高速公路桥梁加宽拼接技术研究

2014-07-17甄晓霞

山西建筑 2014年13期

甄晓霞

(朔州路桥建设有限责任公司，山西朔州 036000)

0 引言

最近几十年，我国的经济呈现迅猛发展态势，这也带动我国交通事业的飞速发展。而高速公路作为公路的一个重要组成部分，对我国的交通发展有着至关重要的作用，其中桥梁占到整个高速公路的通常里程的很大比重。面对交通量不断增长、重载交通剧增的现状，早期修建的高速公路的运营能力明显不够，降低了整个公路的服务水平。而对高速公路的改造扩建成为了解决公路运营能力不足的一个有效方法，这其中桥梁的加宽拼接对整个高速公路的加宽改造的质量有着重要影响。但是，在桥梁的加宽拼接过程中，总是会出现新旧桥面连接处裂缝、修旧桥台出现错台等问题，对加宽后桥梁的正常使用造成一定影响。所以，为了提升高速公路桥梁加宽拼接质量，对其施工技术进行深入的研究就十分有必要。

1 高速公路桥梁加宽拼接概述

在高速公路拓宽过程中，如果将桥梁拆除重建，不仅费用较高、造成浪费，而且也会造成原有交通的中断、相应的增加施工工期。如果旧桥能够达到改造后桥梁荷载和使用的要求，可以考虑对桥梁的一侧或者两侧利用拼接技术来完成桥梁的加宽，并且辅以相应的加固技术，来满足加宽拼接后桥梁的通行能力。这种方法一方面能增加旧桥的使用周期，另一方面也能达到交通通行能力增加的目的，而且降低了工程项目的经费支出。但是相对来说，桥梁的加宽拼接对施工技术的要求比较严格，所以在进行加宽拼接过程中要遵循一定的原则，避免施工中出现一些质量问题。

首先，施工过程中要进行科学、合理的交通组织，尽可能避免影响到原有道路的交通。另外新桥的施工也不要影响到旧桥的正常使用或者对其施工过大的荷载，防止加宽施工对旧桥带来不利影响。

其次，加宽拼接开始前，要进行充分的施工准备。一方面要详细的勘察施工现场周围的工程地质情况、已有结构物以及水文状况等，同时，参照类似工程项目的实践经验和已有的研究成果，进行施工方案的制定，这个施工方案要科学、合理、经济性好。另一方面，应该对施工中用到的材料以及施工机械设备进行准备，防止施工过程中因为材料供应或者材料质量、机械设备故障等原因影响施工质量或者施工进度的情况。

再次，要进行正确的结构设计。结构设计过程中要考虑加宽拼接施工完成后，新旧桥梁因为沉降差异或者变形不协调对桥梁带来的影响。这就要求在设计上部结构时，尽可能新旧桥采用同一结构形式，而且对基础和下部结构的设计，应该从是否影响到旧桥的受力方面考虑，避免加宽后对旧桥产生不利影响。

最后，要严格控制施工操作，并且重视施工完成后的养护工作。正是由于高速公路桥梁加宽拼接施工过程比较复杂、施工技术要求高，所以在施工过程中一定要参照规范来进行。另外也要对施工完成后的日常养护工作引起重视，对新旧桥在加宽拼接完成后的使用情况进行监测，观测它们的形变以及变形情况，发现问题，及时采取科学的处治方法。

2 桥梁加宽拼接方式研究

2.1 上下不连接

这种连接方式指的是新旧桥梁的上下部结构都不进行连接，只是在连接位置预留施工缝，也即新旧桥梁可以看出独立的个体。这种连接方式施工时不会影响到旧桥的交通，施工操作也不复杂，对于连接位置的施工质量不用考虑，同时，新旧桥单独承受荷载，相互之间没有影响。但是，相对于前面提到的优点来说，这种方式的不足之处是，因为新旧桥存在施工工艺的差别，桥梁在受到行车荷载或者其他荷载作用时的变形可能有差别，另外新旧桥的沉降也有差异，这都会造成连接位置出现错台，表现为桥面的纵向裂缝，对桥梁的行车安全性以及正常使用造成影响。

2.2 上下均连接

上部结构要想实现连接，一般对桥面的连接位置凿除一定厚度的桥面，设置加强钢筋，最后将新旧桥面一起浇筑来达到连接的目的。而下部的桥台或者桥墩在连接过程中可以通过植筋技术来实现，在旧桥的下部结构中植入钢筋，再浇筑新桥的混凝土，从而连接新旧桥的下部结构。

这种方式能将新旧桥组合成一个整体，防止连接处的不协调形变出现，但是因为沉降的不均匀，容易在下部结构的连接部位产生裂缝，对结构的正常使用带来威胁。另外，其中采用了植筋技术，相对来说施工成本比较高，也要有高的施工技术，且上部连接过程中会影响原来桥梁的交通。

2.3 下部不连接、上部连接

该方式是上述两种连接方法的综合，只是连接上部结构。这种方式下部的施工方便、降低了工程成本，同时桥面的纵向裂缝能够得到较好控制。但是要求对连接位置进行高质量的后期养护，也会因为不均匀沉降导致桥面裂缝。

高速公路桥梁的上部结构形式不同，可能选择的连接方式也有差别。对于空心板梁，一般选择将旧桥连接侧的墩台或者护栏拆除，而且凿除梁体上部表面的一定厚度的混凝土，进行植筋且锚固加固，最后进行混凝土的浇筑，而且梁的下部可以进行钢板的连接。施工示意图见图1。T型梁形式的桥，一般选择如图2所示的刚性连接方式。连接机理是通过梁体中植筋，并且增设预应力筋的方式实现新旧T型梁的悬臂连接，另外可以在连接的T型梁中间设置横隔板。有时也可以利用角钢以及高强螺栓共同作用对新旧桥梁连接，这种情况下新旧桥的梁体翼缘是分开的，要重新铺设连接位置的桥面。对于箱梁来说，其连接方式的选择可要看具体的工程情况来定。

图1 空心板梁的连接施工示意图

图2 T型梁的连接施工示意图

3 加宽拼接施工质量的控制

3.1 盖梁施工

盖梁在高速公路桥梁中主要作用是承担上部结构的荷载，并且将荷载向下传递给桥梁的基础，盖梁的连接方式的不同，也影响施工完成后旧桥的受力状况。一般情况下，盖梁加宽后选择连接或者不连接两种方式。遇到不连接情况时，新的盖梁在加宽施工中是单独修建，不影响旧桥盖梁的受力状况，基本上没有影响原来的盖梁。这种情况下一旦产生新旧桥梁的沉降差异，两侧的桥面连接不顺畅，可以利用上部的梁板来对桥面调整，从而达到两侧桥面顺畅连接的目的，不影响桥梁的正常使用。

如果盖梁选择的是连接处理，正常情况下要通过角钢连接或者进行植筋连接这两种形式实现盖梁的连接。其中角钢连接相对来说比较简单，施工技术不复杂，采用螺栓对新旧桥梁盖梁中固定的角钢连接，从而实现盖梁的连接。而植筋是一种复杂的施工技术，通过在盖梁中重新植入钢筋，并浇筑混凝土固定的方法来实现盖梁连接，这种操作对桥梁的整体性来说比较有利，防止新旧桥梁连接部位出现较大的变形。

3.2 基桩施工

新旧桥梁的不均匀沉降是高速公路桥梁加宽拼接后比较常见的问题，这种不均匀的沉降会造成桥面连接位置出现纵向裂缝，对桥梁的正常使用带来影响。这就要求在施工过程中，不确定新桥的沉降量的情况下，可以通过控制桩基的施工质量来降低后期不均匀沉降的影响。一般施工时，参照设计的桩基高度，适当将桩长增加，并且也要适当加粗桩径，这样能够减轻后期不均匀沉降的影响。同时，条件允许时，没有对加宽桥梁的桥面进行铺装时，可以利用堆载预压法来实现地基的加速沉降，降低工后沉降量，也能降低使用过程中因为新旧桥梁沉降不协调造成的桥面裂缝问题。