橋梁加寬改造中新舊橋梁拼接技術

文 / 商河縣公路事業(yè)發(fā)展中心 俎金勇

在老舊橋梁加寬改造過程中，新舊橋梁拼接技術十分復雜。拼接質(zhì)量是后期橋梁運行的基本保障。該文通過對預制空心板和預制箱梁上部結(jié)構(gòu)不同加寬拼接技術方案進行對比研究，確定最佳拼接方案及關鍵技術。

新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接的施工技術研究

根據(jù)我國橋梁結(jié)構(gòu)的使用需求，需要對舊橋進行拼寬。之前橋梁形式多為預應力混凝土梁式橋，其上部結(jié)構(gòu)主要組成以先張法預應力空心板梁、后張法預應力混凝土T梁以及預應力連續(xù)梁橋為主。因此新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接研究對象主要為預應力混凝土梁橋，在進行新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接設計時，需要從兩個方面考慮。一方面是預應力混凝土梁橋拼接拓寬后的使用性能，另一方面是預應力混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)拼接的施工可行性。

新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接設計原則

舊橋的拼接拓寬設計的影響因素眾多，從舊橋拼接的設計與施工整體分析而言，橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接設計與施工主要受制于三個因素。第一，在新舊橋梁拼接施工過程中不能因為施工造成橋梁停止通車。第二，新舊橋梁進行拼接施工過后必須形成統(tǒng)一的整體，保證舊橋梁與新加寬橋共同受力，共同作用。第三，新舊橋梁拼接必須與橋頭連接的公路共同完成施工，與橋梁連接的路基、路面以及交通附屬設施共同施工。根據(jù)限制因素確定新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接原則：

為了使新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)的拼接施工更加方便簡單，拼接的新橋跨徑及孔徑最好與舊橋相同，但是對于橋梁結(jié)構(gòu)與下部航運通道或高等級公路斜交的連續(xù)梁橋而言，受舊橋梁橋下凈空的限制，新橋加寬的跨徑及孔徑需要通過研究過后才能夠確定。

為了防止新橋加寬導致橋面橫坡增大影響橋下凈空，導致橋下航運通道不能正常運行，因此新舊橋梁結(jié)構(gòu)加寬后必須保證橋梁下部凈空標準不變。但是對于由不同結(jié)構(gòu)形式組成的混凝土梁橋，需要采用不同的技術方法滿足橋下凈空的要求。

對于舊橋結(jié)構(gòu)存在較多嚴重病害，在進行新舊橋梁拼接時施工困難且不易進行橫向拼接時。放棄橫向拼接施工設計方案，選擇在舊橋基礎上確定新的線位，再建新橋的方案。

空心板橋梁上部結(jié)構(gòu)加寬拼接技術方案研究

根據(jù)我國橋梁結(jié)構(gòu)類型及特征，橋梁上部結(jié)構(gòu)主要由預應力預制混凝土空心板梁、預應力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)裝配而成，結(jié)合工程實際對空心板橋梁上部結(jié)構(gòu)加寬拼接技術方案研究。

1.加寬斷面

由空心板裝配而成的橋梁上部結(jié)構(gòu)進行新橋拼接施工時，加寬部分橋梁按照舊橋結(jié)構(gòu)進行施工。

2.上部結(jié)構(gòu)拼接方案

方案1：濕接縫連接。濕接縫連接是新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)最常用的拼接技術，該種拼接技術特點是在新舊橋連接處設置一條濕接縫，在接縫中設置鉸接，能夠?qū)⑿屡f橋上部結(jié)構(gòu)進行拼接形成統(tǒng)一的整體結(jié)構(gòu)。并且為了保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在預制空心板端處布設橫梁。在加寬新橋修建完成4個月后，再澆筑濕接縫將新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)進行拼接，減少加寬橋梁收縮徐變與地基沉降造成的橋梁結(jié)構(gòu)整體性下降。

新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)采用濕接縫連接的拼接方式施工較為復雜，新舊橋梁結(jié)構(gòu)濕接縫連接施工如圖1所示。濕接縫連接具體施工順序為，第一步，對原橋鋪裝、欄桿等附屬設施進行鑿除。第二步，在原橋梁懸臂邊板根部及頂部植入鋼筋，在鋼筋植入處安放預制空心板加寬，安放完畢后澆筑混凝土處理空心板鉸縫。第三步，加寬新橋施工4個月后，將原橋進行封閉，加寬橋開放交通。第四步，排查原橋鉸縫是否失效，若原橋鉸縫失效則重新制作鉸縫，綁扎拼接處現(xiàn)澆混凝土濕接縫及端部橫梁鋼筋，濕接縫連接完工后可開放新橋交通，舊橋進行封閉，對舊橋鉸縫進行檢查若原鉸縫失效，須重做鉸縫。第五步，濕接縫處理完畢，橋面鋪裝完成以后，能夠開放交通。

方案2：橫隔板連接。橫隔板連接是指將舊橋與加寬新橋之間采用澆筑混凝土橫隔板的方式使其他部分橋面連續(xù)形成統(tǒng)一整體。第一步，對原橋鋪裝、欄桿等附屬設置進行鑿除。第二步，確定橫隔板安放位置，在原橋懸臂處和板頂鑿出橫隔板具體位置。第三步，在原橋腹板處植入鋼筋，安放預制混凝土空心梁板，空心板裝配完成后，進行橋面施工。第四步，加寬新橋施工4個月后，將原橋進行封閉，加寬橋開放交通。第五步，排查原橋鉸縫是否失效，待混凝土強度滿足要求后可開放原橋交通，封閉加寬新橋。第六步，對加寬橋連接處橫隔板進行施工，完成后對橋面進行鋪裝。

方案3：縱向橋面連接?？v向橋面連接是新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接技術中施工最為簡單、施工周期最短的技術方案。即為在原橋與加寬新舊連接處保留2cm接縫，在橋面縱向接縫處填入彈性粘結(jié)材料如瀝青瑪蹄脂?？v向橋面連接施工簡單，與其他兩種方案對比，不用拆除原橋結(jié)構(gòu)懸臂，只需要拆除護理與橋面鋪裝，其余施工過程與上述兩種方案相似。

新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接施工技術，核心問題為新舊橋連接處接縫的選取，選擇合適的接縫能夠降低施工難度，節(jié)約工期，減少造價，提高拼接橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

3.拼接方案對比

根據(jù)預應力預制混凝土空心板加寬拼接方案，對預制空心板新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接三種方案進行對比分析，其分析結(jié)果如表1所示。

預制箱梁橋梁上部結(jié)構(gòu)加寬拼接技術方案研究

1.方案1：混凝土鉸接

預制箱梁加寬的混凝土鉸接是指采用原橋混凝土鉸縫進行橫向連接，如圖2所示。其主要施工步驟如下，第一步，對原橋鋪裝、欄桿等附屬設置進行鑿除，在懸臂的切割處將混凝土表面鑿毛。第二步，在箱梁懸臂連接指定位置處，植入鋼筋以及涂刷粘結(jié)劑。第三步，將加寬新橋部分的預埋鋼筋與植筋進行焊接，澆筑混凝土形成濕接縫。

2.方案2：鋼板搭接

鋼板搭接是指在新橋與舊橋連接處采用焊接鋼板的形式，對橋梁上部結(jié)構(gòu)進行拼接施工。鋼板搭接的主要施工步驟如下，第一步，加寬新橋施工完畢后，在新舊橋連接處設置2cm接縫，對新舊橋梁進行橋面鋪裝時，連接處預留100cm不進行橋面鋪裝。第二步，對原橋拆除鋪裝進行清理完畢后，涂刷有機粘結(jié)劑，在新舊橋連接處進行鋼板搭接。第三步，對搭接完成的鋼板進行焊接施工，鋼板每隔2m進行焊接。

表1 預制空心板加寬拼接方案對比分析

表2 預應力混凝土箱梁拼接方案對比

3.方案3：弱性剛接

弱性剛接與混凝土鉸接拼接施工技術相似，只不過在弱性剛接的接縫中不設鉸，并且采用的鋼筋構(gòu)造不同。

第一步，拆除護欄及橋面鋪裝，對原橋外側(cè)懸臂進行切割處理，在懸臂的切割處將混凝土表面鑿毛。第二步，在箱梁懸臂連接指定位置處，植入鋼筋以及涂刷粘結(jié)劑。第三步，在新舊橋梁拼接處不設置鉸接。

4.拼接方案對比

根據(jù)預應力混凝土箱梁加寬拼接方案，對預制箱梁新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接技術三種方案進行對比分析，得到分析結(jié)果如表2所示。

結(jié)論

研究根據(jù)舊橋結(jié)構(gòu)組成，對空心板梁拼接施工提出三個方案，通過對比分析確定濕接縫連接為最佳拼接方案；對預制混凝土箱梁的拼接施工提出三個方案，通過對比分析確定弱性剛接方案為最佳拼接方案。