改擴(kuò)建項(xiàng)目中拼寬橋梁的橫坡處置

張滄海 張小剛 惠 丕

(1.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710075； 2.中交瑞通路橋養(yǎng)護(hù)科技有限公司，陜西 西安 710000)

1 概述

某橋?yàn)槟掣臄U(kuò)建項(xiàng)目中一座拼寬橋梁，原橋跨徑組合為6×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板梁，原橋上部結(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板梁，橋面連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)采用圓柱式橋墩，肋板臺(tái)，墩臺(tái)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。整體拼寬方案為在原橋兩側(cè)拼寬8.25 m，拼寬上部采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板梁，橋面連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)采用圓柱墩、肋板臺(tái)。原橋橫坡采用雙幅雙向坡設(shè)計(jì)，改擴(kuò)建后路線在此處設(shè)計(jì)為超高段，拼寬后橫坡采用單向坡設(shè)計(jì)。拼寬部分橋梁按照新路線標(biāo)高設(shè)計(jì)并施工，由于施工時(shí)未考慮原橋處雙向橫坡影響，導(dǎo)致其中半幅橋施工后與原橋梁銜接處最大高差達(dá)40 cm之多。

2 處置措施

原有橋面與拼寬橋面最大高差達(dá)40 cm，若通過(guò)調(diào)平層來(lái)調(diào)整高差，則原橋二期恒載增加較多，原有結(jié)構(gòu)受力無(wú)法滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)計(jì)算要求。從受力角度考慮，應(yīng)采取在封閉半幅交通的情況下，整體抬升原有橋梁空心板的方法來(lái)消除高差。整體抬升原有橋梁空心板的方案有兩種：

方案一：拆除原橋橋面系、解除空心板鉸縫，將梁體吊離橋墩臺(tái)(或頂升梁體)，加高墩臺(tái)墊石，梁體歸位，重新澆筑鉸縫，恢復(fù)橋面系。其中頂升梁體須預(yù)留足夠的施工空間，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

方案二：拆除原橋橋面系、舊空心板、橋墩蓋梁和橋臺(tái)臺(tái)帽，重新澆筑蓋梁和臺(tái)帽，安裝新空心板，恢復(fù)橋面系。拆除舊空心板的同時(shí)按照新標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制新空心板，以縮短施工工期。

方案對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 方案對(duì)比表

綜上可知，以上兩套施工方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，方案一較方案二更經(jīng)濟(jì)、相對(duì)綠色環(huán)保；方案二較方案一施工簡(jiǎn)單，安全風(fēng)險(xiǎn)較小。

3 施工階段承載能力驗(yàn)算

方案一需要先銑刨橋面鋪裝，然后解除原空心板鉸縫及負(fù)彎矩鋼筋，再整片梁吊離蓋梁(整體頂升方案施工風(fēng)險(xiǎn)稍大，在條件受限制情況下采用)。因此需要對(duì)空心板在吊裝和運(yùn)營(yíng)階段分別進(jìn)行驗(yàn)算。吊裝施工、運(yùn)營(yíng)階段均采用單梁模型計(jì)算，采用空間有限元程序?qū)招陌鍐瘟哼M(jìn)行建模計(jì)算分析，主梁采用梁?jiǎn)卧Ｐ褪疽鈭D如圖1所示。

施工順序?yàn)椋恒娕僭瓨驗(yàn)r青鋪裝層→切割空心板鉸縫并鑿除橋面現(xiàn)澆層→吊離原梁另外場(chǎng)地存放→鑿除原有墊石，重新澆筑→ 吊回原梁就位并澆筑鉸縫混凝土→重新澆筑橋面現(xiàn)澆層及瀝青鋪裝層。

按照施工順序建模，按照2015年版通規(guī)分施工階段和運(yùn)營(yíng)階段驗(yàn)算主梁承載能力，其中施工階段原梁考慮1.2倍吊裝動(dòng)載系數(shù)，吊索(吊點(diǎn))根數(shù)取2，結(jié)果如表2所示。

表2 空心板抗彎承載力計(jì)算

從上述計(jì)算結(jié)果可以看出，原橋邊板、中板在施工中吊裝階段和成橋階段抗彎承載能力均滿(mǎn)足JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，且截面承載能力均有較大安全儲(chǔ)備。

方案二采用新建標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具體計(jì)算可參考最新版部頒通用圖集及相關(guān)計(jì)算文件。

4 施工影響因素

1)墊石和混凝土三角墊層施工時(shí)，需要有一定的施工空間，在可以選擇吊離主梁和頂升主梁兩種方案進(jìn)行時(shí)，優(yōu)先選擇吊離主梁施工，以減少施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

2)施工前應(yīng)對(duì)抗震錨栓和主梁是否澆筑在一起進(jìn)行調(diào)查。若澆筑在一起，采用繩鋸將錨栓逐根切斷，然后再進(jìn)行梁體吊離施工。墊石施工完成后，在原蓋梁或者臺(tái)帽錨栓旁重新打孔安裝抗震錨栓，重新吊裝空心板時(shí)要精準(zhǔn)定位抗震錨栓。

3)采用吊離主梁方案進(jìn)行施工時(shí)，在橋梁周?chē)鷳?yīng)建設(shè)存梁場(chǎng)地，且存梁場(chǎng)地必須進(jìn)行硬化處理，防止梁體在存放過(guò)程中變形。梁體存放時(shí)間建議不超過(guò)60 d。

4)若采用頂升梁體的方法澆筑墊石等構(gòu)件，施工空間小時(shí)可以在蓋梁或臺(tái)帽上架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)牛腿，然后在牛腿上放置千斤頂，頂升梁體。以上施工過(guò)程必須進(jìn)行施工監(jiān)控，以確保頂升梁體的穩(wěn)定性。

5)在吊裝原橋空心板前，應(yīng)對(duì)主梁進(jìn)行編號(hào)以便于重新安裝；同時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確按照設(shè)計(jì)標(biāo)高定位放樣，若存在偏差應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行下一步施工。

6)原橋空心板解除鉸縫過(guò)程中，可先采用盤(pán)鋸切割，再人工或使用小型機(jī)械將原鉸縫混凝土徹底鑿除，避免動(dòng)用大型機(jī)械進(jìn)行破拆而造成原橋梁板損傷。

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁改擴(kuò)建設(shè)計(jì)較新建橋梁設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，實(shí)際橋梁在改擴(kuò)建時(shí)很可能已經(jīng)維修加固過(guò)，或者橋面加鋪過(guò)；收集到的竣工圖與實(shí)際橋梁在幾何尺寸、縱橫坡、標(biāo)高上會(huì)存在一定的偏差，改擴(kuò)建設(shè)計(jì)時(shí)一定要加強(qiáng)以上問(wèn)題的復(fù)核。改擴(kuò)建項(xiàng)目中拼寬橋梁的橫坡調(diào)整問(wèn)題比較常見(jiàn)，本文中提供了兩種方案在調(diào)整橋梁橫坡時(shí)均可達(dá)到預(yù)期效果，施工中選取哪種方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及施工影響因素等擇優(yōu)選擇，制定出符合實(shí)際的施工方案。

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