1/工程概况
项目主线全长209. 8公里,采用双向八车道高速公路标准建设。其中, 起点至赵县西封斯互通44. 8公里为新建;西封斯互通至终点段165公里利用现 有高速公路采用沿旧路两侧加宽的方案进行扩建。同时,建设邯郸绕城公路东 南段37. 9公里,按双向四车道高速公路标准建设。
2/桥梁拼接应注意的问题
桥梁拼接的施工应严格按照施工图设计文件和相关规范的要求进行,避免因施工不当造成以下情况:
1、新旧桥梁差异沉降过大引起主梁和铺装层内附加应力增加,造成桥面纵向裂缝。新建拼接桥梁采用桩基础,若为摩擦桩并适当加长桩基长度,以减少沉降;桩基础施工时严格控制沉淀层厚度,减少钻孔灌注桩的沉降;
2、加宽桥梁混凝土、拼接缝混凝土收缩徐变引起桥梁拼接处开裂。拼接缝混凝土采用钢纤维补偿收缩性混凝土,减少混凝土收缩影响;
3、尽可能延长桥面现浇混凝土层和拼接缝混凝土浇注的间隔时间,以使新建桥梁的大部分桩基沉降、混凝土收缩徐变能够完成。
3/改扩建工程桥涵拼接方式
高速公路原有桥梁一般以部分预应力混凝土空心板,预应力混凝土连续箱梁等结构为主。涵洞以圆管涵、盖板涵和箱涵为主,通道以箱式通道和板式通道为主。
桥梁、涵洞和通道一般采用两侧拼接,采用“同结构、同类型、同跨径、上联下不联”的方式进行拼接。
4/改扩建工程桥涵拼接方案
1.空心板桥和板式通道,一般采用切除旧桥边板翼缘板,新桥内边板的翼缘处预留钢筋和旧桥翼缘处的植筋进行焊接,采用现浇湿接缝连接成整体。
2.连续箱梁桥,一般采用切除部分翼缘板,新桥内边梁的翼缘板、横梁端头预留钢筋和旧桥翼缘处、横梁处的植筋进行焊接,采用混凝土弱刚性连接。
3.管涵的拼接加宽,一般采用管涵或者箱涵接长的方案,并做好拼接部位的防水。
4.板涵、箱涵和箱通,一般采用涵接涵、箱接箱的方案,接口设置2cm沉降缝,并用沥青麻絮配合止水带填塞。
5/拼接加宽新桥的平纵面控制
桥梁拼接施工前需要复测旧桥的坐标和高程,计算并复核其在图纸上的位置和标高是否正确。
1、平面控制:最终纵向和横向误差不大于2㎝
2、分部控制如:桩位、柱位,盖梁中心线误差控制按桥梁规范执行,必须确保最终的平面位置偏差满足拼接要求。
3、高程控制:确保拼接缝钢筋连接平顺,拼接缝混凝土断面尺寸、桥面混凝土铺装层厚度满足设计要求。
4、为了确保平面控制的要求,新拼桥梁桩位放样时必须双控:
(1)按照施工图设计给定的桩位座标放出桩位,然后将旧桥墩台盖梁的边线延长,边线延长后与按施工图实放桩位中心拟合,误差超过范围必须调整座标确保新旧桥误差在允许范围内。
(2)对于大中桥要求每3孔拟合一次,以确保桩位准确。
5、高程调整最终在支座垫石上调整到位,浇注支座垫石前必须对旧桥进行高程复查,为了保证拼接质量,旧桥的高程应以梁板翼缘板端头底部高程为准。
6/拼接加宽新桥桩基施工
1、加宽拼接的新建桥主要采用桩基础,桩基施工时应确保老桥结构不受损伤。
靠近老桥的桩基不宜采用冲击钻成孔工艺,应选择干扰小的成孔工艺,例如:回旋钻、旋挖钻等工艺。
若地质条件限制必须采用冲击钻工艺时,要严格控制冲程以降低振动,并采取有效措施保护老桥桩基和老路堤的安全。
2、为控制桩基础差异沉降,必须严格控制灌注桩尖沉淀层厚度,摩擦桩0.15d~0.2d(d为桩径),支撑桩零沉淀。
3、钻孔、清孔、终孔时,泥浆比重应控制在1.25~1.35范围内,防
止泥沙沉淀和胶泥过多,以及出现塌孔影响旧桥桩基或基础。
4、采取措施缩短桩基钢筋笼安装时间,安装完成后及时进行泥浆循环,防止泥沙沉淀过多和出现塌孔。
5、在浇注混凝土前,降低泥浆比重达规范要求,必须严格检查孔底的沉淀层厚度,超出范围必须二次清孔。
拼接施工时若要局部拆除旧桥下部结构,如桥台的耳墙、一字墙,以及挖除旧桥锥坡等,要求必须采取临时防护措施保护桥台后的路基稳定。
可以根据具体情况采取不同的防护方法,例如:可采用喷锚护面方法,钻孔插入锚杆,喷射细骨料混凝土固土,固土厚度控制1.0~1.5m,确保旧路堤在拼接施工中保持稳定。
7/拼接加宽新桥上部结构施工
梁(板)的预制:
(1)采取措施,使混凝土的收缩徐变减少到最小程度,防止混凝土收缩徐变引起桥梁拼接处开裂。
① 骨料一般对水泥浆的收缩起制约作用,采用低吸水率、高弹模的骨料对混凝土将产生低的收缩和徐变。
② 采用高品质水泥,在保证混凝土强度和施工和易性的条件下尽量减少水泥用量,试验证明在满足混凝土强度的条件下,水泥用量越大收缩徐变越大。
③ 严格按照混凝土标准配合比设计组织施工,并严格控制混凝土坍落度,混凝土坍落度越大收缩徐变越大。
④ 加强混凝土的养生,保证混凝土在养生期处于湿润状态,以减少混凝土干缩和水化热徐变。
⑤ 加载龄期对混凝土徐变有非常显著的影响,加载龄期愈小,水泥水化愈不充分,混凝土的强度愈低,混凝土的徐变也愈大。
梁板现场存放堆码高度应严格控制,箱梁不应多于2层,空心板不宜多于3层;梁板架设时混凝土龄期不应小于28天,且混凝土强度满足设计要求。
梁(板)的架设:
施工中保证梁板架设位置准确和梁板支座受力均匀,是桥梁拼接施工的关键。
(1)对即将架设的每片梁板要进行全面检查,包括几何尺寸、混凝土强度、应力、应变、反拱度和拼接面的凿毛等。
(2)架设前对支座垫石进行最后一次检查,检查梁板底楔形垫块质量,支座钢板粘结,橡胶支座型号是否满足要求。
(3)规范架设工艺,确保梁体的全部支座均匀受力。
(4)架设完成后,应及时检查新旧桥拼接面是否对称,否则应及时进行处理,以确保拼接质量。
桥面系施工:
(1)梁板架设完成后,应及时对拼接加宽新桥的湿接缝(头)、隔板、横梁、负弯矩、桥面混凝土铺装等完成施工,需体系转换的完成体系转换。
(2)加强桥面系混凝土质量,及混凝土的养生,以及负弯矩预应力张拉控制,以减少
(3)待新桥桥面系施工完成后30~50天后,方可进行拼接施工,确保新桥有一定的自然沉降和混凝土收缩徐变时间,在这期间应进行新旧桥沉降的观测。
8/新旧桥梁拼接施工
新旧桥拼接施工的条件:
(1)拼接加宽新桥桥面系完成施工,并经过30~50天自然沉降和混凝土收缩徐变期。
(2)新旧桥拼接前,新旧桥观测的工后沉降差≤5mm (二等水准),当沉降差>5mm时要分析其原因,会同设计单位共同研究拼接方案。
(3)旧桥需要进行病害处理、补强加固的,必须完成旧桥的病害处理、补强加固后才能进行新旧桥的拼接。
(4)新旧桥拼接施工宜由专业的施工队伍完成,现场技术人员、操作工人已进行岗前培训,熟悉施工要点和控制指标;首件工程已完成认可,并能指导后续工程全面施工。
旧桥拼接部分混凝土的拆除:
主要设备:墙锯(圆盘锯片直径750mm~900mm,切割深度310mm~380mm,可以平锯、也可以立锯,额定功率≥32KW),也可以选择线锯,圆盘锯片和线锯条应选择钻石级锯片和锯条。除此之外比较先进的是用高压水进行切割。
旧桥翼缘板部位采用高压水切割,定位准确,不损伤需要保留的混凝土和钢 筋,速度快,破除效果好,保证新旧桥梁拼接质量。
混凝土拆除施工程序
墙式护栏:①用立锯的方法将护栏锯成小段增加切割的临空面。②多点平行切割破碎清渣。③护栏根部留2~3cm,人工凿除找平。
翼缘板:①划线定位。②采用立锯的方法将翼缘板一次切割到位。③要设置防落装置,防止翼缘板整块脱落,造成安全事故。
桥面铺装: ①用钢筋探测仪测定并在铺装上标注钢筋位置;②用立锯的方法避开钢筋,纵横向锯成多小块,锯缝深小于实际原桥面铺装层厚度;③凿除锯成小块的铺装层混凝土;④修理拼接线成规则的几何线型。
(3)混凝土拆除注意事项:
① 不准损伤非拼接部位的混凝土。
② 不能损伤需保留拼接的钢筋。
③ 不准采取锤击、爆破等对旧桥震动影响大的拆除方法。
④ 拆除施工不能影响原有道路的交通安全、桥下通航、行人和行车安全等。
(4)拼接面的处理:
① 竖向拼接面和水平向拼接面,都必须进行凿毛处理,使表面的粗糙度不小于6mm。
② 用钢刷清除混凝土表面粘着的污染物,并用高压水、压缩空气将混凝土表面碎屑、浮浆及尘土清洗干净。
旧桥拼接部位植筋:
植筋是指利用电锤钻孔,在设计部位,按设计孔径钻至规定深度后,进行清孔,再注入植筋胶,插入钢筋,使钢筋与混凝土通过植筋胶粘在一起,以满足结构传递受力要求。
(1)植筋的工具:冲击钻(配足设计植筋孔径相对应的钻头)、钢筋探测仪、吹气泵、气枪、植筋胶注射器、毛刷(或钢丝刷)。
(2)植筋胶性质要求:固化后抗压强度≥80Mpa;固化后粘结强度≥18Mpa ;收缩率<0.02%;锚固力满足设计要求;耐温性能-30°~60°以内,强度不降低;耐湿性,相对湿度90%以内。
(3)植筋工艺流程:准备→钻孔→清孔→孔干燥→孔除尘→钢筋处理→配胶→灌胶→插筋→养生。
(4)植筋注意事项:
① 检查被植筋混凝土表面是否完好,用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置,以便钻孔时不致于碰到钢筋,核对、标记植筋部位。
② 利用电锤钻孔,孔的深度一般为钢筋直径的10d,严禁使用气锤钻孔,防止出现混凝土局部疏散、开裂。
③ 钻孔成批量后,清除孔内灰尘,利用压缩空气或用水清孔,用毛刷刷三遍、吹三遍,确保孔壁无尘。
④ 植筋采用的钢筋,要求采取机械切断,用钢丝刷除去锈渍,并用乙醇或丙酮清洗干净,凉干使用。
⑤ 根据植筋胶使用说明、种类要求进行配胶,注胶要一次完成,将胶枪注胶嘴插入孔底,注入孔内约2/3即可。
⑥ 插入钢筋时需用手旋转着缓缓插入孔底,使胶与钢筋全面粘结,并防止孔内胶外溢。
⑦ 在室温下自然养护,养护期间禁止扰动钢筋,养生时间一般在24小时以上。
⑧ 植筋施工应控制时机,一般宜在连接部位施工之前进行,避免植入钢筋长期暴露锈蚀,否则要采取防锈措施。
植筋的质量验收:
① 破坏性试验(施工前的试验):现场先选取不参与受力、非重要位置进行植筋,达到强度要求后,进行抗拔试验,检验标准以钢筋屈服或混凝土被拉裂为合格,然后才可以批量生产。
② 现场抗拔试验(施工后的验收试验):为非破坏性抗拔试验(即达到设计值),同规格的钢筋每100根随机抽样一组,每组为3根,进行试拉,如达到安全拉力钢筋不被拉出,说明植筋施工质量合格。
植筋分项工程的质量检验评定标准:
①基本要求:
植筋胶产品须采用质量可靠、性能指标符合设计要求的产品,同时须附有厂家的质量检测报告,每一批抽样一组进行试验检测。
植筋的钢筋品种规格、技术性能应符合现行的国家标准。
钢筋植筋前必须进行除锈、清洗、晾干。
②实测项目:见下表。
③外观鉴定:植筋后的部位无混凝土破碎、裂缝等现象,不符合要求时扣3~5分;植筋孔填充饱满,无松动的空洞和缝隙等现象,不符合要求时扣3~5分。
桥梁拼接混凝土:
(1)混凝土的技术要求
① 拼接缝混凝土采用钢钎维补偿收缩性混凝土,通过试验确定配合比。
② 混凝土骨料采用低吸水率、高弹模的骨料,最大粒径不超过结构厚度的1/4。
③ 钢纤维为钢锭铣削型钢纤维,其抗拉强度应不低于600Mpa,钢纤维的长径比为30~40。
④ 应采用半干硬性混凝土,以减少混凝土的收缩徐变。
⑤ 混凝土拌和必须采用强制式混凝土拌和机,为防止钢纤维搅拌时结团,应采用先干后湿的拌和工艺。
(2)混凝土浇注施工
① 在拼接部位混凝土浇筑前,必须保持拼接部位相应的新、旧主梁(板)充分湿润,但不得有积水。
② 接缝混凝土:支立底板吊模(紧贴梁体不出现漏浆)→钢筋整形安装→清洗杂物→润湿新老混凝土的接触面→依次从桥孔中向两端浇注混凝土→振动密实形成粗面→养生混凝土。
③ 铺装混凝土:清理底板、冲洗干净保持湿润→绑扎钢筋→检查报验→依次浇注混凝土→覆盖养生。
④ 新旧桥梁联结面涂刷一道界面胶,防止新老混凝土接合面开裂,在浇注前涂刷,在胶体固化前完成混凝土浇注。
台背回填质量控制
台背及基坑回填之前对槽底进行专项验收,确保槽内无虚土,填料采用液态粉煤灰。
下调桥头搭板位置
搭板位置下调后,刚性桥面与路基之间由原来刚性直接过渡到柔性路基变为刚性-半刚性-柔性,防止桥头跳车。
9/总结
随着我国高速公路发展,原设计路面宽度已经不能满足今天日益增长的交通量,高速公路改扩建工程越来越多,通过石安改扩建工程,我们学习和借鉴了扩建标成功的施工经验,为我们以后改扩建施工提供了很好的技术指导。