城際快速通道改擴建橋梁快速建造技術探討

摘要 在國家城市建設高質量發(fā)展的背景下，城市、城區(qū)之間聯(lián)系日益密切，城際間道路快速化改擴建需求急劇增加。如何減少道路改擴建對既有道路通行的干擾和對周邊環(huán)境的影響是較大的挑戰(zhàn)。該文主要結合成都市五環(huán)路工程雙流段，從減少對既有五環(huán)路通行和周邊環(huán)境影響、縮短建設工期的目標出發(fā)，介紹該項目橋梁快速建造技術的應用情況和思考。

關鍵詞 城際快速通道；橋梁快速建造技術；預制拼裝技術

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0094-03

0 引言

都市的主要通道擁有龐大的交通流量和眾多的居民，所以社會的各個領域對于城區(qū)道路快速化改擴建，橋梁和全線的環(huán)保問題的關注度也在逐漸提升。傳統(tǒng)的橋梁建設方法耗時且占地面積大，嚴重妨礙了現(xiàn)有交通的正常運行，同時也帶來了較大的噪聲和環(huán)境污染。因此，橋梁的快速化建造技術的研究和應用勢在必行。采用預制、工業(yè)生產的手段來減少資源的浪費與環(huán)境的破壞，以便盡可能地加快橋梁的施工進程。應用快速建造技術滿足了現(xiàn)代低碳環(huán)保社會的發(fā)展需求，具有顯著的實際價值和廣闊的應用潛力[1]。

成都市的五環(huán)路是“五環(huán)二十五射”綜合交通樞紐系統(tǒng)的關鍵部分，它連接了成都市的龍泉、雙流、新都、郫都、溫江等二圈層區(qū)縣。其建設對于優(yōu)化區(qū)域交通網絡，指導城市空間和產業(yè)的合理布局，以及建設西部綜合交通樞紐具有極其重要的意義。其中雙流段起于劍南大道，止于雙流溫江交界處，全長約27.3 km，包含新建段6.1 km，改建段21.2 km。雙向六車道的主車道（每個車道的寬度是3.75 m）被規(guī)劃為80 km/h的行駛速度；而輔道的規(guī)劃行駛速度則是40 km/h，且各個道路的輔道寬度會有所差異。目前交通量已達90 000 pcu/d，改建段兩側均為住宅和廠房，對施工期的通行、環(huán)境影響以及整個建設工期都有極高的要求。

1 橋梁上部結構快速建造技術應用

常規(guī)的20～40 m跨徑的裝配式預應力混凝土簡支小箱梁和T梁已能夠較好地滿足標準化和工廠化的需求。該項目的常規(guī)橋梁使用了25 m和30 m的預應力混凝土簡支小箱梁。但是對于一些跨越高速以及重要道路交叉節(jié)點，小箱梁的跨越能力、施工工期以及對道路的影響已不再滿足要求，因此該項目跨越成雅高速、貨運通道等重要交叉節(jié)點采用50 m、55 m和70 m不等跨徑的鋼混組合梁。

由于鋼混組合梁的強大抗拉力與強大的承壓力，它們不僅能夠降低建筑物的自身質量，還能夠降低其截面大小，進一步擴大其有效利用范圍，同時也能夠簡化建筑的支撐步驟與模具，并且還能夠顯著地縮短建設的時長。該項目跨成雅高速采用的50 m鋼混組合梁的典型斷面如圖1。50 m鋼混組合梁梁高為2 400 mm，混凝土橋面板厚180 mm。鋼主梁底板根據受力需要厚度取值24、30、34、38、40 mm不等。成橋階段標準組合效應下鋼主梁最大應力約180 MPa。

施工時，根據交通條件和運輸能力將鋼主梁縱向分為3～5個節(jié)段，橫向上每個箱室分割為一個節(jié)段，每個節(jié)段在工廠制造好后運輸至橋梁位置。根據現(xiàn)場條件和吊裝能力，將鋼主梁拼裝為整梁一次性吊裝或拼裝為三段，搭設臨時支墩后再拼裝。在鋼主梁安裝完畢后，將開始安裝鋼橫梁和橋面板鋼底板。橋面板鋼底板既參與受力同時又作為澆筑橋面板混凝土的模板，省去了安裝模板的時間和費用。最后進行鋼筋綁扎、橋面板混凝土澆筑。在吊裝鋼主梁和安裝鋼橫梁時僅需橋下搭設簡易防護棚即可，并且吊裝單片鋼主梁僅需約半個小時，對橋下既有交通影響較小。

2 橋梁下部結構快速建造技術應用

五環(huán)路雙流段部分路段既有道路單幅寬度約21 m，兩幅之間中分帶寬度約9.0 m。改造后利用既有道路作為輔道，中分帶設置橋墩架設高架橋作為主車道，整幅寬度28.2 m。整幅式下部結構示意圖如圖2。既有道路交通量巨大，兩側均為住宅和廠房，施工對通行、環(huán)境的影響有著極高的要求。因此該項目下部結構的橋墩和蓋梁采用預制拼裝技術，最大限度地降低對既有道路通行和周邊環(huán)境的影響，縮短建設工期。這是該項目的重難點，同時也是該項目的亮點和優(yōu)勢。

目前，橋梁頂部結構的預制組裝技術已經相當完善，然而，關于橋梁下部結構的預制組裝技術的研究進度卻相對滯后。隨著對低碳環(huán)保的需求日益增長和近年來研究成果的積累，橋梁下部結構預制拼裝技術得到了飛速的進步，出現(xiàn)了灌漿套筒連接、金屬波紋管灌漿連接等新技術，極大地推動了該技術的發(fā)展和應用。

2.1 橋墩柱預制拼裝技術

橋墩柱與承臺、蓋梁的連接主要有幾種方式，包括：濕接縫連接、預應力連接、灌漿套筒連接、灌漿波紋管連接以及插槽式連接等。所有的連接方法都各有其獨特性。（1）濕接縫連接是指將預制部分的鋼筋通過機械或焊接的方式進行連接，然后在其上澆筑混凝土的連接方法。這種構造方法的橋墩，其力學特性與常規(guī)的現(xiàn)場澆筑混凝土橋墩一致，然而，接口的鋼筋焊接以及混凝土的灌注過程可能需要更多的時間[2]。（2）預應力筋連接是通過預應力筋實現(xiàn)節(jié)段預制橋墩的連接。此類聯(lián)結手段的缺點在于必須在實地進行預應力筋的拉伸和注漿等步驟，其建設過程煩瑣而耗費大量的時間。（3）主要的灌漿套筒連接方法是，首先把鋼套筒放入構件內部，然后采用灌漿的手段來實現(xiàn)。此類聯(lián)結手段無須使用預制的混凝土及預應力張拉，因此在實地建設中的耗時大大降低。另外，因為套管與鋼筋的緊密結合力很高，其總體穩(wěn)定性依舊很高。然而，這種方法對于鋼筋和套筒的精確定位有著較高的標準，這在一定程度上提高了施工技術的要求。（4）雖然灌漿波紋管的連接方式與灌漿套筒的連接方式相似，但是波紋管與鋼筋的黏結力較弱，因此錨固的長度應適當增加。（5）在墩體和蓋梁、樁體和承臺的聯(lián)系上，插槽式的連接方法更為常見，其施工精度較灌漿套筒等技術有所提高，然而，這種技術仍然需在實際操作中進行適當的混凝土澆筑。灌漿套筒連接由于其組裝簡潔、施工便捷以及優(yōu)良的結構特性，目前已經成為使用最普遍的連接方法。因此該項目墩柱與承臺、蓋梁之間采用的是灌漿套筒連接。具體形式設計圖如圖3所示。

2.2 橋墩蓋梁預制拼裝技術

針對尺寸龐大、質量沉重的無法一次性完成的橋墩蓋梁，必須將其按照段落進行預先制作、搬運及組合。目前，橫向分段預制組裝所使用的接縫主要包括濕接縫和膠接縫兩種[3]。在建設過程中，濕接縫被廣泛采納，也就是把梁的橫截面劃分為預先安置的段落和最終的灌注區(qū)域。這樣的建設手法比較便捷，能夠保證優(yōu)秀的建設品質。然而，在進行組裝之前，這些預制部件需要在施工現(xiàn)場進行臨時的固定，因此，現(xiàn)場施工需要經過許多步驟，并且臨時的支撐對現(xiàn)有的交通狀況產生了一定的影響。施工膠接縫時，無須在現(xiàn)場進行混凝土澆筑，只須通過剪力鍵和預應力的方法將橋墩和蓋梁緊密連接，但是普通鋼筋在接縫處并不連續(xù)。這種建筑方法的施工速度相當快，并且無須安裝臨時支撐結構，不會對交通產生顯著影響。根據《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05—2022）第5.5.2條，當構件無縱向連續(xù)普通鋼筋時，應按全預應力混凝土設計。若蓋梁因荷載較大無法按全預應力混凝土設計時，只能采用濕接縫的方式連接，以確保縱向普通鋼筋連續(xù)。

對于五環(huán)路的標準整幅蓋梁，其長度達到了27.8 m，預制重量達到435 t，因此根據運輸長度、吊裝能力，整幅蓋梁分為2～3個節(jié)段，采用濕接縫或膠接縫預制拼裝。圖4為采用膠接縫設計的蓋梁，接縫上設置剪力鍵，分3段預制好后，通過張拉預應力將3個節(jié)段拼接起來。

3 橋梁附屬結構快速建造技術應用

橋梁附屬結構施工工期較長的是現(xiàn)澆混凝土防撞護欄。為了最大限度地減小對橋梁下既有道路的影響和縮短項目工期，該項目的鋼混組合梁上防撞護欄擬采用鋼護欄，部分線形較好路段的混凝土防撞護欄擬采用預制拼裝。鋼護欄與鋼梁同時吊裝，方便快捷施工?；炷练雷沧o欄采用工廠預制，吊裝至梁體上臨時固定，通過現(xiàn)澆25×40 cm的超高性能混凝土（UHPC混凝土）后澆段來實現(xiàn)預制護欄與主梁的連接。采用預制的方式進行防撞護欄的組裝，能顯著減少建設時間。

4 結束語

通過采用橋梁快速建設技術，能夠很好地縮短項目的建設周期、減少對現(xiàn)有交通的影響。在上部結構中，常規(guī)橋梁使用的是裝配式預應力混凝土簡支小箱梁，而在跨越關鍵道路時，可以選擇鋼混組合梁。下部結構中墩柱和蓋梁也可采用預制拼裝技術，以最大限度減小對周邊環(huán)境的影響和縮短建設工期。橋梁的防撞護欄可采用鋼護欄或預制拼裝混凝土護欄。通過該文中對成都市五環(huán)路雙流段項目中橋梁快速建造技術方案的總結和思考，以期能夠為同類工程設計提供一定參考和借鑒。

參考文獻

[1]朱儉鋒.橋梁下部結構預制拼裝技術應用綜述[J].城市道橋與防洪，2019（4）：191-194.

[2]周良，閆興非，李雪峰.橋梁全預制拼裝技術的探索與實踐[C].2018城市道橋與防洪第十一屆全國技術論壇論文集.2018：38-41.

[3]閆敏倫，楊淇源.預制拼裝橋梁下部結構關鍵技術研究[J].智能城市，2021（2）：141-142.