城市既有橋梁與新建橋梁拼寬施工技術(shù)

鐘文林 張小剛

（1.溫州市凱達(dá)交通工程有限公司，浙江 溫州 325401；2.江西省路橋工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330038）

一、工程概況

某市外環(huán)線調(diào)線1標(biāo)，位于某外環(huán)線和津漢路交會(huì)處，是外環(huán)線東北部調(diào)線的起點(diǎn)。S匝道和新建外環(huán)主線1號(hào)橋右幅利用既有的外環(huán)橋進(jìn)行拼寬，1號(hào)橋右幅跨徑組合型式K1～K4為20+23+23+23+20m，K5～K8為33.4+43.04+43.62+35.74m，K9～K11為19.6+22.6+19.6m；S匝道跨徑組合型式K1為23m，K2～K5為39.06+41.926+43.906+27.72m，且跨越津漢地面路、津赤路及地鐵2號(hào)線。梁部為現(xiàn)澆箱梁，箱梁標(biāo)高與老橋相同，梁寬5m，花瓶式墩身，鉆孔灌注樁。梁部翼板連接采用上聯(lián)下不聯(lián)的結(jié)構(gòu)型式，即設(shè)置后澆帶進(jìn)行連續(xù)，加寬部分與舊橋跨徑相同、梁高一致，樁基采用孔底后注漿型式。

圖1.拼寬橋梁橫斷面

新建橋梁與舊橋拼接過(guò)程中，為減少新舊橋梁連接處的附加應(yīng)力，可在新舊橋梁的沉降差、混凝土齡期以及預(yù)應(yīng)力徐變影響等方面采取措施。此外，原有橋梁和新建橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)系處理是新舊橋拼寬施工中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。新舊橋下部結(jié)構(gòu)采用不連接的方式，并對(duì)拼寬橋樁基采用后注漿施工工藝，以免新舊橋基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力互相影響。

二、拼寬橋施工工藝

（一）樁基后注漿

圖2.總體施工流程

后注漿技術(shù)是指在已經(jīng)施工完成的鉆孔灌注樁的樁尖進(jìn)行壓漿施工，其優(yōu)勢(shì)在于能夠提升樁底土體強(qiáng)度、消除樁底軟弱墊層（沉渣）、提高樁基承載力、降低工程造價(jià)、縮短施工工期。本項(xiàng)目拼寬橋部位樁基均采取后注漿施工，施工時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1.依照本工程設(shè)計(jì)圖紙的要求，控制樁基后注漿施工的注漿量（水泥用量）。

2.注漿水泥一般選擇普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P.O.42.5。水灰比為0.45～0.6，細(xì)粒土水灰比選取較大值；粗粒土則選取較小值；當(dāng)密實(shí)度較大時(shí)，取較大值。

3.為避免停止注漿時(shí)，下端注漿部位的漿液出現(xiàn)回流現(xiàn)象，應(yīng)在壓漿機(jī)頂端設(shè)置單向閥；在成樁后8～10小時(shí)內(nèi)進(jìn)行清水霹裂施工，當(dāng)施工過(guò)程中壓力表突然出現(xiàn)明顯下降，表示已成功貫通注漿管底部的混凝土，此時(shí)可停止注水，同時(shí)關(guān)閉單向閥；在成樁7天后注入水泥漿，流量應(yīng)控制在50L/min以下，以便水泥漿液能夠自然地滲入土層中；每根樁的每個(gè)注漿斷面都必須保證一次性注漿完成，如因機(jī)械故障等其他原因無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次性注漿的，應(yīng)嚴(yán)格把控注漿的間隔時(shí)間，最多不得超過(guò)12小時(shí)。樁基后注漿施工應(yīng)當(dāng)分兩次進(jìn)行，第一次注漿量為額定值的80%，2小時(shí)后再注入剩余的20%。

4.為了避免漿液逆流，應(yīng)在壓漿管底部安裝注漿閥，并用橡膠皮包扎，避免水泥漿進(jìn)入管內(nèi)造成管道堵塞，上端應(yīng)采用堵頭進(jìn)行臨時(shí)封口。

5.提高注漿有效性和均勻度；漿液的水灰比不宜過(guò)大，注漿的流量宜小不宜大，注漿的壓力宜低不宜高，注漿的速度宜慢不宜快；對(duì)大面積樁群進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)先灌注外部樁基，再灌注內(nèi)部樁基。

圖3.樁尖壓漿施工示意圖

（二）舊橋護(hù)欄切割及翼緣板破除

1.施工準(zhǔn)備

確保施工現(xiàn)場(chǎng)通水、通電，提前對(duì)切割設(shè)備進(jìn)行降溫處理，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)揚(yáng)塵；采用冷水進(jìn)行切割與破除；為防止施工用水污染周圍環(huán)境，務(wù)必在切割和破除的區(qū)域周圍有序組織排水。

2.切割分塊放線

在切割實(shí)體分塊前，依照設(shè)計(jì)圖紙的要求以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體勘測(cè)情況，對(duì)將要切除的混凝土實(shí)體進(jìn)行設(shè)計(jì)排版，排版之前需要計(jì)算切割塊重量；排版時(shí)，還應(yīng)充分考慮吊裝設(shè)備的起重能力，確保起重設(shè)備荷載能力滿足要求，排版分塊科學(xué)合理。舊橋切割時(shí)，將護(hù)欄從橋面頂切除，護(hù)欄及翼緣板以5m為單位分塊，單塊重約5t。

3.鉆穿繩孔和鉆吊裝孔

鉆穿繩孔：采用金剛石薄壁鉆在每條切割塊上鉆兩個(gè)孔，如果原橋已有泄水孔，可利用原泄水孔進(jìn)行穿繩。

鉆吊裝孔：采用金剛石薄壁鉆將護(hù)欄穿透成孔。

4.安裝繩鋸

固定繩鋸機(jī)及導(dǎo)向輪：采用型號(hào)為M16的螺栓固定繩鋸主腳架和輔助腳架，安裝固定時(shí)，必須確保導(dǎo)向輪的穩(wěn)定性，保證輪的邊緣和穿繩孔中心線對(duì)準(zhǔn)。

安裝繩索：先確定切割形式，然后將金剛石繩索按照此形式有順序地纏繞在主動(dòng)輪和輔助輪上。

5.混凝土護(hù)欄切割

啟動(dòng)液壓馬達(dá)，由主動(dòng)輪帶動(dòng)金剛石繩索，從而實(shí)現(xiàn)混凝土切割施工。在切割過(guò)程中，應(yīng)密切觀測(cè)繩子的緊繃度以及機(jī)座的穩(wěn)定性。

6.翼緣板鑿除

使用風(fēng)鎬進(jìn)行人工鑿除，舊橋的翼緣板懸臂長(zhǎng)度為2m，鑿除的寬度為1m，保留0.5m的舊橋懸臂板鋼筋，用于連接新橋懸臂板鋼筋。

（三）拼寬施工

拼寬施工流程為：測(cè)量放樣→清理橋面→安裝鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土。新舊箱梁懸臂采用剛性連接，舊橋懸臂混凝土鑿除1m，保留舊橋懸臂板鋼筋與新橋懸臂板鋼筋連接，新、舊箱梁懸臂板鋼筋現(xiàn)澆段寬度0.5m，在新橋箱梁施工完成后進(jìn)行現(xiàn)澆段施工。

（四）沉降觀測(cè)

1.觀測(cè)原則

對(duì)拼寬處老橋橋墩及新舊橋接縫處進(jìn)行觀測(cè)，新舊拼縫處每5m設(shè)置一處觀測(cè)點(diǎn)。

（1）觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：橋梁觀測(cè)點(diǎn)統(tǒng)一埋設(shè)于墩柱右側(cè)(面向大里程)，且高于原地面0.5m的位置，將φ14mm的不銹鋼螺栓作為觀測(cè)標(biāo)。

（2）觀測(cè)方法：將相對(duì)高程系作為監(jiān)測(cè)高程系，采用水準(zhǔn)往返測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量，在每個(gè)觀測(cè)日的9時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。

（3）觀測(cè)周期：初期每?jī)芍苡^測(cè)1次，連續(xù)觀測(cè)2次，后期每個(gè)月觀測(cè)1次。最后100日，當(dāng)沉降速率不超過(guò)0.02mm/d，累計(jì)最大沉降量小于2mm，沉降趨于穩(wěn)定時(shí)，即可停止觀測(cè)。

2.觀測(cè)成果

以沉降量最大的S0～S1#箱梁為例，通過(guò)分析觀測(cè)結(jié)果可知，既有橋梁未出現(xiàn)沉降，新建橋梁的最大累計(jì)沉降值為0.8mm，最大沉降速率為0.007mm/d，沉降均勻，且已停止沉降。觀測(cè)設(shè)備及觀測(cè)數(shù)據(jù)均正常，通過(guò)觀測(cè)結(jié)果可知，新建橋梁的累計(jì)沉降量滿足規(guī)范要求，可保證車輛正常通行。

三、結(jié)語(yǔ)

新舊橋梁拼寬采用后澆帶施工后，橋面連續(xù)性好，且橋面最大沉降量?jī)H有0.3mm，滿足橋梁正常使用要求。目前，新舊橋拼寬施工技術(shù)已全面應(yīng)用于天津外環(huán)1標(biāo)項(xiàng)目，該施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了施工進(jìn)度，還極大地保證了原有橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，減少了人工、機(jī)械、材料的投入，實(shí)現(xiàn)了工程安全、質(zhì)量、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益的全面提升。