高速公路改擴(kuò)建工程中的橋梁拼寬和加固技術(shù)

文俏壯

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，日益增加的交通量也給公路交通運(yùn)輸帶來了極大挑戰(zhàn)。當(dāng)前，部分在役高速公路橋梁在設(shè)計(jì)和建設(shè)中存在理念滯后、標(biāo)準(zhǔn)過低和建筑材料老化等問題，不僅無法帶來舒適的行車體驗(yàn)，也會(huì)削弱行車安全保障[1]。在高速公路工程項(xiàng)目中，改擴(kuò)建的施工難點(diǎn)在于橋梁的拓寬。通常情況下，項(xiàng)目會(huì)采用加寬橋面或新建橋梁結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)原有橋面的加寬。橋梁拓寬技術(shù)能在保證舊橋正常使用的情況下完成加寬，可有效節(jié)省施工預(yù)算并提高施工效率[2]。但就實(shí)際情況而言，新拓寬的部分橋梁會(huì)在其使用過程中產(chǎn)生與舊橋結(jié)構(gòu)不同的沉降變化，造成橋梁整體出現(xiàn)不均勻沉降差，影響橋梁結(jié)構(gòu)安全性。

一、橋梁縱向錯(cuò)縫與橫向連接設(shè)置

改擴(kuò)建工程為提高施工中橋梁作業(yè)的連續(xù)性，需在施工中根據(jù)工程規(guī)模與施工需求，針對(duì)性地選擇施工技術(shù)。此次施工選擇的技術(shù)為橫向連接技術(shù)，該技術(shù)主要是橋梁結(jié)構(gòu)的錯(cuò)縫設(shè)計(jì)，即在施工中，于橋梁蓋梁位置，開展新舊部位的拓寬處理，再使用植筋的方式澆筑接縫，同時(shí)采用濕法施工，確保施工后的橋梁形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，避免橋梁拼接位置出現(xiàn)斷層或由于承載力不足出現(xiàn)斷裂。施工中應(yīng)注意，如果拓寬部位的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)連接出現(xiàn)問題，或出現(xiàn)無法有效拼接的現(xiàn)象，需在施工過程中保持上部結(jié)構(gòu)連接，通過調(diào)整上部結(jié)構(gòu)拼接的方式，降低橋梁橫向錯(cuò)峰現(xiàn)象。

二、橋梁上部結(jié)構(gòu)拓寬處理

保證橋梁連接工程施工后，開展橋梁上部結(jié)構(gòu)拓寬處理。在施工中，需結(jié)合工程實(shí)際情況加固橋梁邊板，按照植筋的方式加固拼接位置，保證原始結(jié)構(gòu)在具有較高穩(wěn)定性后再拓寬[3]。結(jié)合施工橋梁的特點(diǎn)切除邊梁翼板，加固切除后保留的部位與橋梁肋板的連接。當(dāng)施工中出現(xiàn)邊板失穩(wěn)或承載力不足的現(xiàn)象時(shí)，可以輔助使用鋼板，架設(shè)橋梁橫隔梁錨固，保證橋梁結(jié)構(gòu)整體剛度，延長橋梁使用壽命，避免結(jié)構(gòu)受到負(fù)載現(xiàn)象后出現(xiàn)斷裂或變形。

三、黏貼鋼板及碳纖維復(fù)合材料

通過黏貼鋼板的方式，進(jìn)一步加固拼接部位。施工時(shí)，在待拼接部位均勻涂抹高強(qiáng)度黏稠劑或膠粘劑。在拼接或黏貼時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況施加一定的壓力。保持一段時(shí)間后，即可完成橋梁結(jié)構(gòu)的鋼板黏貼[4]。在上述步驟中應(yīng)注意膠粘劑的使用量，使用量過少會(huì)導(dǎo)致黏貼效果不佳，使用量過多則會(huì)導(dǎo)致膠體溢出。相比其他黏貼技術(shù)，直接黏貼法具有操作簡單、成本低等優(yōu)勢(shì)，在施工時(shí)不會(huì)損壞橋梁原有結(jié)構(gòu)，且所需周期較短。但大部分施工對(duì)象為鋼板構(gòu)件，鋼板構(gòu)件由于長期暴露在大氣環(huán)境中極易出現(xiàn)銹蝕問題，因此需要在完成黏貼施工后定期養(yǎng)護(hù)，保證施工成果。

在此基礎(chǔ)上，使用相同材料，實(shí)施橋梁結(jié)構(gòu)碳纖維材料強(qiáng)補(bǔ)[5]。處理時(shí)需要根據(jù)橋梁整體結(jié)構(gòu)剛度與承載力需求，在施工區(qū)域按照相同步驟涂抹強(qiáng)補(bǔ)粘貼材料。區(qū)別于上述施工，碳纖維材料補(bǔ)強(qiáng)施工需要輔助預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，并根據(jù)材料與拼接部位的韌性，對(duì)不同拼接部位施加不同的預(yù)應(yīng)力，以此保證強(qiáng)補(bǔ)后的施工區(qū)域具有較強(qiáng)的承載力。通過此種方式加固橋梁整體結(jié)構(gòu)，可提高結(jié)構(gòu)可靠性，改善結(jié)構(gòu)受力，避免結(jié)構(gòu)在竣工后出現(xiàn)斷層問題。

四、實(shí)例應(yīng)用分析

通過上述論述，完成橋梁拼寬和加固技術(shù)設(shè)計(jì)后，為驗(yàn)證該技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果，以某高速公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目為例，根據(jù)該項(xiàng)目橋梁開展改擴(kuò)建施工。該高速公路橋梁舊橋橋面寬度為2×12.5m，上部結(jié)構(gòu)由2×13m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板組成，橋面整體連續(xù)；橋墩采用雙柱式，橋臺(tái)采用三柱式，鉆孔灌注樁采用Φ1.3m規(guī)格，該高速公路橋梁通車時(shí)間已經(jīng)超過10年，初期設(shè)計(jì)階段的荷載等級(jí)為汽車-20級(jí)、掛車-120。按照本文上述方法設(shè)計(jì)該橋梁改擴(kuò)建施工方案，并嚴(yán)格按照方案完成施工。施工完畢后，在該高速公路橋梁典型結(jié)構(gòu)上選擇5個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中邊板位置上選擇3個(gè)測(cè)點(diǎn)，中板位置上選擇兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)定各個(gè)測(cè)點(diǎn)上的橫向拉應(yīng)力，為確保在拼寬部分的上緣不會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，需滿足式1要求：

表1 高速公路橋梁拼寬和加固技術(shù)應(yīng)用結(jié)果記錄表

由表1可知，通過拼寬和加固后，高速公路橋梁拓寬在1.1m～4.1m范圍內(nèi)，并且在不同拓寬長度下，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的橫向拉應(yīng)力均符合規(guī)范，代入式1中可使等式成立。因此，通過上述實(shí)例應(yīng)用證明，本文拼寬和加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的拓寬，保證拓寬后的橋梁不會(huì)出現(xiàn)沉降不均勻問題，減少甚至避免橋梁上產(chǎn)生裂縫，對(duì)提高高速公路橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量具有良好促進(jìn)作用。

五、結(jié)語

本文提出了一種全新的橋梁拼寬和加固技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用證明了該技術(shù)的應(yīng)用可行性。其結(jié)果表明，依技術(shù)實(shí)施思路可有效提高橋梁建設(shè)水平，且在一定程度上提升了橋梁施工效率，為高速公路改擴(kuò)建工程提供了技術(shù)參考。