對(duì)新舊橋梁拼裝技術(shù)及施工工藝的探索

梁洪波

（德州市公路管理局寧津公路局，山東德州 253400）

0 前言

在橋梁建設(shè)中，新舊橋梁拼裝屬于一種常見(jiàn)施工形式，發(fā)揮著相當(dāng)積極的作用，其質(zhì)量高低將會(huì)對(duì)橋梁的使用安全產(chǎn)生直接而重要的影響。所以，對(duì)新舊橋梁拼裝技術(shù)及施工工藝進(jìn)行探索具有相當(dāng)積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某新舊橋梁拼裝工程中，原橋?yàn)閿U(kuò)大基礎(chǔ)柱式墩預(yù)制T梁橋，新橋?yàn)闃痘蕉疹A(yù)制T梁橋，無(wú)論新橋，還是舊橋，均采用規(guī)格為3×20 m預(yù)制T梁。橋梁在左側(cè)9.35～8.60 m予以不等幅拓寬，右側(cè)4.5 m予以等幅拓寬，橋頭設(shè)置10 m長(zhǎng)搭板和D80伸縮縫。

2 拼裝技術(shù)及其施工

該橋拼裝施工過(guò)程中，先對(duì)拼裝部位的舊橋予以拆除，再進(jìn)行后續(xù)的拼裝施工，即在不損傷既有橋梁整體完整性以及正常通車(chē)的條件下，對(duì)舊橋相關(guān)部分（如墩臺(tái)帽梁T梁擋塊等）進(jìn)行拆除，接下來(lái)進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的拼裝連接效果，與此同時(shí)，在T梁端以及中橫隔板位置通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉予以有效固定[1]。

2.1 墩臺(tái)帽梁T梁擋塊拆除以及拼裝

對(duì)新橋墩臺(tái)帽梁進(jìn)行施工之前，需要先對(duì)舊橋原有的墩臺(tái)帽梁進(jìn)行拆除，同時(shí)在兩者帽梁結(jié)合部位留設(shè)一道2 cm寬的施工縫，并采用瀝青麻絮予以填塞。施工示意見(jiàn)圖1。

圖1 墩臺(tái)帽梁拼裝示意圖

2.2 橋頭搭板邊緣的拆除以及拼裝

對(duì)舊橋橋頭搭板進(jìn)行拆除，拆除長(zhǎng)度為60 cm，接下來(lái)利用小型手扶夯實(shí)機(jī)對(duì)原臺(tái)背回填土進(jìn)行壓實(shí)處理，同時(shí)注意壓實(shí)度的控制，大致和新橋臺(tái)背回填土保持相當(dāng)即可（大約為96%）。達(dá)成這一標(biāo)準(zhǔn)之后，設(shè)置長(zhǎng)度為90 cm且直徑為Φ22的拉桿鋼筋以及搭板鋼筋，最后對(duì)搭板進(jìn)行混凝土澆筑。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，尤其要重視并做好以下工作：（1）搭板通過(guò)現(xiàn)澆方式施工，澆筑過(guò)程中，有必要留設(shè)規(guī)定寬度的伸縮縫；（2）對(duì)于搭板底臺(tái)背回填土而言，應(yīng)保證其超過(guò)96%；（3）應(yīng)保證新舊搭板在縱坡度以及橫坡度這兩方面保持高度一致。

橋頭搭板的拆除以及拼裝示意見(jiàn)圖2。

2.3 防撞護(hù)欄拆除以及T梁、橋面層的拼裝

對(duì)新舊橋T梁進(jìn)行拼裝之前，需要先對(duì)舊橋防撞護(hù)欄以及相應(yīng)部位的橋面鋪裝層進(jìn)行拆除，至于具體的拆除部位和量見(jiàn)圖3，待上述拆除施工完成后，對(duì)新舊橋橋面板的鋼筋進(jìn)行焊接，使其連接成為一個(gè)牢固的整體，接下來(lái)澆筑混凝土以實(shí)現(xiàn)橋面板的連接，同時(shí)予以二期恒載，澆筑結(jié)束后，便可對(duì)T梁中以及端橫隔板各自對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力螺紋鋼予以張拉，從而結(jié)束預(yù)應(yīng)力施工涉及的所有工序，即張拉施工、壓漿施工、錨固施工、封錨施工。選擇和確定預(yù)應(yīng)力材料時(shí)，應(yīng)保證其具有足夠的強(qiáng)度，本工程采用的是高強(qiáng)精軋Φ25螺紋粗鋼筋，鋼號(hào)為 15Mn3SiB，fpk=785 MPa[2]，至于錨具則選擇與該鋼筋相配套的YGM型錨具，一梁端共計(jì)需要8套。

圖2 橋頭搭板拆除拼裝示意圖（單位：cm）

圖3 舊橋防撞護(hù)欄及面層拆除示意圖（單位：cm）

在連接T梁新舊橋的施工中，尤其要重視并做好以下工作：（1）對(duì)于新建內(nèi)側(cè)T梁而言，在預(yù)制過(guò)程中，需要預(yù)設(shè)直徑為50 mm的預(yù)應(yīng)力螺紋鋼孔道；（2）對(duì)舊橋予以預(yù)應(yīng)力鉆孔施工之前，應(yīng)先行檢測(cè)并準(zhǔn)確確定舊橋T梁預(yù)應(yīng)力鋼束所處的具體位置，從而有效避開(kāi)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束的干擾，再予以鉆孔；（3）連接完成橫隔板之后，有必要以拼裝預(yù)應(yīng)力錨具為目標(biāo)對(duì)象，為其涂抹一定厚度的環(huán)氧樹(shù)脂。

新舊橋拼裝過(guò)程中，其預(yù)應(yīng)力施工示意見(jiàn)圖4。

待預(yù)應(yīng)力施工結(jié)束之后，便需要進(jìn)行橫隔板鋼筋的有效安裝，在此過(guò)程中，應(yīng)選用適宜的隔板混凝土，本工程中采用的是UEA補(bǔ)償收縮混凝土。

圖4 新舊橋拼裝預(yù)應(yīng)力施工示意圖（單位：cm）

3 施工工藝

本工程中，新舊橋梁拼裝施工工藝：墩臺(tái)帽梁拆除拼裝施工→防撞護(hù)欄以及邊緣橋面鋪裝拆除→舊橋T梁鉆孔→新舊橋預(yù)應(yīng)力施工→現(xiàn)澆新舊橋橫隔板混凝土。

以植筋施工工藝為例。植筋指的是，以既有混凝土構(gòu)件為基礎(chǔ)，借助有關(guān)工具予以鉆孔以及清孔之后，然后將鋼筋植入孔內(nèi)，并輔以高強(qiáng)粘結(jié)劑，借助粘結(jié)錨固效應(yīng)增強(qiáng)植入鋼筋承受能力的一種施工技術(shù)。應(yīng)用該方法可實(shí)現(xiàn)新舊橋梁的剛性連接，在該類(lèi)工程的拓寬施工中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

植筋工藝如下：（1）準(zhǔn)備：對(duì)被植筋混凝土面進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證其完好，通過(guò)鋼筋探測(cè)儀裝置對(duì)植筋位置混凝土中的鋼筋信息（數(shù)量以及位置等）進(jìn)行核對(duì)，同時(shí)標(biāo)記植筋的準(zhǔn)確部位，從而避免鉆孔過(guò)程中傷到既有鋼筋；（2）鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)于施工面上標(biāo)記出鉆孔植筋的具體位置，準(zhǔn)確放樣之后，使用電錘完成鉆孔操作；（3）對(duì)孔洞予以清理：鉆孔達(dá)成一定批量之后，對(duì)各孔予以有效清理，一般采用壓縮空氣加沖水的辦法進(jìn)行沖孔，最終應(yīng)確?？變?nèi)干凈；（4）鋼筋處理：確保鋼筋順直，除去銹漬；（5）配膠、注膠以及植筋：按照使用說(shuō)明科學(xué)配置植筋膠。注膠操作時(shí)，應(yīng)保證一次成功。結(jié)束后，插入符合要求的鋼筋，在該過(guò)程中，應(yīng)旋轉(zhuǎn)著將鋼筋慢慢插入孔底，讓膠和鋼筋保持充分粘結(jié)，避免孔內(nèi)膠發(fā)生外溢，與此同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循植筋同化時(shí)間表的相關(guān)要求予以操作，讓植筋膠充分且均勻地粘附于鋼筋外表面以及縫隙之中。固定完成后的鋼筋不允許再次擾動(dòng)。等度過(guò)植筋膠養(yǎng)生期之后，再開(kāi)始鋼筋的焊接以及綁扎等工作。在插筋以及養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)制定相應(yīng)的措施并予以嚴(yán)格落實(shí)，防止橋上震動(dòng)給植筋工作帶來(lái)不利影響；（6）養(yǎng)生：在自然溫度條件下養(yǎng)護(hù)，如果溫度不足5℃，則需要使用具有耐低溫特點(diǎn)的改性結(jié)構(gòu)膠，整個(gè)養(yǎng)生期通常超過(guò)18 h[3]。

4 控制措施

4.1 沉降控制

（1）拼接前，如果老橋有必要予以加固，則需要完成相應(yīng)加固之后方可進(jìn)行新舊橋梁的拼裝施工；（2）施工過(guò)程中，應(yīng)基于設(shè)計(jì)要求對(duì)樁尖沉淀土厚度展開(kāi)嚴(yán)格控制，使其不超過(guò)3 cm，即對(duì)新橋樁基可能發(fā)生的沉降予以嚴(yán)格控制；（3）新橋上部結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生一定程度的收縮以及徐變效應(yīng)，這將會(huì)給原橋帶來(lái)較大影響，同時(shí)也會(huì)影響拼接施工的進(jìn)行。為減小甚至消除這一影響，待新橋成橋結(jié)束后，應(yīng)靜置一段時(shí)間，即適當(dāng)延后拼接時(shí)間讓新橋有時(shí)間完成自身的收縮以及徐變；（4）為控制混凝土收縮以及徐變施加給上部結(jié)構(gòu)的不良影響，建議拼接縫位置的處混凝土采用C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。

4.2 標(biāo)高控制

為確保架設(shè)梁、板后橋面鋪裝頂面高程和舊橋面鋪裝頂面高程相同，在拼寬橋梁墩臺(tái)帽梁操作前，應(yīng)對(duì)高程予以嚴(yán)格復(fù)核，獲取舊橋建筑高度及其各個(gè)分層的具體厚度，施工過(guò)程中，基于各橋自身測(cè)量數(shù)據(jù)予以分析之后，可對(duì)帽梁特征點(diǎn)高程或者支座墊石高度進(jìn)行調(diào)整予以實(shí)現(xiàn)。特別需要注意的是，對(duì)支座墊石進(jìn)行澆筑之前，有必要對(duì)舊橋予以嚴(yán)格的高程復(fù)查，待核查結(jié)束且確定無(wú)誤后方可進(jìn)行。

4.3 質(zhì)量控制

（1）在切割以及鑿除原橋結(jié)構(gòu)的施工中，應(yīng)遵循不損傷結(jié)構(gòu)以及減弱實(shí)際承載能力的原則進(jìn)行。對(duì)混凝土切割面予以處理時(shí)，應(yīng)按施工縫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，予以有效鑿毛，從而為新舊混凝土的有效連接提供保障。另外，還應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求對(duì)開(kāi)槽尺寸予以有效控制；（2）應(yīng)選擇合適的植筋膠，不可允許由于鋼筋焊接而失效或者性能降低，除此之外，還應(yīng)提供國(guó)家級(jí)的耐高溫檢驗(yàn)報(bào)告；（3）在結(jié)合面位置涂抹一層界面膠，同時(shí)保證其均勻性，再進(jìn)行混凝土的澆筑。界面膠不僅具有理想的粘接力，而且具有良好的耐水性，同時(shí)還具有耐老化的優(yōu)勢(shì)，所以，在界面膠的幫助下，能夠使得混凝土表面具有足夠的粗糙度，從而便于新舊混凝土之間的充分粘連。在實(shí)際施工中，通常采用噴槍噴涂方式，施工簡(jiǎn)便，省時(shí)間，且能夠保證涂膠的均勻性，另外，還能夠最大程度避免死角的存在；（4）在澆筑鋼纖維混凝土的過(guò)程中，應(yīng)保證鋼纖維能夠均勻分布，且在結(jié)構(gòu)上具有理想的連續(xù)性，在某個(gè)需要連續(xù)澆筑的范圍內(nèi)，其澆筑操作不允許發(fā)生中斷，另外，不允許由于拌合料干澀而人為加水；（5）澆筑結(jié)束且完成初凝之后，及時(shí)灑水降溫，通過(guò)在澆注結(jié)束12 h后拆模，至于準(zhǔn)確時(shí)間則需要結(jié)合當(dāng)時(shí)溫度等相關(guān)情況予以綜合確定。拆模過(guò)程中，不可損傷底面外觀，拆模結(jié)束后及時(shí)使用土工布進(jìn)行覆蓋，同時(shí)予以灌水養(yǎng)護(hù)，讓土工布始終處于潮濕狀態(tài)并保持7 d以上。對(duì)拆卸下的模板予以及時(shí)而徹底的清理，然后涂刷一定的脫模劑以便后續(xù)備用；（6）拼接施工時(shí)間，最好選擇在夜晚進(jìn)行，因?yàn)榇藭r(shí)車(chē)流量比白天要少，施工時(shí)應(yīng)封閉舊橋靠近拼接側(cè)的一個(gè)車(chē)道，從而降低舊橋車(chē)輛荷載所帶來(lái)的不利影響。拼接結(jié)束后的第5 d，對(duì)拼接混凝土強(qiáng)度予以檢測(cè)，其強(qiáng)度不可低于80%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，滿足這一條件時(shí)，方允許恢復(fù)正常交通；（7）為保證混凝土具有良好性能，本橋梁拼裝工程中采用C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。鋼纖維這種材料可以阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展以及宏觀裂縫的發(fā)生，大幅提高混凝土本身的抗拉、抗彎、抗沖擊以及抗疲勞等諸多性能，另外，其在延性上也較為理想；杜拉纖維在混凝土中表現(xiàn)出較為理想的分散性，同時(shí)兼具化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定這一優(yōu)勢(shì)，僅通過(guò)改變混凝土本身物理結(jié)構(gòu)的途徑以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土性能的有效改善，不會(huì)和骨料、外加劑以及摻和料等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而在提高砂混凝土抗裂性能方面表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果；UEA膨脹劑，借助對(duì)配方的調(diào)整以降低堿性，有效防止水泥制品出現(xiàn)所謂的堿骨料反應(yīng)，從而大幅提高了水泥制品的性能。

4.4 安全控制

施工過(guò)程中，尤其是下方有通道的情況，應(yīng)先做封路處理，再將舊橋上需要鑿除部分的混凝土進(jìn)行有效鑿除，對(duì)混凝土渣進(jìn)行一次性徹底清理，然后再搭建施工操作平臺(tái)，防止渣塊掉落到平臺(tái)上，阻礙施工正常進(jìn)行或者掉落到通道砸傷人或車(chē)。

[1]王英.城市橋梁預(yù)制箱梁節(jié)段拼裝關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].四川成都:西南交通大學(xué),2011.

[2]陳太聰,蘇成.橋梁懸臂拼裝施工中鋼箱梁制造尺寸的確定[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2011(4):50-56.

[3]畢永清.深水橋梁鋼圍堰拼裝平臺(tái)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2013(5):68-71.