公路改擴(kuò)建既有橋梁拼寬施工技術(shù)

魏江寧

摘要：我國(guó)對(duì)于拼寬橋的研究起步較晚，最早是進(jìn)行T梁和空心板梁橋的拼寬，在進(jìn)行拼寬時(shí)將新舊橋梁通過濕接縫和橫隔板等進(jìn)行連接，后期運(yùn)行過程中會(huì)存在沉降等問題。為解決拼寬橋帶來的問題，我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了研究。通過有限元分析了T梁橋拼接后上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化，通過對(duì)橋梁的橫向力分布系數(shù)進(jìn)行計(jì)算表明提高剛度可降低橋梁內(nèi)部應(yīng)力。通過研究表明基礎(chǔ)沉降對(duì)箱梁的受力影響最大，且發(fā)生沉降最不利位置為邊跨和中跨支點(diǎn)。通過研究橋梁的收縮徐變產(chǎn)生的內(nèi)力變化，結(jié)果表明半剛性連接，結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力較小，剛性連接橋梁的穩(wěn)定性能良好。通過以上內(nèi)容研究使我國(guó)的拼寬橋梁得到了較快的發(fā)展，但該類問題仍然存在不足，因此本文對(duì)這些問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：橋梁拼寬;收縮徐變;施工技術(shù)

隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁建設(shè)越來越重要。出于節(jié)約用地以及保護(hù)環(huán)境的目的，我國(guó)開始進(jìn)行拼寬橋梁的建設(shè)。橋梁拼寬是公路改擴(kuò)建的重要組成部分?；诖耍槍?duì)拼寬橋梁進(jìn)行了分析研究。主要內(nèi)容包括：橋梁的拼寬方案、影響橋梁拼寬技術(shù)的因素，同時(shí)依據(jù)實(shí)際工程對(duì)大中橋拼寬的設(shè)計(jì)施工技術(shù)進(jìn)行了方案分析、施工技術(shù)分析等，總結(jié)出了橋梁拼寬過程中的關(guān)鍵技術(shù)。為橋梁拼寬的設(shè)計(jì)和施工提供了理論基礎(chǔ)和分析方法。

1橋梁拼寬原則

橋梁在拼寬過程中應(yīng)保證新舊橋梁在運(yùn)營(yíng)過程中保持協(xié)調(diào)變形，沉降一致，且保證橋梁不發(fā)生過大的不均勻沉降。為保證工期的進(jìn)展應(yīng)與道路共同施工。本文通過以下幾點(diǎn)詳細(xì)表明橋梁拼寬的主要施工原則和理論基礎(chǔ)：

（1）橋梁在完成拼寬施工后，應(yīng)對(duì)其性能進(jìn)行分析，保證橋梁具有足夠的承載能力及穩(wěn)定性。保證新舊橋梁能夠協(xié)調(diào)變形，不會(huì)出現(xiàn)新病害。

（2）新舊橋梁在進(jìn)行施工時(shí)，橋梁的荷載等級(jí)以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一。在對(duì)拼寬橋進(jìn)行設(shè)計(jì)施工前，應(yīng)對(duì)原橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和性能驗(yàn)算。使原橋結(jié)構(gòu)滿足承載力的要求[4]。

（3）在橋梁結(jié)構(gòu)中，橫隔板的作用是對(duì)梁板進(jìn)行橫向連接，使新舊橋之間發(fā)生較小的不均勻沉降，保證橋梁的整體穩(wěn)定性。橫隔板的優(yōu)點(diǎn)為：強(qiáng)度高、剛度大、能承受較大的主梁荷載。主要缺點(diǎn)有：柔性差、協(xié)調(diào)變形能力差，施工過程中易出現(xiàn)應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞。因此橋梁拼寬時(shí)可利用邊梁代替。

2工程概況

本文以某一級(jí)公路中的橋梁施工段為例，通過對(duì)項(xiàng)目所在進(jìn)行實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目為兩相鄰省間的重要交通紐帶，目前交通流量逐年增長(zhǎng)，如今已達(dá)51003pcu/日，交通流量遠(yuǎn)大于道路的服務(wù)水平，因此，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)多種病害。橋梁的主要病害有：①橋梁結(jié)構(gòu)分為左幅和右幅，兩幅橋梁的建設(shè)時(shí)間、建設(shè)工期不同，因結(jié)構(gòu)需要致使兩幅橋梁的跨徑和形式不一致。自橋梁通車后，左右幅橋梁的交通量不同，因此病害的程度存在一定的差異。②不同大小的橋涵，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不一致，通道凈空不同。導(dǎo)致橋梁的梁板出現(xiàn)混凝土脫落、鋼筋裸露的現(xiàn)象。③項(xiàng)目中的長(zhǎng)聯(lián)橋未進(jìn)行約束，導(dǎo)致支點(diǎn)處的混凝土出現(xiàn)受拉開裂病害，為改造方案增加了難度。

2.1長(zhǎng)聯(lián)橋改造方案

原橋的建造時(shí)間較長(zhǎng)，拼寬橋相對(duì)較短，由于建造時(shí)間的差異，隨著使用年限的增長(zhǎng)，最終會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的收縮徐變，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在齡期差。成橋后，拼寬橋會(huì)沿橫橋方向發(fā)生較大程度的撓曲變形。在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工時(shí)應(yīng)對(duì)該類問題引起足夠的重視。針對(duì)較大程度的收縮徐變，文章的解決方案擬采用以下兩種：

（1）為保證橋梁間能夠協(xié)調(diào)變形，應(yīng)對(duì)混凝土收縮徐變引起的橫向撓度進(jìn)行控制，該方案采用的解決方式是對(duì)長(zhǎng)聯(lián)橋進(jìn)行解聯(lián)。

（2）對(duì)長(zhǎng)聯(lián)橋的梁板、帽梁進(jìn)行拆除。對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除時(shí)的主要施工順序?yàn)椋簩?duì)原結(jié)構(gòu)的梁板、帽梁構(gòu)件進(jìn)行拆除→對(duì)墩柱、樁基等結(jié)構(gòu)進(jìn)行新建→對(duì)帽梁進(jìn)行整體澆筑→對(duì)上部梁板進(jìn)行鋪設(shè)。該方案的優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，解決了長(zhǎng)聯(lián)橋存在的病害。缺點(diǎn)：造價(jià)高投入大，環(huán)境污染大。

2.2橋梁拼寬施工

（1）拆除梁板

文章所依托項(xiàng)目為拼寬橋梁，橋梁拼寬過程中應(yīng)保證原橋的通行能力。在進(jìn)行原橋結(jié)構(gòu)拆除時(shí)，應(yīng)對(duì)中央分隔帶進(jìn)行安全網(wǎng)的布置。在進(jìn)行橋梁拆除時(shí)，主要施工順序有：拆除抗震結(jié)構(gòu)以及護(hù)欄→濕接縫清理→腹板和鋼筋的拆除。

（2）施工測(cè)量

在上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，對(duì)頂面高程和位置影響會(huì)產(chǎn)生較大影響的因素有：橋面鋪裝的厚度、橋梁的橫坡。針對(duì)以上影響因素，橋梁拼寬施工時(shí)，應(yīng)對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行坐標(biāo)定位以及高程測(cè)量。橋梁拼寬施工前，應(yīng)對(duì)另一幅橋梁（原結(jié)構(gòu)）的墩頂高程、垂直度等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。橋梁結(jié)構(gòu)在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的拼寬施工時(shí)，應(yīng)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)的高程進(jìn)行控制。

（3）下部結(jié)構(gòu)施工

橋梁進(jìn)行施工改造時(shí)，應(yīng)注意以下問題：因結(jié)構(gòu)需要使得凈空不足，需拆除蓋梁。下部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，主要采用的切割方法為繩鋸切割。局部構(gòu)造因項(xiàng)目需要進(jìn)行人工鑿除并焊接鋼筋。本項(xiàng)目中的墩柱的高度范圍設(shè)置在4～8m內(nèi)，對(duì)于需要接高的墩柱，可在此基礎(chǔ)上對(duì)混凝土進(jìn)行破除，破除厚度為80cm，最后進(jìn)行接高處理。項(xiàng)目在中心樁號(hào)為K122+523段的墩柱高度僅為2m，進(jìn)行破除混凝土處理后的墩柱高度僅為1m，此時(shí)的墩柱利用價(jià)值較小，因此這種矮墩柱進(jìn)行處理的方式應(yīng)為整體拆除。系梁存在嚴(yán)重缺陷的應(yīng)一起拆除，同墩柱重建。

（4）蓋梁加固施工

橋梁拼寬設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁加寬的尺寸比原橋的尺寸大很多，因此結(jié)構(gòu)的自重也會(huì)增加。原橋結(jié)構(gòu)中，蓋梁為T梁結(jié)構(gòu)，數(shù)量為6片。通過結(jié)構(gòu)計(jì)算可知：原橋T梁端部的抗剪強(qiáng)度較低，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)該處進(jìn)行重點(diǎn)考慮。主要設(shè)計(jì)方法為：清除蓋梁保護(hù)層，使鋼筋全部裸露在空氣中，然后在對(duì)蓋梁進(jìn)行混凝土清除，直到漏出鋼筋骨架。然后鋪設(shè)植筋和鋼筋網(wǎng)，最后澆筑混凝土，使蓋梁的結(jié)構(gòu)完整。

（5）沉降控制技術(shù)

通過對(duì)沉降觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，最終得出：橋墩發(fā)生沉降過程中變化無規(guī)律可循，整個(gè)沉降過程中的平均沉降值約為1.55mm。梁體自重導(dǎo)致橋墩發(fā)生沉降增加的數(shù)值較小，約為0.2～0.4mm。梁板施工后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)橋梁的新舊結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體拼接，拼接進(jìn)行時(shí)間為一期恒載完成6個(gè)月以后。為降低橋梁的不均勻變形，使新舊橋梁協(xié)調(diào)變形，應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行預(yù)壓處理。文章中采取的主要防治措施有以下幾點(diǎn)：對(duì)拼寬橋梁的濕接縫和橫隔板進(jìn)行施工，使其與梁板形成整體結(jié)構(gòu)。同時(shí)原橋也進(jìn)行該方法施工。在保證工期的前提下，對(duì)拼寬橋與原橋間的濕接縫、橫隔板以及墩頂端橫梁的鋼筋進(jìn)行焊接，而不進(jìn)行混凝土的澆筑。在對(duì)新舊橋梁間進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)對(duì)沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，防止因二者間的不均勻沉降導(dǎo)致橋梁發(fā)生縱向裂縫。

3結(jié)語

本文通過對(duì)拼寬梁橋進(jìn)行分析研究，最終得出以下結(jié)論：（1）對(duì)橋梁拼寬施工和設(shè)計(jì)影響程度最大的是混凝土收縮徐變、基礎(chǔ)不均勻沉降。（2）拼寬施工時(shí)，主要測(cè)量位置為縱向高程和平面位置;拼寬施工時(shí)的主要施工步驟為下部結(jié)構(gòu)施工和蓋梁加固。通過進(jìn)行沉降觀測(cè)來防止病害的產(chǎn)生。

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