改擴建工程中新老橋拼接處施工技術研究對策

劉成

摘要 隨著城市化建設的推進，現存的部分高速公路已不能有效滿足經濟發展的要求，增強高速公路運輸能力已成為亟待解決的問題，為此，文章結合京滬高速公路新沂至淮安段擴建工程，通過分析新老橋梁拼寬方法及施工工藝，對施工過程中存在問題進行分析研究，為后續國內其他橋梁改擴建項目提供實踐經驗。

關鍵詞 高速公路;改擴建;新老橋;拼寬方法

中圖分類號 U445.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）03-0159-03

0 引言

隨著我國經濟建設的飛躍發展，交通運輸行業呈現井噴式增長[1]。據統計，國內公路總里程519萬km，公路橋梁達90余萬座[2]，大部分公路橋梁交通壓力日益加重，在這種背景下，拓寬老舊公路橋梁成了緩解公路擁堵現狀、提高公路通行能力的一種有效途徑[3]。

大量現存的高速公路已無法有效滿足“十四五”對高速公路發展的要求，同時拆除重建又是對經濟的浪費和資源的破壞，因此對現存公路橋梁進行升級改擴建更貼合當下經濟綠色發展要求[4]。在升級擴建過程中，對于新老橋梁的拼接、拼寬，及橋梁拓寬后的性能及使用壽命的變化更是改擴建工程中的要點[5-6]，該文以京滬高速公路新沂至淮安段改擴建工程為例，結合我國當下新老橋梁拼寬的技術資料，對京滬高速公路的新老橋梁拼接縫處施工技術和存在問題進行分析研究。

1 工程概況

京滬高速公路是交通運輸部規劃的“首都放射線”中的“第二線”，是國家南北交通大動脈之一，起于北京，終至上海，沿途跨越山東、江蘇等六省市，為我國經濟發展做出了巨大貢獻。研究工程為京滬高速公路新沂至淮安段擴建工程JHK-SY1標段起于新沂市與宿遷市市界處，途經宿遷市沭陽縣潼陽鎮、廟頭鎮、扎下鎮，終點位于扎下鎮沈魏中溝南側，全長18.771 km。其中大、中、小橋12座，匝道道橋1座，支線上跨橋2座。全線采用雙側拼寬為主的總體擴建方案，按雙向八車道高速公路標準擴建，路基寬度42 m，設計速度120 km/h。

2 新老橋梁拼寬施工方法探討

高速公路在改擴建過程中需要考慮多種因素：橋梁拼寬方式、道路拼寬方式、造價高低、征地數量及技術要求等。新老橋梁拼接采用一側或者雙側拼寬，形成新老橋共同工作的組合受力體系。

通過查詢國內外橋梁結構特點可知，橋梁整體式拼寬連接可根據上部結構和下部結構連接方式分為三種：上下部結構均連接（上下均連）、上部結構連接下部結構不連接（上連下不連）、上下部結構均不連接（上下不連）[7-8]。

2.1 上下部結構均連接（上下均連）

該方案主要借助植筋方式實現新老橋梁的有效連接，其目的是使得新老橋梁上下部結構連接為一體，協同受力。但由于新老橋梁上部結構變形具有差異化，新老橋混凝土收縮徐變不同，使得加寬橋與老橋下部結構存在一定沉降差，導致新老橋上部梁板、下部墩臺及基礎產生較大的附加應力。易造成新老橋梁蓋梁、墩臺等處出現結構裂縫。因此該方案主要應用于箱梁橋和T梁橋拓寬，其優點是使得新老橋成為一個整體，橋面受力較為均勻，其缺點就是植筋有一定技術難度，新老橋梁板鏈接區域因為差異化沉降差易發生裂縫的危險。

2.2 上部結構連接下部結構不連接（上連下不連）

該方案是指僅將新老橋梁上部結構通過橫向連接方式連接成整體的方法，而下部結構處于分離狀態的連接方式。通過將橋體上方梁板連接，而下方的橋梁基礎相互獨立。優點是新老橋下部結構單獨受力，互不影響。其缺點是新老橋上部結構建筑材料性能齡期不一致，使得新老橋的上部結構變形不一致，加寬新橋與老橋下部存在差異沉降。

2.3 上下部結構均不連接（上下不連）

該方案是指橋梁在新老橋拼寬區域上下部結構全部分離，分別處于獨立受力狀態，互不影響。主要用于加寬區域能夠獨立設車道并經分隔帶分離的建筑，其優點是由于新老橋上下部結構處于獨立受力結構，并留有一定縫隙，新老橋上方基礎沉降和收縮徐變影響較小，其缺點是因為車體的活載情況，加寬的橋梁其沉降比舊橋大，鋪裝區域極易出現縱向裂縫和橫向錯臺，不易修復。

基于以上三種不同的連接方案，通過綜合比較發現上連下不連結構最為合理，其次是上下均連結構，而上下均不連結構易導致新老橋連接部位出現橫向錯臺和縱向裂縫。因此通過參考相關試驗規范及專家論證，將以上下均連結構和上連下不連結構的橋梁拼寬方式進行施工。

3 新老橋梁拼接處施工工藝

3.1 施工準備

（1）運輸路線。為保證施工過程中的新老橋梁拼接處施工質量，結合整體施工計劃，對臨時施工道路進行維護，對軟弱地段進行換填護理，同時為了避免出現臨時狀況導致混凝土無法順利澆筑，應準備不少于3條路線進行澆筑。

（2）測量放樣。施工前，安排測量人員復核測量老橋標高及新橋標高，按照5 m一個點進行測量。同時測量放樣拼接縫處橋面標高，按照3 m一個點進行測量。

（3）技術準備。施工前，組織參與施工的技術人員召開安全技術交底會議，講解質量要求、施工質量控制措施和安全注意事項，并要求嚴格按照設計圖紙施工。

3.2 施工工藝流程

新老橋梁拼接處施工工藝分別為新老橋拼接部位混凝土切割鑿除、混凝土現澆橋面板鋪裝鑿毛、鋼筋網安裝、模板安裝、混凝土澆筑、灑水養護及質量驗收等。

3.2.1 老橋拼接部位混凝土切割鑿除

采用砂包、設置防護網等方式設置臨時鋼護欄。對護欄進行豎向切割，開口根據吊裝能力確定切口的間距。然后進行水平向切割，從橋外側往內側進行，以便于控制。水平向切割高度位置確定應進入板頂現澆混凝土1～2 cm。翼緣切割劃線定位應考慮在理論切割線往外側1～2 cm，以便為按施工縫處理留有余地，同時對一片板翼緣（或護欄）的切割一次連續完成。

3.2.2 混凝土現澆橋面板鋪裝鑿毛

混凝土現澆面板的鑿除先劃線定位，按設計施工圖紙的尺寸要求進行，對老橋構造的鑿除采用無振動切割技術，不允許采用風鎬，避免破壞鋼筋和梁板，鑿除注意控制鑿槽的深度，避免破壞鋼筋網片及梁板，切割深度應高于鋼筋網片，剩余部分由小錘手工鑿除，拼接部位新、舊板斷面的混凝土表面按施工縫處理，去除混凝土表面松動的骨料、碎塊，再用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去。處理后的混凝土表面凸凹不平度不小于6 mm。

3.2.3 鋼筋網安裝

檢查植筋端面，按施工縫進行鑿毛處理，在現澆層鑿槽后，對作業面進行清理浮渣、沖洗的作業;對切割面、板頂面進行檢查，有裂縫及缺陷要采取措施。配備沖擊鉆（配植筋孔徑對應鉆頭）、鋼筋探測儀、吹氣泵、氣槍、植筋膠注射器、毛刷（或鋼筋刷）等機具。并經過鉆孔、清孔、鋼筋處理、配膠和注膠、插筋、焊接等一系列過程進行植筋施工;縱向主筋與箍筋安裝過程中注意搭接長度和控制橫向間距，按圖紙要求控制箍筋位置;隨即在鋼筋網鋪設前及時清理安裝部位底部混凝土殘渣等雜物，鋪設過程中保證搭接長度、保護層厚度，不露筋。

3.2.4 模板安裝

受橋梁線型及新老橋梁間距等因素影響，應根據實際情況進行模板加工，加工過程中模板采用新竹版制作工藝，按實測寬度劃分段落并依次編號，避免錯縫。模板加工時采用反吊工藝按照編號安裝，并在安裝過程中對端頭模板、底板拼縫處進行穩固處置，模板與空心板拼縫處用泡沫膠封堵，模板結合部位合縫止漿。

3.2.5 混凝土澆筑

澆筑前及時安排人員對新老橋的側面噴灑一層界面劑，涂刷應均勻，不得有漏刷。混凝土采用廠拌法，并對廠拌的混凝土進行檢查，確保混凝土拌和均勻、粘聚性、保水性和坍落度符合規范要求，不出現離析、泌水等現象。罐車運輸至現場濕接縫澆筑時，利用插入式振動器人工分層震動密實，并在振搗過程中采用“快插慢拔”方法確保振搗部位達到混凝土停止下沉、不再出現氣泡、表面平坦泛漿后再提出振動棒。保證振搗時間，避免漏振、欠振或過振。同時植筋及模板部是振搗的關鍵部位，現場應派專人進行振搗，確保該結合部處的混凝土振搗密實。

3.2.6 灑水養護

混凝土收面結束后使用薄膜、土工布覆蓋在濕接縫處表面，并保證約2 h一次的灑水養護7天，確保均勻潮濕。

4 施工質量控制

4.1 混凝土原材料

考慮到新老橋拼接縫的耐久性目的，混凝土設計時不應過于追求高強度和大彈性模量，宜適當降低早強劑摻量，降低新老橋拼接縫開裂風險。該次施工所用C50補償收縮鋼纖維防水混凝土配合比設計。原材料規格型號及廠家見表1。

4.2 混凝土配合比用量

共計對新老橋接縫處混凝土進行了兩次配合比驗證，兩次混凝土配比詳情見表2。

4.3 混凝土抗壓、抗折強度

分別對兩次配比下的混凝土進行24 h、36 h、40 h及44 h標準養護和同條件養護后，其抗壓、抗折強度見表3。

混凝土配比下的44 h抗壓強度相差較大，抗折強度相差較小。配比1標養和同養抗壓強度隨強度呈線性增長，而配比2標養和同養強度在到達36 h后趨于穩定，后期抗壓強度幾乎無增長。在試件達到44 h后，配比1抗壓強度約為配比2的1.3倍，配比1抗折強度約為配比2的0.95倍。綜合對比在抗折強度相差較小情況下，選取配比1為混凝土最優設計配比。

5 施工中存在問題

在對新老橋梁拼接處施工過程中存在3類問題：

（1）模板沒有足夠的剛度和穩定性，混凝土施工過程中模板脫落。

（2）模板與混凝土之間間隙偏大。

（3）模板拼縫錯臺嚴重且存在跑膜變形問題。

改進措施：

（1）問題1：每節模板采用4根ф16 mm螺栓拉桿進行固定，兩節模板搭接處各1根，中間兩根;安裝時在梁面濕接縫上橫擔2根60 mm鋼管，模板通過螺栓拉桿與鋼管固定，拉桿外套ф30 mm PVC管，以便拉桿的拆除。

（2）問題2：模板安裝完成后，安排專人對模板安裝進行檢查，對于間隙較大及時調整模板，間隙小及時采用高標號砂漿進行封堵，杜絕采用泡沫膠封堵，同時封堵完成后進行檢查，做好清理工作。

（3）問題3：加強模板支立檢查工作，嚴格按方案要求采用拉桿反吊。

6 結論

該文結合京滬高速公路新沂至淮安段擴建工程，通過采用合適的施工工藝及技術措施，新老橋拼接處施工質量達到設計和施工驗收規范的要求，總結施工過程中存在的問題，并將關鍵技術進行匯總，能有效提高施工效率，強化施工質量控制。

參考文獻

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