高速公路橋梁拼寬技術(shù)分析與探討

嚴(yán)漢東

摘? 要：為解決高速公路橋梁改造環(huán)節(jié)常見的橋面板銜接質(zhì)量不佳、連接部位受力性能不理想等問題，通過引入某高速拼寬項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)方案分析，基于路基拼寬處理，配合復(fù)測、樁基、橋臺、拼縫等施工技術(shù)要點(diǎn)的總結(jié)，最終依托空心板拆除更新方案解決拼接質(zhì)量問題，滿足路面、橋面改造施工要求。將上述施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，能夠?yàn)橥惵窐蚋脑炫c拼寬技術(shù)應(yīng)用提供重要參考價值。

關(guān)鍵詞：高速公路;橋梁拼寬;測量放樣;樁基施工;拼縫處理

近年來伴隨高速公路橋梁運(yùn)營總里程、建設(shè)總規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，在路橋運(yùn)營過程中逐漸暴露出鉸縫松散、梁板受力不合理、支座滑移、底板裂紋等質(zhì)量弊病，對于空心板的改造與拼寬工藝技術(shù)創(chuàng)新提出現(xiàn)實(shí)要求。通過結(jié)合工程實(shí)例研究橋梁路基拼寬技術(shù)要點(diǎn)，對于增強(qiáng)橋梁整體穩(wěn)定性、抑制變形問題、延長橋梁使用壽命等具有良好現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目概況

以泉廈高速拼寬項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目中原施工單位采用設(shè)計平面曲線要素表進(jìn)行拼寬橋梁坐標(biāo)的推算，但依據(jù)理論計算坐標(biāo)值獲取的放樣結(jié)果與舊橋?qū)嶋H墩臺無法實(shí)現(xiàn)順接，簡支橋梁背墻線無法對上、存在25cm的誤差。由監(jiān)理方督促施工方重新對舊橋伸縮縫、背墻線進(jìn)行復(fù)測調(diào)查，收集調(diào)查中獲取的擬合坐標(biāo)并上報至建設(shè)單位及設(shè)計方進(jìn)行確認(rèn)，避免在后續(xù)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生重大損失。根據(jù)該項(xiàng)目中高速公路橋梁實(shí)際情況，擬進(jìn)行路基拼寬處理，完成高速公路改擴(kuò)建施工任務(wù)。

2 橋梁拼寬原則

在橋梁拼寬環(huán)節(jié)涉及的技術(shù)要點(diǎn)在于如何保證新、舊橋梁間的變形量實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)一致，保證在橋梁運(yùn)營過程中共同受力，借此克服不均勻沉降問題，并兼顧項(xiàng)目工期、協(xié)同施工等指標(biāo)要求[1]。在橋梁拼寬時應(yīng)遵循以下三項(xiàng)原則：（1）待完成新、舊橋梁拼寬施工后，應(yīng)落實(shí)整體橋梁穩(wěn)定性與協(xié)調(diào)變形能力的檢驗(yàn)，確保滿足技術(shù)要求;（2）基于統(tǒng)一荷載等級進(jìn)行新舊橋梁設(shè)計，并于施工前對舊橋梁結(jié)構(gòu)開展受力分析與驗(yàn)算，確認(rèn)橋梁的承載能力符合設(shè)計要求;（3）利用橋梁橫隔板進(jìn)行新、舊橋梁間的橫向連接，保證橋梁強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性，可承受主梁荷載，但考慮到在拼接時可能因局部應(yīng)力集中導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性破壞，因此宜采用邊梁形式進(jìn)行橋梁拼寬處理[2]。

3 橋梁拼寬的主要技術(shù)工藝

3.1 測量放樣

出于保證舊橋與新橋拼接精確度的目標(biāo)，由監(jiān)理方督促施工方對舊橋坐標(biāo)、高程進(jìn)行復(fù)測，并與設(shè)計圖紙進(jìn)行比較分析。在橋梁拼寬的樁位放樣環(huán)節(jié)，先參考施工圖紙中的樁位坐標(biāo)設(shè)計值進(jìn)行樁位測放，再延長原橋梁墩臺背墻前緣線，與前期按施工圖測放的樁位中心沿水平方向擬合，同時沿順橋向借助鋼尺對測放出樁位的角度、距離等參數(shù)進(jìn)行校核，判斷是否與標(biāo)準(zhǔn)梁長數(shù)值相符，并與圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行比較、計算出誤差值大小，保證及時對樁位坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，滿足測量精度要求。與此同時，在橋梁高程復(fù)測環(huán)節(jié)，需督促施工單位對照設(shè)計文件中的橋型布置情況，根據(jù)橋面高程、墩臺頂部標(biāo)高等參數(shù)對現(xiàn)場實(shí)測高程進(jìn)行校核，確認(rèn)結(jié)果匹配后方可開展后續(xù)施工[3]。在實(shí)際施工過程中，還需明確不同特征點(diǎn)所處位置及分布情況，針對特征點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，配合水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測等方案強(qiáng)化校核精度保障，以此防范高速公路橋梁、路基出現(xiàn)錯位等質(zhì)量問題。

3.2 下部結(jié)構(gòu)施工

3.2.1 樁基施工

在正式施工前，先針對施工圖紙中注明的坐標(biāo)、尺寸等參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，沿橋位樁處采用導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行測量放樣，保證將所有橋位樁進(jìn)行一次性測放，確認(rèn)樁位測放精度達(dá)標(biāo)后開始鉆孔作業(yè)。在鉆孔工藝選擇上，傳統(tǒng)沖擊成孔工藝在施工環(huán)節(jié)易對舊橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，因此擬引入鉆孔灌注樁工藝方案進(jìn)行成孔作業(yè)，在鉆孔過程中嚴(yán)格控制樁底沉淀層厚度，確保清孔作業(yè)到位，對于超出標(biāo)準(zhǔn)范圍的樁位進(jìn)行二次清孔，避免在樁基礎(chǔ)處產(chǎn)生不均勻沉降問題，待確認(rèn)無誤后方可開始混凝土澆筑作業(yè)。在樁基施工質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，采用超聲波檢測方法，預(yù)先在樁基強(qiáng)化箍筋內(nèi)側(cè)埋入φ50×2.5mm的聲測管，將與聲測管搭接的主筋伸入樁底處，在混凝土澆筑過程中做好聲測管管口的防護(hù)，保證樁基測試結(jié)果符合施工質(zhì)量要求。

3.2.2 橋臺施工

（1）在橋臺施工環(huán)節(jié)，將灌注樁頂面伸至承臺底部下方約10cm處，做好標(biāo)高控制;在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，根據(jù)承臺頂面、墩身混凝土的齡期差進(jìn)行高效減水劑的摻入，用于降低水灰比、優(yōu)化混凝土澆筑效果;在澆筑前將承臺頂面浮漿鑿除、打毛，確認(rèn)頂面質(zhì)量達(dá)標(biāo)后開始墩身混凝土澆筑作業(yè)。為防范在大面積混凝土澆筑過程中因溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫，可選取承臺內(nèi)部安裝冷卻管，起到有效降溫作用。

（2）在肋板式橋臺施工環(huán)節(jié)，依次完成樁基、承臺施工收尾工作，再開始肋板混凝土澆筑及填土施工，其中在填土作業(yè)環(huán)節(jié)應(yīng)督促施工人員圍繞臺前、臺后兩側(cè)分別進(jìn)行填土壓實(shí)處理，將臺前填土寬度控制在50～100cm以上，在填土過程中根據(jù)沉降速率進(jìn)行填土速度控制，直至回填土達(dá)到臺帽底部標(biāo)高處，方可開始臺帽施工作業(yè)。在臺帽施工環(huán)節(jié)，分別針對搭板、牛腿預(yù)埋鋼筋等設(shè)置情況進(jìn)行檢查，并在關(guān)鍵拼接部位預(yù)留槽口、設(shè)置伸縮縫錨固鋼筋，優(yōu)化橋梁路基局部錨固效果。

（3）在橋梁上部開展薄壁橋臺、扶壁橋臺施工時，沿橋梁寬度方向在距間隔墻身兩側(cè)各5m處各設(shè)置一道假縫，將假縫深度控制在0.5cm左右、高度與間隔墻保持一致，防范澆筑混凝土后因混凝土收縮徐變在臺身處出現(xiàn)裂縫，并且待完成模板拆除24h后采用瀝青材料進(jìn)行封堵。待完成橋臺、錐坡架設(shè)后，分別對錨栓孔、鋼套筒內(nèi)部、鉸縫以及橋面連接處進(jìn)行混凝土強(qiáng)度校核，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%以上，并沿對稱狀進(jìn)行填土夯實(shí)處理，保證壓實(shí)度與路基保持一致。

3.3 上部結(jié)構(gòu)施工

在拼縫處理上，先選用16mm螺紋鋼對舊橋梁板處進(jìn)行植筋，將螺紋鋼設(shè)置間距控制在10cm、呈兩排對稱式布置，分別將原橋梁下部臺帽、錐坡拆除，并在路面開挖環(huán)節(jié)采取必要防范、加固措施，防范出現(xiàn)路基垮塌問題。選用補(bǔ)償收縮混凝土摻入適量膨脹劑作為原材料，借助小錘輕敲橋面進(jìn)行鑿除處理，將鑿除深度控制在現(xiàn)澆層厚度的+1cm以內(nèi)，并對新、舊混凝土相交部位涂抹適量改性環(huán)氧界面膠，配合觀測點(diǎn)位設(shè)置進(jìn)行拼接質(zhì)量檢查。

3.4 拼接質(zhì)量問題的解決措施

在該項(xiàng)目中監(jiān)理單位督促施工方對泉廈拼寬高速原路面和舊橋面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，針對設(shè)計高程、橫坡進(jìn)行重新擬合，在測量過程中發(fā)現(xiàn)舊橋空心板鉸縫松散、脫落，梁板出現(xiàn)單板受力情況，部分橡膠支座脫落、滑移，底板橫向裂紋寬度超過0.2mm，且集中分布在梁板跨中位置。將上述嚴(yán)重病害進(jìn)行上報及論證后，確認(rèn)采用將舊橋空心板全部拆除更新的改造方案，針對新空心板的剛度進(jìn)行校核，先對橫向分布系數(shù)變化情況進(jìn)行分析，測得剛度比取值為1.2時擴(kuò)寬后的橋梁穩(wěn)定性良好;再對鉸縫剪力、剪應(yīng)力進(jìn)行分析，可觀察到剪應(yīng)力伴隨剛度比的變化發(fā)生改變，當(dāng)剛度比取值為1.0時鉸縫的剪應(yīng)力達(dá)到最小值0.886，此時鉸縫受力合力，能夠有效杜絕開裂等質(zhì)量弊病的發(fā)生，防范產(chǎn)生重大安全事故及財產(chǎn)損失。

結(jié)束語

通過綜合運(yùn)用測量放樣、標(biāo)高復(fù)測、設(shè)計高程擬合等技術(shù)方案進(jìn)行拼寬橋梁施工方案校核，在實(shí)際施工過程中做好樁基施工、橋臺施工與拼縫處理施工技術(shù)的把關(guān)，配合質(zhì)量檢查機(jī)制的構(gòu)建，最終有效完成橋梁路基兩側(cè)加寬處理，滿足監(jiān)理測量驗(yàn)收需求。未來還需結(jié)合空心板橋、T梁橋的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行工藝方案的進(jìn)一步優(yōu)化比選，保證擴(kuò)寬后橋梁的整體性能、變形量均符合設(shè)計要求，為同類高速公路拼寬橋施工提供良好示范經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 余瓊芳.高速公路改擴(kuò)建工程橋梁拼寬與加固技術(shù)探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021，（08）：3.