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摘要:隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,公路交通的運(yùn)輸量大幅度增長,車流量越來越大,原有道路通行能力趨于飽和,對原有道路的改擴(kuò)建施工是今后幾年公路建設(shè)的重要組成部分。在對道路的改擴(kuò)建施工中,往往需要對新舊橋梁進(jìn)行拼接施工,而影響拼接的因素有以下幾種:(1)老橋沉降相對過大;(2)新橋基礎(chǔ)沉降;(3)新橋上部結(jié)構(gòu)收縮、徐變;(4)后澆拼接混凝土收縮、徐變;(5)、原橋的車輛荷載。
關(guān)鍵詞:拼接、沉降、收縮、徐變
Abstract: along with the development of national economy, highway traffic traffic volume increased, more and more cars, the original road traffic capacity tend to be saturated, the expansion of the original road construction is in the next few years is an important part of highway construction. In the construction of roads and expansion, it is often required to new and old bridge construction Mosaic, and influence factors of joining together have the following kinds: (1) the old bridge settlement relative too big, (2) the new bridge foundation settlement; (3) xinqiao upper structure shrinkage, creep; (4) the pouring concrete shrinkage, creep joining together; (5), the original bridge vehicle load.
Keywords: joining together, settlement, shrinkage, creep
中圖分類號:U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
0、 前言
目前我國經(jīng)濟(jì)正進(jìn)入工業(yè)化、信息化的跳躍式發(fā)展階段,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,需要方便、快捷、安全的交通服務(wù),高速公路對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的促進(jìn)作用是越來越明顯。高速公路具有運(yùn)量大、速度快、輻射遠(yuǎn)、效率高等特點(diǎn)和優(yōu)勢,不僅帶動了運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的改善和運(yùn)輸效率的提高,而且也促進(jìn)了沿線產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平也會越來越高,尤其是在沿海和中部地區(qū)伴隨經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,汽車越來越多,為了滿足這些地區(qū)交通量增長的需要,對已有高速公路的拓寬改建顯得十分必要,尤其是國家的土地資源相對缺乏,相對于改建公路來說,加寬舊路路基能充分利用原有路基,縮短建設(shè)周期,又少占建設(shè)用地。現(xiàn)以廣深高速公路虎門(太平)立交至五點(diǎn)梅立交段交通改造工程為案例分析。
1、 工程概況
太平立交主線橋擴(kuò)建部分左線起終點(diǎn)樁號:LK60+608.66~LK62+301.04,全長為1692.38m;右線起終點(diǎn)樁號:RK61+055.34~RK62+260.72,全長為1205.28m。新舊橋拼接采用上連下不連方案進(jìn)行拼接(L05、L06號墩處為上下均連),新舊橋上部結(jié)構(gòu)通過拼接形成整體共同受力,下部結(jié)構(gòu)分離,獨(dú)立受力。經(jīng)計(jì)算:擴(kuò)建橋基礎(chǔ)沉降控制在3mm以內(nèi),半年后實(shí)施拼接,收縮、徐變完成后,新舊橋各項(xiàng)控制指標(biāo)均滿足相應(yīng)規(guī)范要求。考慮工期要求,若不能達(dá)到半年后拼接要求,也應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況,盡量延遲拼接時間,拼接后加強(qiáng)觀測和保養(yǎng),減少拼接病害的影響。
2、 施工工藝流程
設(shè)置臨時護(hù)欄→植筋→架梁→鑿除翼板及結(jié)合面鑿毛→鋼筋焊接、綁扎→立模→噴界面膠、澆筑混凝土→拆模、養(yǎng)生
3、 拼接方式
(1) T梁拼接
T梁拼接采用剛接方案,通過橫隔板和翼緣板將新舊結(jié)構(gòu)的主肋拼接起來,以消除整體撓度差;新舊結(jié)構(gòu)間的橫隔板采用部分預(yù)制+部分現(xiàn)澆的施工方法。施工時按設(shè)計(jì)要求將舊橋邊緣橋面鋪裝鑿開,新舊混凝土接觸面鑿毛處理,露出骨料成荔枝皮狀,按圖紙要求完成鋼筋植入及焊接,再在指定位置上按要求涂刷界面膠,綁扎鋼筋,澆筑C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土,待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后攤鋪橋面鋪裝,完成拼接。
(2) 空心板及空心板與現(xiàn)澆板拼接
采用懸臂剛接方案, 其施工工序:
a) 架設(shè)擴(kuò)建橋預(yù)制板,并施工好非拼接范圍內(nèi)的橋面整體化層。
b) 在作好交通組織的前提下,切除原橋防撞欄,鑿除原橋整體化層及部分原橋懸臂,并保留原橋整體化層鋼筋。拼接準(zhǔn)備工作,先在原橋邊板上預(yù)植入鋼筋,將原橋邊板鑿毛至露出骨料,使邊板拼接面成荔枝皮狀.同時按設(shè)計(jì)的位置在擴(kuò)建橋拼接板預(yù)埋拼接鋼筋。
c) 當(dāng)預(yù)埋鋼筋和植入鋼筋水平搭接時,凡搭接長度<10d或預(yù)埋鋼筋和植入鋼筋垂直高差>1d時須加設(shè)U型鋼筋焊接處理且U型鋼筋務(wù)必水平、長邊緊靠鋼筋彎曲大的一邊(一般為擴(kuò)建橋這邊),然后鋪入面層鋼筋后澆筑拼接縫。擴(kuò)建橋整體化層的橫橋向鋼筋應(yīng)與原橋相應(yīng)鋼筋綁扎,以利新舊橋的拼接。
d) 澆注C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。
(3) 框架橋拼接
采用縱向伸縮縫拼接的方式。其施工工序:
a) 拼接準(zhǔn)備工作,先在原框架橋懸臂下方預(yù)植入鋼筋;將原橋邊板鑿毛至露出骨料,使拼接面成荔枝皮狀,澆筑懸臂下部C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。
b) 施工擴(kuò)建現(xiàn)澆框架橋,注意預(yù)留縱向伸縮縫槽口。
c) 在作好交通組織的前提下,切除原橋防撞欄,鑿除原橋整體化層,安裝對應(yīng)位置的伸縮縫縱向鋼筋,伸縮縫安裝、鋼筋預(yù)埋及植筋均應(yīng)按產(chǎn)品說明書進(jìn)行。
(4)現(xiàn)澆板與現(xiàn)澆板拼接
當(dāng)原橋現(xiàn)澆板無懸臂時,采用橋面板鉸接的方式進(jìn)行拼接。其施工工序:
a) 施工擴(kuò)建橋現(xiàn)澆板,并按拼接圖預(yù)留拼接槽口及拼接預(yù)留鋼筋。
b) 在作好交通組織的前提下,切除原橋防撞欄,鑿除原橋拼接槽口,并保留原橋鋼筋。按圖紙要求完成植筋、鋪鋼筋后澆筑C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。
4、 施工工序及注意事項(xiàng):
(1)、植筋按《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)的植筋技術(shù)要求進(jìn)行,植筋時應(yīng)先探明梁體內(nèi)的鋼筋位置,要求避開梁體內(nèi)的鋼筋。植入鋼筋抗拔力經(jīng)過檢測滿足抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后進(jìn)行新橋的架設(shè)。
(2)、當(dāng)參數(shù)B>50cm時,在端橫隔梁下設(shè)置GYZ D200*56支座,支座具體位置由現(xiàn)場實(shí)際情況確定,全橋共計(jì)支座30個。拼接前要對原橋進(jìn)行全面仔細(xì)檢測,確保原橋結(jié)構(gòu)無任何問題后(如有結(jié)構(gòu)隱患問題,及時拆除,采取補(bǔ)救措施)。
(3)、拼接底模采用竹膠板加10×10cm方木,采用上下Φ16mm對拉螺桿分別從拼接上下主體外通過,上面使用10×10cm方木支承,對拉螺桿橫橋向間距約為40cm、順橋向每塊竹膠板布3道即間距約為60cm。
(4)、在澆筑混凝土前一定要先使用噴槍噴界面膠,在任何情況下,均不允許在界面膠干固后再直接澆筑新拌混凝土,因界面膠在其固化前的膠凝狀態(tài)時與其他材料貼合才能對其他材料進(jìn)行粘結(jié),否則將不會有任何粘結(jié)力。若涂刷的界面膠已經(jīng)干固,應(yīng)再次涂刷界面膠,并重復(fù)以上施工工藝。
(5)、拼接完畢后應(yīng)注意加強(qiáng)觀察和養(yǎng)護(hù),預(yù)防支座脫空等病害。
5、 控制措施
(1)、沉降控制
①、拼接施工之前,若老橋需要補(bǔ)強(qiáng)加固的,必須完成老橋的加固后才能進(jìn)行新老橋的拼接。
②、施工時嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制樁尖沉淀土厚度不大于3cm,控制新橋樁基的沉降。
③、新橋上部結(jié)構(gòu)收縮、徐變對原橋的影響是決定拼接時間的關(guān)鍵因素之一,為減小新橋收縮、徐變對舊橋的影響,新橋成橋后須放置一定時間,即推遲拼接時間使新橋收縮、徐變獨(dú)立完成來減小新橋收縮、徐變對舊橋的影響。
④、為盡可能減少拼接縫后澆混凝土收縮、徐變對上部結(jié)構(gòu)的影響,拼接縫處混凝土采用C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。
(2)、標(biāo)高控制
為控制架設(shè)梁、板后的橋面鋪裝頂面高程與原橋橋面鋪裝頂面高程一致,在拼寬橋梁墩臺帽梁施工前,應(yīng)復(fù)核高程,核查原橋的建筑高度的各分層厚度,施工中依據(jù)各橋具體情況測量分析后,可通過調(diào)整帽梁特征點(diǎn)高程或支座墊石的高度來實(shí)現(xiàn)。尤其注意在澆注支座墊石前必須對老橋進(jìn)行高程復(fù)查,報(bào)監(jiān)理核查無誤后才能澆注支座墊石。
(3)、質(zhì)量控制
①、對原橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割、鑿除時,應(yīng)嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)不被破壞(不出現(xiàn)裂縫等)、不降低承載能力的原則進(jìn)行,對混凝土切割面須按施工縫處理,須鑿毛,以保證新老混凝土可靠連接。開槽尺寸也需嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求予以控制。
②、植筋膠必須保證植入鋼筋具有耐高溫可焊性,即采用的植筋膠不能因鋼筋的焊接而失效,降低其性能,且需要有國家級耐高溫測試報(bào)告。
③、在結(jié)合面處均勻涂抹界面膠,然后再澆 注混凝土。因?yàn)榻缑婺z具有超強(qiáng)的粘接力,優(yōu)良的耐水性,耐老化性,通過使用界面膠,可以使混凝土表面變得粗糙,可增加新舊混凝土的粘接。由于采用噴槍噴涂,施工方便、快速,能把界面膠均勻涂在舊的混凝土表面,防止死角沒有噴涂界面膠。
④、鋼纖維混凝土澆筑時應(yīng)保證鋼纖維分布的均勻性和結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,在一個規(guī)定連續(xù)澆筑的區(qū)域內(nèi),澆筑施工過程不得中斷,在澆筑過程中不得因拌合料干澀而加水。
⑤澆筑到位達(dá)到初凝后立即進(jìn)行灑水降溫,一般澆注完12小時后開始拆模,具體時間應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的溫度等情況進(jìn)行酌情調(diào)整。拆模時注意不要損壞底面外觀,拆模后立即用土工布覆蓋并灌水養(yǎng)護(hù),保持土工布潮濕狀態(tài)7天以上。拆下的模板及時進(jìn)行清理打磨,并涂刷脫模劑備用。
⑥、拼接施工應(yīng)盡量選擇在晚上車流量較少時進(jìn)行,施工時應(yīng)封閉原橋靠近拼接側(cè)的一個車道,減少原橋車輛荷載的影響。拼接施工完成5天后,拼接混凝土強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時,方可解除車道封閉,恢復(fù)正常交通。為減少交通封閉時間,建議在拼接用鋼纖維加杜拉纖維混凝土中加入適當(dāng)UEA低堿膨脹劑。
⑦、為了提高混凝土的性能,本次施工采用C40鋼纖維加杜拉纖維加UEA混凝土。其各種材料的性能如下:鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成,顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能,具有較好的延性;杜拉纖維在混凝土中具有極好的分散性,并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,只依靠改變混凝土的物理結(jié)構(gòu)而改善砼的性能,不與骨料、外加劑、摻和料、水泥等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是一種非常有效的提高砂漿及混凝土抗裂能力的卓越手段;UEA膨脹劑,通過調(diào)整配方降低堿性,避免了水泥制品的堿骨料反應(yīng),優(yōu)化了水泥制品的性能。
(4)、安全控制
由于該加寬段跨越S358國道、樹田村道等村道,施工時特別是下方有通道時,應(yīng)先封路把舊橋須鑿除部分砼鑿掉,一次性清理混凝土渣,再搭設(shè)施工平臺,避免渣塊掉落在施工平臺上,難以清理干凈,并且容易掉落通道砸傷人或車。
6、 結(jié)論
(1)、由于鋼纖維、杜拉纖維、UEA低堿膨脹劑、界面膠及噴槍的應(yīng)用,使本工程新舊橋的沉降與混凝土收縮、徐變以及原橋車輛荷載的不利影響得到了有效的控制,達(dá)到設(shè)計(jì)上的要求。
(2)、施工結(jié)果證明了本工程的新舊橋剛性拼接是成功的,大大增強(qiáng)了該路段的通行能力,有效地減少了交通事故的發(fā)生或堵車的現(xiàn)象。
(3)、本工程施工實(shí)踐可為類似新舊橋拼接的擴(kuò)建工程提供參考。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 公路工程行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn).《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008).人民交通出版社,2008
[2] 國家標(biāo)準(zhǔn).《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50367-2006). 中國建筑工業(yè)出版社,2006
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