关键词：高速公路；改扩建；桥梁拼宽；工艺要点；防治措施
对高速公路上的桥梁进行拼宽，既能缓解交通压力，又能降低施工成本。但是，新旧桥梁拼宽是一项专业的、复杂的技术，新桥会对旧桥的受力产生影响，旧桥也会改变新桥的受力特点。为了保证桥梁安全性和稳定性，必须结合桥梁的结构特征，选择最佳施工方案。以下结合实践进行探讨。
1．新旧桥梁拼宽技术方案
新旧桥梁拼宽时，一般要求新桥和旧桥的结构、跨径是一致的，确保桥梁整体的刚度相同，结合部位不会产生较大的挠度差，并在桥面铺设钢筋网，避免桥面出现纵向裂缝。就目前而言，新旧桥梁拼宽技术方案分为三种：
1.1 上部和下部构造均分离
新旧桥梁的上部和下部构造均分离，仅在桥面铺装上相连接，例如钢板包边、沥青填充、纵向伸缩缝连接等。该拼宽方案的优点是新旧桥梁的受力是独立的，双方互不影响；施工工艺简单，连接时没有技术问题。缺点则是在活载作用下，新旧桥梁会产生不均衡的挠度，从而引起裂缝；新旧桥梁的沉降量不一致，很容易出现横向错台现象；整个桥梁的美观性差，具有较高的养护成本。
1.2 上部和下部构造均连接
新旧桥梁的上部和下部构造均连接，为了避免不均匀沉降引起的裂缝，对地基处理的要求明显提高。其中，上部构造的连接，可采用横隔板连接、铰缝连接、湿接缝连接；下部构造的连接，可采用植筋连接、角钢连接。该拼宽方案的优点是新旧桥梁能形成一个整体，共同负荷受力。缺点则是施工难度大，对变形控制要求高；新旧桥梁出现不均匀沉降后，结合部位很容易开裂；下部构造植筋连接时，不仅工艺复杂，而且成本较高。
1.3 上部构造连接+下部构造分离
新旧桥梁的上部构造连接、下部构造分离，是前两种连接方案的折中处理，优点是上部构造对下部构造的内力影响小，不仅桥面美观，而且行车舒适性提高。缺点则是沉降有差异，结合部位会出现较大的内力。
2．高速公路改扩建工程新旧桥梁拼宽施工工艺要点
对已有的新旧桥梁拼宽工程进行总结，施工工艺要点如下：
第一，施工前，对不同的拼宽方案进行比选，关键指标有工程造价、工艺难度、桥梁耐久性、桥面行车舒适度、后期养护情况等。以箱梁桥为例，拼宽方案包括翼缘植筋连接、翼缘钢筋连接、翼缘钢板连接三种方案，其中翼缘钢筋连接对旧桥影响小，施工作业简单，且造价较低，是最优工艺方案。
第二，在拼宽施工前，对旧桥进行全面检测，关键是桥梁整体的承载力。根据检测、评估结果，如果旧桥的承载力不足，就要采用加固补强措施，确保拼宽后的桥梁能满足质量要求。
第三，拼宽施工中，桥梁的纵坡需要调整，可采用同步顶升技术，在计算机的控制下同步、多次顶升。如果调整值小，顶升后垫石高度要增加；如果调整值大，要截断墩柱，顶升后再次浇筑混凝土。
第四，为了解决新旧桥梁基础的沉降差问题，可以适当延长新桥的龄期。连接部位的长度在120m以内，可在9-12个月后拼接；长度在120m以上，可以设置半永久缝，在2-3年后拼接。如此，能减小混凝土的收缩徐变，避免出现基础不均匀沉降、变形现象。
第五，新旧桥梁的结合部位，如果钢筋布设比较密集，施工时可以对混凝土的配合比进行调整，将粗集料的最大粒径控制在20mm以内；同时加强振捣、养护工作，防止混凝土出现收缩裂缝。
第六，拼宽施工完成后，组建专业的测量团队，对新桥的沉降量进行观测，定期评价结合部位的质量，一旦发现裂缝，需要及时加固处理。
第七，和新建的桥梁工程不同，新旧桥梁拼宽时，道路交通一般是畅通的，这就对交通组织管理提出了高要求。现场施工时，各专业必须加强协作，既能提高施工效率，又能保证现场安全。
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3．新旧桥梁结合部位纵缝的形成原因和防治措施
3.1 形成原因
新旧桥梁拼宽后，结合部位容易出现纵缝，分析原因主要有两个：第一，旧桥的运营时间长，下部构造的沉降基本完成，而新桥部分的沉降刚开始，两者的差异导致旧桥产生附加应力，因而出现纵向裂缝。第二，旧桥上部构造的混凝土，收缩、徐变基本完成，而新桥部分混凝土的收缩、徐变刚开始。两者刚性连接，导致旧桥产生附加应力，因而出现纵向裂缝。
3.2 防治措施
为了避免新旧桥梁结合部位形成纵缝，采取的防治措施有：①新桥如果采用桩基础，成桩时必须对桩底的沉渣厚度进行严格控制；②拼宽施工完成后，为新桥预留出沉降期，或采用堆载预压法，加快基础沉降；③新桥上部构造的梁板预制后，应在工厂内存放一段时间，促使混凝土完成收缩、徐变；④新旧桥梁的结合部位，应提高横向刚度值，促使桥面成为一个整体；⑤新桥的上部构造、跨径，应该和旧桥保持一致，两者的刚度值保持一致，可以减少结合部位的挠度差，防止纵向裂缝形成。
4．工程案例分析
4.1 工程概况
以某高速公路为例，改扩建工程的起点桩号为K993+465.533，终点桩号为K1137+097.145，全长约为143km。其中，含有1座大桥、7座中小桥，包括新建、加宽、旧桥利用等施工方案。该大桥长度为182m，基础是钻孔灌注桩，主梁是箱梁，结合现场环境和交通情况，最终采用上部和下部构造均连接的拼宽方案。
4.2 旧桥加固施工
对旧桥进行检测发现，承载力不满足设计要求，为了保证上部构造的安全和行车安全，要对旧桥进行加固处理，为拼宽施工打下基础。加固时，使用预应力混凝土管桩，采用静力压桩法，施工工艺流程是：交接控制点并复测→施工技术交底→桩机就位→吊桩→插桩→静力压桩→到达设计标高→回填桩孔→测量桩顶标高→绘制沉桩位置图。
4.3 新旧桥梁拼接施工
第一，施工步骤。拼宽施工主要分为三大步骤：第一步，依次施工新桥的基础、墩柱、桥台、主梁，现浇桥面混凝土，并预留湿接缝。第二步，更换外边梁，对旧桥进行加固。第三步，对湿接缝进行处理，完成上部结构的连接。这其中，湿接缝的浇筑工艺流程是：清理杂物→支设底模→对新老混凝土的交界面进行凿毛、洒水湿润→浇筑混凝土→振捣密实→养护。相关技术要点有：①混凝土在浇筑前，旧混凝土凿毛且清理干净，湿润后再浇筑，能促使两者紧密贴合。②拌制混凝土混合料时，严格控制配比要求，促使坍落度达标；根据环境温度的高低，可掺入减水剂或缓凝剂。③浇筑混凝土时，落距控制在2m以内，振捣时不漏振、不过振。④在混凝土终凝前，对表面反复抹压，避免出现收缩裂缝。
第二，新桥平面和纵面控制。拼宽施工前，复测旧桥的高程和坐标，确保图纸上的平面位置是准确的。拼宽施工中，对新桥的桩位进行放样，将误差控制在允许范围内；浇筑支座垫石前，复核高程并调整，控制桥面的铺装厚度。
第三，施工注意事项。新桥桩基施工时，为了减小对旧桥桩基的影响，成孔时采用振动小的方案，不能采用冲击成孔技术。如果清孔不到位，导致沉淀层厚度大，不能采用超钻法进行补偿。整个拼宽施工过程中，要对桥墩、桥台的高程进行控制，对支座平面位置进行控制，保证平面和高程均符合设计要求。
第四，交通组织管理。新旧桥梁拼宽施工中，交通组织分为四个阶段：第1阶段，旧桥双向通行。此时新桥开展基础、下部构造施工，并在工厂内预制梁板；第2阶段，旧桥左幅封闭、右幅单行通行。此时安装新桥的梁板，拆除旧桥的边梁，并且施工左幅加宽部位的桥面系，包括桥面铺装、附属设施、排水等。第3 阶段，旧桥右幅封闭、左幅通行。此时更换旧桥右幅的梁板，施工桥面系。第4阶段，新旧桥梁拼宽完成，且道路改扩建完工，所有车道均可开放通行。
结语：
综上所述，在高速公路改扩建工程中，新旧桥梁拼宽是一种常见的工艺，主要分为三种类型：上部和下部构造均分离、上部和下部构造均连接、上部构造连接+下部构造分离。文章介绍了拼宽施工工艺要点，指出结合部位纵缝的形成原因和防治措施，并结合工程案例进行分析，希望为类似工程提供经验借鉴，推动现场施工顺利完成。
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论文作者: 葛玉凤
论文发表刊物:《城镇建设》2020年3期
论文发表时间:2020/4/3
标签：桥梁论文; 新旧论文; 混凝土论文; 桥面论文; 新桥论文; 部位论文; 裂缝论文; 《城镇建设》2020年3期论文;