬的結(jié)構(gòu)受力。尤其是預應力混凝土梁橋，新舊預應力混凝土的變形對橋梁拼接施工具有重大的影響。新舊橋梁拼接區(qū)域的構(gòu)造及施工技術(shù)直接影響著橋梁拼接區(qū)域的細部構(gòu)造和施工質(zhì)量。預應力混凝土連續(xù)箱梁、T梁拼接加寬的影響因素更為復雜，如新舊梁混凝土收縮、徐變差異、基礎(chǔ)沉降、拼接連接型式和拼接部位荷載作用等，因此，結(jié)構(gòu)分析計算非常重要。

2　橋梁拼接的主要形式

2.1新舊橋梁采用上、下部結(jié)構(gòu)均不連接的方式

“上下不連”的方式適應大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確保“邊加寬、邊通車”。施工難度小，上部梁板不同步變形將會造成連接部位瀝青鋪裝層破壞形成縱向裂縫。邊梁板直接承受車輪荷載，受力大且不利。曾經(jīng)在廣佛高速公路擴建中采用。新老結(jié)構(gòu)之間留工作縫，橋面瀝青混凝土鋪裝連續(xù)攤鋪

2.2新舊橋梁采用上、下部結(jié)構(gòu)均連接的連接方式

“上下均連”的方式不適應大交通量情況下不中斷交通的橋梁拼寬，連接時需外側(cè)封道，影響交通。加寬橋與原橋之間聯(lián)系成為整體，減小各種荷載作用下新老橋連接處產(chǎn)生過大的變形。但加寬橋基礎(chǔ)沉降大于老橋沉降時，產(chǎn)生的附加內(nèi)力較大，將會使下部構(gòu)造中帽梁、系梁等連接處產(chǎn)生裂縫，上部連接處也可能產(chǎn)生裂縫。

2.3新舊橋采用上部連接，下部分離的連接方式

“上連下不連”的方式適應大交通量情況下不中斷交通的新的拼寬方法，可有效確?！斑吋訉挕⑦呁ㄜ嚒?。加寬橋與原橋的下部結(jié)構(gòu)相互不產(chǎn)生影響，上部構(gòu)造連接對下部構(gòu)造產(chǎn)生的內(nèi)力影響很小。但新老橋下部的不均勻沉降將直接影響上部結(jié)構(gòu)拼接位置的受力。充分考慮新老橋梁拼接部位兩側(cè)梁的變形和剛度協(xié)調(diào)一致，采用下部分離，上部結(jié)構(gòu)相鄰梁板剛性連接，避免出現(xiàn)縱向接縫。

3　橋梁拼接設計要點

高速公路拓寬工程中一個特點是“邊施工、邊通車”，橋梁拓寬工程也要做到保證道路的基本正常通行。為此需要根據(jù)不同的橋梁梁板形式采用相應的工程措施，使梁板的拼接既保證了工程質(zhì)量同時也保證了正常的通車營運。

（1）采用措施提高橋梁的橫向聯(lián)系，使新舊橋梁協(xié)同受力—上部梁板橫向剛接，對T梁、小箱梁等增設橫隔板。

（2）設計考慮對新橋基礎(chǔ)留有一定量的富余承載力，原橋為淺基礎(chǔ)的，如為可壓縮性土，新橋可采用樁基。樁基礎(chǔ)施工時嚴格控制沉淀層厚度，以便降低沉降量，減少新舊橋梁的沉降差。

（3）新橋上部梁板應盡早安裝，并盡可能推遲新舊橋梁拼寬濕接縫混凝土的澆注時間，以使新建橋梁的大部分樁基沉降、混凝土收縮徐變能夠完成。

（4）拼寬橋梁的上部結(jié)構(gòu)，采用上部結(jié)構(gòu)連接的形式進行梁板拼接，新拼接橋梁的跨徑、梁（板）形式、高度上一般情況下盡可能與老橋保持一致，以減少新舊橋上部剛度差。

（5）拼接采用新老橋行車道梁板剛性連接的方式，但是，采用此方法的施工難點是在接縫混凝土現(xiàn)澆施工后到需要的強度期間，車輛荷載不能作用在相應的會引起位移的梁板上，因此常規(guī)上應該封閉交通，車輛改由另一幅雙向行駛，為減少對通車的影響，應確定合適的澆注方式、澆注時機和先進的工藝、材料等。

4　橋梁上部梁板的連接

為滿足“邊施工、邊通車”的需要，空心板梁的連接采用方法是：拆除老橋外側(cè)護欄及邊板懸臂，在老橋外側(cè)邊板上種植連接鋼筋，連接鋼筋與新板預埋鋼筋進行焊接，然后連接老橋與新拼橋的橋面鋪裝鋼筋。

拆除老橋外側(cè)護欄，鑿除老橋外側(cè)邊梁的外翼板混凝土，保留翼板內(nèi)鋼筋，在對應的橫隔梁位置種植外側(cè)橫隔梁鋼筋，立?，F(xiàn)澆外側(cè)橫隔梁，安裝拼寬橋梁的工、T、空心板梁，用鋼板和高強螺栓連接拼接處兩側(cè)梁的橫隔梁，完成拼寬橋梁間的橫隔梁連接，再立模澆筑拼接處現(xiàn)澆橋面板。完成新老橋梁間的直接連接。拼寬后，新橋混凝土徐變作用可使老橋跨中、支點的彎矩作用變大，但徐變作用效應占設計內(nèi)力比重不大。新拼接部分的收縮引起軸力和橫向彎矩作用，橫向彎矩數(shù)值較小，可忽略。軸力引起的最大拉應力較小，影響不大。在新、舊T梁間加設橫隔梁后，新、舊T梁間橋面板受力和裂縫寬度均較小。新舊基礎(chǔ)整體沉降差作用下端橫隔梁的受力最不利，新舊混凝土收縮徐變作用下，一聯(lián)兩端的橫隔梁受力最不利。

5　橋梁拼接關(guān)鍵施工技術(shù)

5.1防撞墻

防撞墻采用切割工藝予以拆除，嚴禁使用風鎬等拆除設備，以防止對原有上部梁板造成損壞。

5.2橋面鋪裝

（1）新橋橋面鋪裝混凝土宜先期澆注，預留橫向鋼筋與舊橋連接。

（2）原橋面混凝土鋪裝層可采用風鎬等進行鑿除，出露的原梁板頂面必須充分鑿毛，并有一定的凸凹度（一般不小于6mm），植入剪力鍵鋼筋，進行充分沖洗后鋪設鋼筋網(wǎng)（連接縫處橫向鋼筋應加強），后澆注連接縫處鋪裝混凝土，并進行充分養(yǎng)護。

（3）連接縫處鋪裝混凝土應采用補償收縮混凝土，為提高鋪裝混凝土耐久性（抗腐蝕和耐凍性），減少收縮裂縫，建議新澆注混凝土中摻加硅灰和聚丙烯纖維。

（4）如原橋鋪裝混凝土出現(xiàn)開裂、受鹽腐蝕或梁板鉸縫滲水嚴重、個別梁板破損嚴重，需要更換等問題時，建議原橋橋面混凝土全部鑿除，并鑿除原梁板間鉸縫混凝土，重新澆注。

（5）鋪裝混凝土施工應選擇合適的溫度，夏天時應選擇當天低溫時施工，澆注后，應及時灑水并覆蓋養(yǎng)護，防止混凝土干縮裂縫。

（6）鑿除鋪裝混凝土時，如對原空心板頂板造成破壞，應查清空心板板頂厚度不足范圍，并全部鑿除，安裝底模后澆注混凝土修復。

5.3濕接縫

為保證行車狀態(tài)下澆注混凝土的質(zhì)量，在澆注縱向接縫混凝土之前，臨時用型鋼固定縱向接縫兩側(cè)新、老梁板，隨后澆注縱向接縫及橋面鋪裝混凝土，待混凝土達到設計強度，拆除臨時固定的型鋼，從而實現(xiàn)新、老橋間的直接連接。

5.4橋梁下部拼接施工工藝

（1）新舊橋均為樁基礎(chǔ)時，新舊樁基應有相應的安全距離，臨近舊樁基礎(chǔ)施工，當距離較近時，應慎用沖擊鉆，以減少對舊樁的擾動。

（2）老橋為擴大基礎(chǔ)，且埋置較淺時，新橋如采用淺基，其開挖深度大于原基礎(chǔ)基底時，應采取臨時支擋和防護措施，減少對原基礎(chǔ)的不利影響。

（3）當原橋墩臺基礎(chǔ)出現(xiàn)病害時，應探明其病害產(chǎn)生原因，新橋墩臺基礎(chǔ)應采取措施消除其病害外因，確保新橋安全，同時對原橋基礎(chǔ)進行補強處理。

（4）輕臺、U臺加寬，由于新舊臺間設置斷縫，為防止臺后路基水滲出，斷縫應設置止水帶，同時臺后應設置完善的橫向排水設施。

（5）原有輕臺出現(xiàn)豎向裂縫的，應根據(jù)裂縫形態(tài)分析其產(chǎn)生原因，對結(jié)構(gòu)性裂縫，嚴重的應對原臺身進行加固補強，輕微的和非結(jié)構(gòu)性開裂，應予以耐久性補強維修。

（6）結(jié)構(gòu)性病害主要可以通過臺后注漿、臺前臺身局部或全部增設補強層進行加固補強。

輕微的結(jié)構(gòu)性病害（包括局部破損、腐蝕和裂縫）和非結(jié)構(gòu)性裂縫可通過局部修補和裂縫封閉進行補強維修，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

［1］ 中華人民共和國交通運輸部.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［2］中華人民共和國交通運輸部.JTG D60-2015公路橋涵設計通用規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2015.

［3］中華人民共和國交通運輸部.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Research on Key Technology of Bridge Joining for Reconstruction and Extension Project of Expressway

LI Zhi-jun
（Liaoning Provincial Transportation Planning and Design Institute，Shenyang 110166，China）

Taking the reconstruction and extension project of Shenshan Expressway as the background，some technological problems in bridge widening of expressway are discussed，mainly including main form of bridge joining，design points of bridge joining，connection of upper beam plate of bridge，and key construction technology of bridge joining，thus providing reference for relevant personnel.

Reconstruction and extension of expressway；Differential settlement；Connected upper part and unconnected lower part；Bridge joining

U445.6

B

1673-6052（2016）03-0013-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.005