橋梁護(hù)欄外移提升改造工程的施工技術(shù)分析

摘要 隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，車輛載客量增加，載重量增大，速度提高，橋梁安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提升，許多現(xiàn)有橋梁的護(hù)欄已無法滿足新的防撞要求，亟須進(jìn)行外移改造。該文以海翔大道橋梁護(hù)欄外移改造工程為例，探討了護(hù)欄外移改造的施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施。通過對橋梁護(hù)欄改造過程進(jìn)行分析，闡述了護(hù)欄拆除、翼緣板鑿除及加寬、混凝土護(hù)欄澆筑等關(guān)鍵工藝。研究結(jié)果表明：科學(xué)的施工組織和合理的技術(shù)應(yīng)用不僅提高了橋梁的防撞性能，還可以為橋梁的使用功能增值。該文研究成果可為類似項(xiàng)目的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞 橋梁護(hù)欄外移；施工技術(shù)；翼緣板鑿除；質(zhì)量控制；安全管理

中圖分類號 U417 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）23-0064-03

0 引言

隨著我國城市交通的快速發(fā)展，城市主干道和橋梁的交通負(fù)荷日益加重，橋梁作為交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其附屬設(shè)施的安全性直接關(guān)系到行車安全[1]。護(hù)欄作為橋面安全防護(hù)設(shè)施，在防止車輛沖出橋面和減少事故損失方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2]。然而，許多早期建造的橋梁護(hù)欄由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，防撞能力不足，難以滿足當(dāng)前的行車安全需求，亟須進(jìn)行改造和升級，以適應(yīng)現(xiàn)代交通狀況和更高的安全標(biāo)準(zhǔn)[3]。

在橋梁護(hù)欄改造工程中，常見問題包括如何在保障交通正常通行的同時(shí)進(jìn)行舊護(hù)欄的拆除，如何有效鑿除并加寬翼緣板以滿足新護(hù)欄的安裝需求，以及如何確保施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性[4]。這些問題要求施工單位在施工技術(shù)、質(zhì)量控制和安全保障管理等方面采取更為科學(xué)有效的措施。以上問題的研究，對于提升橋梁的安全防護(hù)性能，保障車輛安全通行具有重要意義[5]。

1 工程概況

1.1 工程簡介

海翔大道是連接廈門市集美區(qū)和同安區(qū)的重要交通干道，為緩解交通壓力和提升道路安全通行性能，海翔大道進(jìn)行了全面的提升改造。此次橋梁護(hù)欄外移改造涉及海翔大道沿線的兩座主要橋梁，分別為孫坂南路跨線橋、天馬路跨線橋。兩座橋梁的護(hù)欄原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已無法滿足當(dāng)前車輛安全通行要求，因此需要進(jìn)行外移提升改造和橋面加寬處理。

通過橋面護(hù)欄的外移改造，橋面凈寬從原來的11.5 m擴(kuò)寬至12 m，提升了橋梁護(hù)欄的等級，同時(shí)使得橋梁具備更高的通行能力。

1.2 工程項(xiàng)目范圍

護(hù)欄提升改造的主要施工內(nèi)容包括橋梁翼緣板的鑿除和加寬、護(hù)欄的拆除與外移重建。

1.3 施工工期與難點(diǎn)

護(hù)欄提升改造的施工工期安排6個月。施工難點(diǎn)包括兩方面：（1）施工環(huán)境復(fù)雜。兩座橋均位于交通繁忙的主干道上，施工過程中不得中斷交通，且需做好安全防護(hù)措施，防止雜物和混凝土碎塊掉落影響橋梁下方地面層輔道上的行人和車輛的安全通行。（2）技術(shù)要求高。翼緣板鑿除要求嚴(yán)格控制切縫深度，以防傷及翼緣板橫向鋼筋，影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，翼緣板加寬部分橫向鋼筋與橋梁原有橫向鋼筋要可靠連接，確保橋跨結(jié)構(gòu)整體受力。鑿除后舊有混凝土面又要保持相對平整，不能缺邊掉角，確保翼緣板新舊混凝土的良好黏結(jié)。

2 施工技術(shù)方案

2.1 護(hù)欄切割與拆除

護(hù)欄的切割與拆除是整個外移改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要采用金剛石繩鋸機(jī)切割鋼筋混凝土護(hù)欄。繩鋸法具有切割速度快、精度高、振動小的特點(diǎn)，能夠有效避免對橋梁主體結(jié)構(gòu)的損傷。根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）的要求，施工中采用了以下公式來計(jì)算切割工作中的負(fù)載和設(shè)備功率：

（1）

式中：——切割功率（kW）；——切割過程中的阻力（N）；——切割速度（m/s）。

經(jīng)計(jì)算，切割護(hù)欄所需的功率為20 kW，DSM-10A型金剛石繩鋸機(jī)的額定功率滿足要求。

2.1.1 防護(hù)體系安裝

防護(hù)體系通過在橋面和翼緣板下分別布設(shè)12.6和16型號雙拼工字鋼，橋面上順橋方向設(shè)置兩道12.6雙拼工字鋼，翼緣板下每2.5 m橫橋布置16型號雙拼工字鋼。上下工字鋼通過Φ25 mm精軋螺紋鋼拉桿連接，翼緣板下的雙拼工字鋼上搭設(shè)安全防護(hù)平臺。施工前，使用金剛鉆在指定位置鉆孔，直徑4.0 cm，沿順橋方向每2.5 m定位鉆孔。鉆孔前應(yīng)收集橋梁設(shè)計(jì)和竣工資料，并使用鋼筋掃描儀確認(rèn)孔位無鋼筋或鋼絞線。若有沖突，應(yīng)調(diào)整孔位且確保間距不超2.5 m。鉆孔后，將Φ25 mm螺紋鋼拉桿穿設(shè)，并鎖定上下雙拼工字鋼，拉桿兩端配置螺帽和鋼板墊片。防護(hù)體系示意圖見圖1。

2.1.2 護(hù)欄切割

護(hù)欄切割以3 m為一節(jié)段，每節(jié)段重約2.3 t。切割前，在每節(jié)段護(hù)欄上鉆設(shè)吊裝孔和繩鋸穿繩孔。切割過程中，為防止廢水污染環(huán)境，施工現(xiàn)場設(shè)置廢水收集箱，及時(shí)處理切割過程中產(chǎn)生的廢水。

2.1.3 拆除與清理

護(hù)欄分節(jié)段切割完成后，通過吊車將每一節(jié)段護(hù)欄吊離橋面，并運(yùn)至指定區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步破碎處理。施工結(jié)束后，進(jìn)行橋面清理，確保施工現(xiàn)場整潔。

2.2 翼緣板鑿除與加寬

翼緣板的鑿除與加寬是實(shí)現(xiàn)橋面行車道加寬的關(guān)鍵工序，施工過程中需根據(jù)原有設(shè)計(jì)文件及相關(guān)資料嚴(yán)格控制混凝土切縫深度，避免破壞既有橋梁的橫向鋼筋。

2.2.1 鑿除工藝

拆除原鋼筋混凝土防撞護(hù)欄后，按設(shè)計(jì)要求需鑿除現(xiàn)狀懸臂末端50 cm寬混凝土，施工前，從翼緣板邊緣向橋梁中部50 cm處在翼緣板上、下部分別畫線，而后用切割機(jī)沿著標(biāo)線切縫，切縫深度以不傷及翼緣板橫向鋼筋為準(zhǔn)。切縫后采用機(jī)械和人工拆除懸臂末端混凝土，露出橫向連接鋼筋，懸臂端混凝土黏結(jié)面應(yīng)嚴(yán)格鑿毛，鑿至完全露出新鮮密實(shí)混凝土粗集料，鑿毛最小深度要求不低于8 mm。鑿毛處理后的混凝土面，應(yīng)采用潔凈水沖洗干凈。

2.2.2 加寬翼緣板混凝土澆筑

翼緣板鑿除后，加寬部分翼緣板橫向鋼筋要和既有翼緣板橫向鋼筋可靠焊接，確保加寬部分翼緣板和既有翼緣板形成一個受力整體。懸臂加寬鋼筋綁扎時(shí)應(yīng)注意預(yù)埋護(hù)欄鋼筋，鋼筋間距、保護(hù)層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。模板在防護(hù)體系支架上搭設(shè)，所有底模和側(cè)模均應(yīng)穩(wěn)固支撐。拼接施工澆筑混凝土前，應(yīng)采用清水沖洗舊混凝土的表面使其保持濕潤。翼緣板采用C50混凝土澆筑，混凝土和易性要滿足要求，澆筑時(shí)應(yīng)充分振搗密實(shí)，待混凝土表面收漿后立即覆蓋土工布保濕養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，確保翼緣板的強(qiáng)度和耐久性。

2.3 混凝土護(hù)欄及基座澆筑

護(hù)欄混凝土的澆筑是橋梁護(hù)欄外移改造的重要步驟，施工的關(guān)鍵是控制鋼筋的位置、間距和鋼筋的綁扎焊接，控制鋼筋保護(hù)層厚度和混凝土澆筑質(zhì)量。施工過程中的鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑均需按設(shè)計(jì)文件和施工規(guī)范進(jìn)行。

2.3.1 鋼筋加工與綁扎

護(hù)欄及基座的鋼筋加工需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，鋼筋位置、間距和綁扎質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，以保證鋼筋的受力性能符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋼筋安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1中的要求。

2.3.2 模板安裝

模板采用按設(shè)計(jì)文件尺寸定制的鋼模，支模時(shí)在頂部和底部各設(shè)1道對拉螺桿，確保護(hù)欄澆筑尺寸符合設(shè)計(jì)要求。模板的拼縫需嚴(yán)密，以防止?jié)仓^程中漏漿。模板安裝的主要要求如下：

（1）模板體系需牢固可靠，模板連接件、支撐件和加固配件必須安裝穩(wěn)固，無松動現(xiàn)象。

（2）模板安裝前，對鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。隱蔽工程驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

2.3.3 混凝土澆筑

混凝土護(hù)欄的設(shè)計(jì)和計(jì)算基于標(biāo)準(zhǔn)的受力公式，其中護(hù)欄底部和頂部的寬度、高度以及混凝土的強(qiáng)度等級都是決定其防撞性能的關(guān)鍵因素。根據(jù)混凝土護(hù)欄的抗彎承載能力，計(jì)算公式為：

（2）

式中：——混凝土護(hù)欄的彎矩（N·m）；——混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；——護(hù)欄的寬度（m）；——護(hù)欄的高度（m）。

通過計(jì)算得出，C50混凝土護(hù)欄的抗彎矩性能滿足防撞設(shè)計(jì)要求，能夠有效保障橋面的安全防護(hù)性能。施工過程中需確保混凝土的連續(xù)供應(yīng)，避免長時(shí)間待料出現(xiàn)施工縫。混凝土澆筑的主要工藝流程如下：

混凝土供應(yīng)：與混凝土供應(yīng)站保持密切聯(lián)系，確保供料與混凝土澆筑速度基本一致。

（2）混凝土施工工藝：混凝土應(yīng)按照一定厚度、順序和方向分層進(jìn)行澆筑，分層厚度宜不超過300 mm，采用插入式振搗器對混凝土進(jìn)行充分振搗，確保混凝土密實(shí)無空隙。在下層混凝土初凝之前澆筑完成上層混凝土。

（3）養(yǎng)護(hù)工藝：澆筑完成后，待混凝土表面收漿后即覆蓋進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。

2.3.4 防護(hù)體系拆除與孔眼封堵

在混凝土護(hù)欄強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，可逐步拆除安全防護(hù)體系。將橋面孔眼沖洗干凈，使用高強(qiáng)度環(huán)氧樹脂砂漿對翼緣板上的孔眼進(jìn)行封堵，確保橋梁結(jié)構(gòu)的完整性和外表的美觀。

3 質(zhì)量控制與安全管理

在施工過程中，嚴(yán)格的質(zhì)量控制和安全管理措施至關(guān)重要。是項(xiàng)目順利實(shí)施和工程實(shí)體質(zhì)量合格的重要保障。

3.1 質(zhì)量控制措施

為確保施工質(zhì)量，該項(xiàng)目建立了完善的質(zhì)量保證體系，對施工全過程進(jìn)行監(jiān)管和控制。

3.1.1 質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)

成立項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)整個項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和安全管理。配備質(zhì)檢工程師和質(zhì)量檢查員，確保每道工序都嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作。

3.1.2 施工過程質(zhì)量控制

施工過程關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)包括護(hù)欄切割、翼緣板鑿除、鋼筋連接和綁扎、混凝土模板和支撐體系、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)。這些工序直接影響到橋梁的結(jié)構(gòu)安全和使用功能，需嚴(yán)格加以控制。所有用于工程實(shí)體的原材料均需經(jīng)過檢驗(yàn)合格才能使用。做好三級技術(shù)交底和班前安全技術(shù)交底工作，嚴(yán)格按批準(zhǔn)的專項(xiàng)施工方案實(shí)施作業(yè)，從事特殊工種作業(yè)人員必須持證上崗。

3.2 安全管理

建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各崗位責(zé)任人員。對作業(yè)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)和考核及作業(yè)前開展崗位風(fēng)險(xiǎn)提示。

編制專項(xiàng)施工方案，附具安全驗(yàn)算結(jié)果，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師簽字后組織召開專家論證會，經(jīng)專家論證通過后方可實(shí)施。作業(yè)過程由專職安全生產(chǎn)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督。

3.2.1 危險(xiǎn)源識別

施工過程中，主要的危險(xiǎn)源包括高空作業(yè)、物體打擊、機(jī)械傷害、車輛撞擊、觸電等。施工過程中需規(guī)避這些危險(xiǎn)源，建立健全危險(xiǎn)源管理規(guī)章制度，做好危險(xiǎn)源控制管理基礎(chǔ)工作，明確控制責(zé)任人，加強(qiáng)安全教育，定期開展安全檢查和隱患治理工作。

3.2.2 應(yīng)急預(yù)案

該項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件編制了施工專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場處置方案。組織開展了應(yīng)急知識培訓(xùn)和應(yīng)急演練。成立了應(yīng)急救援小組和配備了必要的應(yīng)急救援物資。

4 結(jié)論

該文對海翔大道橋梁護(hù)欄外移改造工程的施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，探討了護(hù)欄拆除、翼緣板鑿除、加寬及混凝土護(hù)欄澆筑等關(guān)鍵工藝。研究表明：通過科學(xué)的施工組織和規(guī)范的施工作業(yè)，成功解決了護(hù)欄提升改造中的技術(shù)難點(diǎn)，提高了橋梁防撞護(hù)欄的等級。此工程的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)可為未來類似橋梁護(hù)欄提升改造提供參考借鑒。

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