山區二級汽車專用公路改擴建為一級高速公路橋梁加固利用的技術探討

曹超

摘要：隨著我國經濟的蓬勃發展，帶動的物流業和汽車制造業隨之迅猛發展，對公路的運營現狀提出了嚴峻的考驗。從90年代初到21世紀初期，我國西南片區部分省份修建的多條二級汽車專用公路，經過多年的運營，目前已不堪重負，已開始進入全面改擴建和加固維修的時期。其中，尤以舊有橋梁的改擴建維修加固改造利用尤為重要。

關鍵詞：山區二級公路；改擴建；橋梁加固；技術探討

前言

本文以貴州省都勻至新寨二級汽車專用公路改擴建為一級高速公路工程實例為例，都新公路全長118.783公里，原二級設計行車速度為60km/h，路基橋梁寬12.0m，設計荷載標準為汽車一超20、掛車一120；都云至新寨改擴建工程按4車道高速公路標準改擴建，設計時速80km/h，整體式路基寬度為12.25m，利用舊路部分維持12m。改擴建路線利用原有橋梁，所在舊橋梁附近路線縱、平面技術指標擬合原有路線技術指標，在原路上的利用橋梁平面位置不需變更，為滿足高速公路要求，主要對超高作相應調整。

在改擴建原設計方案中，為使橋梁荷載達到一級高速公路荷載，必須對沿線所有橋梁進行維修改造加固。設計部門采用的原方案是對T梁、工字梁體增大下馬蹄截面（空心橋梁板全部拆除，重新預制安裝），然后在橋面鋪裝鋼筋砼，上鋪輕質瀝青砼調平層后再鋪瀝青砼橋面。在方案實施過程中，業主、監理和施工單位發現，如用這一方案對橋梁進行加固，有幾個方面的技術限制和困難在施工中無法解決和突破，而且加固后，將給橋梁帶來長期可怕的質量和安全隱患。

其技術難點如下：第一，增大下馬蹄截面，砼澆注施工難于實施灌模：第二，新舊砼在收縮徐變和受力影響在界面上會形成一個施工縫，難以有機緊密的結合；第三，原方案破壞了橋梁的原始結構，打開下馬蹄截面的時候，在施工過程中。由于大面積的結構鋼筋焊接，可能會造成橋梁的斷裂及橋梁混凝土大面積的損傷：四是增大下馬蹄截面的方案，采用的是要在橋面上鋪裝一定設計厚度的輕質瀝青砼調平層，而輕質瀝青砼不僅難于配制而且抗壓強度不高，重交通情況下極易被破壞，而且每跨T梁增加的自重多達90～100噸，極端情況下多達200余噸，大大增加了梁體的自重和荷載。原本增大下馬蹄截面，在橋面上鋪裝輕質瀝青砼調平層的主要目的，就是為了抵抗由二級汽車專用公路荷載到一級高速公路荷載的要求。但由于增加梁體的自重，增大下馬蹄截面，只能起到承擔梁自身重量的作用：同時由于橋梁上部荷載的增加，而橋梁下部結構墩柱和基礎卻沒有相應的增加，勢必會引起原已平衡的體系結構發生相對應的變化，如山區橋梁高位墩柱在上述情況下，極易發生大位移量，對橋梁造成安全隱患，如上圖所示。

針對上述實際情況，都新公路改擴建工程指揮部經過多方論證，多方咨詢要求在保持橋梁的原始結構基本不改變的情況下，又能減輕橋梁二期加固恒載的技術方案對橋梁進行加固，同意采納由中交三公局橋梁特種工程有限公司提供采用同步頂升旋轉抬高梁體以調整路基橋面標高的的差異，同時采用增加橋梁預應力橫隔梁來增加T梁、工字梁的橫向聯系，以此增加橋梁的整體剛度，從而使原有橋梁由二級公路改擴建成一級公路的目的。橋面中部凸。兩邊是傾斜。橋梁兩端路面橋高差異大。施工過程中使用計算機同步頂升控制系統將橋梁梁體整體頂升到一定設計高程，以橋梁的中軸為旋轉軸，著力將梁體頂升到設計高度。橋面標高基本一致，然后澆注支座墊石，安裝支座調平契型鋼板，安放支座，進行同步落梁，然后銑刨橋面中凸部原混凝土橋面，再植筋鋪裝鋼筋砼和涂刷防水層，最后鋪裝橋面瀝青砼，這樣通過同步頂升旋轉抬高梁體，只調整加高橋梁支座墊石，增加橋梁橫隔板來進行橋梁加固，可比原設計方案減少橋梁單跨二期加固恒載85%的自重，極大的滿足了由原二級汽車專用公路改擴建一級高速公路橋梁承載力的要求，同時不破壞原橋梁任何主體結構，不給改擴建加固后的橋梁運營還留下任何安全隱患，而且施工質量和施工時間有質的提高和快捷，加固橋梁比原設計施工時間提前二個半月，既經濟又實用。

都新公路橋梁原設計加固施工方案和橋梁同步頂升旋轉加高梁體的施工方案對比。

通過頂升旋轉加高橋梁體后，極大的提高舊橋加固施工質量和進度，避免了橋梁加固施工中對橋梁形成新的質量及安全隱患，極好的節約了生產成本。隨著我國多條高速公路的改擴建以及路面翻新橋梁頂升旋轉此項技術的施工工藝已相當成熟完善，值得大力推廣和普及。