摘要:随着我国经济发展的影响,我国交通行业也有了巨大的发展,传统的高速公路工程施工的方式以及施工的内容已经无法适应我国交通行业的发展,以前的高速公路工程的质量也已经不能够满足人们的实际需求,对高速公路进行扩建是社会发展的必然趋势,这就要求相关的施工人员能够明确高速公路改扩建工程桥梁拼接的重点,对于高速公路改扩建工程桥梁拼接的关键技术进行合理分析,本文主要针对高速公路改扩建桥梁顶升与拼宽工艺运用进行简要分析。
关键词:高速公路;改扩建;桥梁顶升;拼宽工艺;运用
1选择新旧桥连接接缝的类型
1.1上下部结构均连接的拼宽形式
桥墩以及盖梁等一些桥梁的下部结构,还有桥梁的一些上部结构与主梁之间进行连接是上下部结构均连接的方式,这种连接方式不但有效而且可靠性也较强,受到新旧桥不均匀沉降的影响,桥梁的上部分以及下部分常常会有裂缝出现,因此,这种连接方式常常被应用于能够有效控制沉降并且地基条件较好的桥梁连接当中。
1.2仅上部结构连接的拼宽形式
1.2.1T梁
在新旧T梁间增设横隔板是我国高速公路拼宽过程当中常用的一种方式,主要通过将老桥的护栏拆除,或者用角钢及高强螺栓连接新旧桥预留横隔板来解决在原边T梁上增设横隔板的施工难度大这一问题。两种方式有着各自的特点,将老桥的护栏拆除很容易会导致原有的钢筋受到破坏,但是新的隔板的厚度与旧的隔板的厚度更为接近,这对于增加隔板受力传递的协调性有着积极的作用。通过用角钢及高强螺栓连接新旧桥预留横隔板会导致新旧隔板所处的位置不在同一直线上,甚至还会影响隔板受力传递的协调性。
1.2.2箱梁
对于箱梁的连接而言,并没有统一的连接方式,有些高速公路中采用搭接钢筋这一方式来连接箱梁,在选择这种方式的时候一定要充分的考虑新旧桥地基等实际状况,然后再进行运用,还有些高速公路采用拼宽的方式,这种方式耐久性不高,刚性连接也是一种具有代表性的方式,这种连接方式耐久性较高,并且在连接的部位不会留下缝隙,但是这种连接方式常常会有不均匀沉降的现象出现,因此会影响高速公路的结构,因此对于这一连接方式的可行性人们进行了广泛的研究讨论
1.2.3空心板梁
铰缝连接以及预应力空心板梁拼接是高速公路空心板梁拼接的两种主要方式,在实际的施工过程当中这两种方式都有运用。
1.3上下部结构分离的拼宽形式
对于新旧桥连接的方式,我们可以将其分为四种类型,包括钢板包边以及纵向伸缩缝连接和沥青或木条填充以及桥面连接这几种形式,运用纵向伸缩缝连接这种方式进行连接造价较高,还需要进行养护,所以这种连接的类型不划算,运用桥面连接以及沥青或木条进行填充这两种形式进行连接没有较强的耐久性,对于后期的养护工作而言,就显得较为困难,所以这种新旧桥连接接缝类型运用较少,对于高速公路桥梁的拼宽,钢板包边这种连接接缝的形式并不适用。
2工程概况
某高速公路设计时速100km/h,路基宽度33.5m,采用六车道设计标准建设,为改扩建工程,旧桥为10m的预制空心板,单片重8t、宽1m,单幅宽12m,由于设计标高不同,现需将旧桥整体抬高20cm,然后与新桥拼接。旧桥于2003年11月通车,运行时间较长,整体结构稳定情况较好,但局部混凝土破损,开裂。部分梁板出现漏水情况,铰缝轻微破损。改扩建施工不宜对原有桥梁造成过大影响。
3施工工艺介绍
总体施工分两步:顶升施工、新旧桥拼接。
3.1顶升施工
施工顺序为:基坑施工→解除梁端约束→搭设施工平台→安放千斤顶及监控监测设施→试顶→顶升梁体→浇筑支座垫石→安装支座→梁板复位,如图1所示。
图1 桥梁顶升施工工艺
3.1.1顶升工艺介绍
整个顶升工艺由3个体系构成:基础钢管支架体系,作为顶升基础;主体顶升体系;顶升监控体系,作为辅助体系,保证顶升体系安全稳定的进行。
3.1.2基础钢管支架体系初步设计阶段,顶升支架系统有两种方案,见表1。
表1 方案比选
方案一。牛腿方案。即在盖梁边缘安装牛腿,以牛腿作为千斤顶顶升基础。
方案二。钢管支架方案。即从地面开始处理地基,然后搭设钢管支架到指定高程。
基础钢管支架体系主要由无缝圆管及工钢组成,首先处理地基,其上以12根无缝钢管作为竖向连接,无缝钢管顶部安装工钢横梁作为一个稳定平台,用以安放千斤顶及垫块,在其上,连接千斤顶与空心板底的是局部加强的大工字钢,让空心板受力均匀稳定。基础钢管支架体系及支架立面如图2所示。
图2 支架立面
3.1.3主体顶升体系
主体顶升体系是以单幅6个100t超薄千斤顶为核心,统一由一个液压泵站供压,6个千斤顶并联连接,其中每个千斤顶又单独配备五通分配阀和调速截止阀,保证每个千斤顶能独立顶升。
3.1.4顶升监控体系
顶升监控体系作为主体顶升体系的辅助体系,为保证顶升安全稳定的进行,同时对梁体竖向位移和千斤顶油压表读数进行双控,压力传感器监测千斤顶油压表读数,位移传感器(百分表)监测梁体竖向位移。
3.1.5顶升过程施工要点控制
顶升施工前仔细检查是否所有梁板约束均解除,严禁带约束顶升。
千斤顶的着力点选择应处于横梁中心位置,不得偏压。
正式顶升前进行试顶,消除支撑本身的非弹性变形或沉降。
梁体顶升前在墩台顶设限位装置,防止梁体在顶升过程中平移。
3.2新旧桥的拼接
拼接施工顺序如下:凿除翼板混凝土→结合部位处理→连接新旧桥钢筋→浇筑连接段混凝土。
3.2.1拼接方案选择
改扩建工程施工中,拼接方式有很多种,各自优缺点也很明显,主要分为3种。下部构造连接,上部构造连接;下部构造不连接,上部构造连接;下部构造不连接,上部构造不连接。该工程顶升拼宽施工初步设计阶段,下部构造已完成,综合现场实际情况,比选了以下两种方案,见表2。
表2 拼接方案综合比选
3.2.2拼接工艺流程分析
该拼接方案拼接具体位置是新旧桥翼板处,凿除新旧桥相应位置混凝土,把翼板钢筋连接在一起,再浇筑混凝土,中间形成一个连接段,从而让新旧桥形成一个整体,在结构上,连接属于半刚性,新旧桥翼板及其以上结构能形成一个有效的整体受力结构,而各自的下部构造又单独受力,互不影响,但此种拼接方式有两个问题需要解决。
新旧桥连接段混凝土属于最后浇筑的部分,由于时间差异,此处混凝土浇筑过后产生的收缩会产生较大拉力,对连接段造成拉裂破坏,在浇筑连接段混凝土时,宜选择UEA补偿收缩混凝土,可抵消部分收缩,防止连接段混凝土开裂。新旧桥各自下部结构虽单独受力互不影响,但新旧桥沉降不均匀以及新桥由于修建时间较短会产生较大工后沉降,一旦新旧桥沉降差较大,连接段就会产生较大剪力,导致桥面铺装层产生纵向裂缝。此问题核心在于减少新旧桥沉降差,条件允许可选择桩柱式基础,以及对新桥进行预压。
3.2.3拼接施工工艺要点控制
凿除翼板混凝土时,严禁使用大型机械,防止对桥梁造成过大破坏。
凿除出的新旧桥连接段结合面要仔细清理,避免夹渣,形成薄弱面。
连接段混凝土要使用补偿收缩混凝土,防止开裂。
4结束语
综上所述,该公路改扩建中,本来新旧桥高程不一致,后经顶升与加宽,新旧桥较好地连接到一起,后经跟踪,运行情况良好,桥面平顺,结合部位也很稳定,无其他形式问题暴露,得出以下结论:该套顶升与拼接工艺是一种在实际施工过程中安全稳定、切实可行的施工方案。
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论文作者:康金坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/19
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