高速公路改扩建桥梁拼宽关键技术0201301

高速公路改扩建工程辽宁省交通规划设计院二〇一二年四月桥梁拼接施工技术及质量控制主要汇报内容一概述二桥梁拼接的主要形式三桥梁拼接设计要点四桥梁上部梁板的连接五桥梁拼接施工技术六桥梁拼接施工工艺七桥梁下部拼接施工工艺八混凝土裂缝修补技术九桥梁拼接交通组织一概述高速公路改扩建工程桥梁设计，随着桥梁结构型式和构造的不同，其技术特点和难点也不尽相同，我们提倡因地制宜，结合桥梁改扩建工程的特点，灵活掌握，采用成熟、合理的工程技术。桥梁拼宽主要影响因素1）桥梁的基础工程普遍受新旧基础沉降差异的影响，进而影响着桥梁拼接加宽的结构受力。2）尤其是预应力混凝土梁桥，新旧预应力混凝土的变形对桥梁拼接施工具有重大的影响。3）新旧桥梁拼接区域的构造及施工技术直接影响着桥梁拼接区域的细部构造和施工质量。4）预应力混凝土连续箱梁、T梁拼接加宽的影响因素更为复杂，如新旧梁混凝土收缩、徐变差异、基础沉降、拼接连接型式和拼接部位荷载作用等，因此，结构分析计算非常重要。一概述二桥梁拼接的主要形式1、新旧桥梁采用上、下部结构均不连接的方式“上下不连”的方式适应大交通量情况下不中断交通的新的拼宽方法，可有效确保“边加宽、边通车”。施工难度小，上部梁板不同步变形将会造成连接部位沥青铺装层破坏形成纵向裂缝。边梁板直接承受车轮荷载，受力大且不利。曾经在广佛高速公路扩建中采用。主要优缺点新老结构之间留工作缝，桥面沥青砼铺装连续摊铺2、新旧桥梁采用上、下部结构均连接的连接方式“上下均连”的方式不适应大交通量情况下不中断交通的桥梁拼宽，连接时需外侧封道，影响交通。加宽桥与原桥之间联系成为整体，减小各种荷载作用下新老桥连接处产生过大的变形。但加宽桥基础沉降大于老桥沉降时，产生的附加内力较大，将会使下部构造中帽梁、系梁等连接处产生裂缝，上部连接处也可能产生裂缝。主要优缺点二桥梁拼接的主要形式3、新旧桥采用上部连接，下部分离的连接方式“上连下不连”的方式适应大交通量情况下不中断交通的新的拼宽方法，可有效确保“边加宽、边通车”。加宽桥与原桥的下部结构相互不产生影响，上部构造连接对下部构造产生的内力影响很小。但新老桥下部的不均匀沉降将直接影响上部结构拼接位置的受力。主要优缺点充分考虑新老桥梁拼接部位两侧梁的变形和刚度协调一致，采用下部分离。上部结构相邻梁板刚性连接，避免出现纵向接缝。二桥梁拼接的主要形式本项目高速公路拓宽工程中一个特点是“边施工、边通车”，桥梁拓宽工程也要做到保证道路的基本正常通行。为此需要根据不同的桥梁梁板形式采用相应的工程措施，使梁板的拼接既保证了工程质量同时也保证了正常的通车营运。三桥梁拼接设计要点采用措施提高桥梁的横向联系，使新旧桥梁协同受力—上部梁板横向刚接，对T梁、小箱梁等增设横隔板;设计考虑对新桥基础留有一定量的富余承载力，原桥为浅基础的，如为可压缩性土，新桥可采用桩基。桩基础施工时严格控制沉淀层厚度，以便降低沉降量，减少新旧桥梁的沉降差。新桥上部梁板应尽早安装，并尽可能推迟新旧桥梁拼宽湿接缝混凝土的浇筑时间，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。三桥梁拼接设计要点拼宽桥梁的上部结构，采用上部结构连接的形式进行梁板拼接，新拼接桥梁的跨径、梁（板）形式、高度上一般情况下尽可能与老桥保持一致——目的减少新旧桥上部刚度差。拼接采用新老桥行车道梁板刚性连接的方式，但是，采用此方法的施工难点是在接缝混凝土现浇施工后到需要的强度期间，车辆荷载不能作用在相应的会引起位移的梁板上，因此常规上应该封闭交通、车辆改由另一幅双向行驶——为减少对通车的影响，应确定合适的浇注方式、浇注时机和先进的工艺、材料等。三桥梁拼接设计要点为满足“边施工、边通车”的需要，空心板梁的连接采用方法是：拆除老桥外侧护栏及边板悬臂，在老桥外侧边板上种植连接钢筋，连接钢筋与新板预埋钢筋进行焊接，然后连接老桥与新拼桥的桥面铺装钢筋。四桥梁上部梁板的连接空心板结构的拼接9×1542.511间距15cm45×3N316M10螺栓、螺母及垫圈原空心板间距15cmN6A3钢板80×10mmN5间距15cm7186051015101172.912间距15cm（预埋）166N1、N1'164新拼空心板N2长度=L12N457.55×3空心板拼接主要构造四桥梁上部梁板的连接拆除老桥外侧护栏，凿除老桥外侧边梁的外翼板砼，保留翼板内钢筋，在对应的横隔梁位置种植外侧横隔梁钢筋，立模现浇外侧横隔梁，安装拼宽桥梁的工、T、空心板梁，用钢板和高强螺栓连接拼接处两侧梁的横隔梁，完成拼宽桥梁间的横隔梁连接，再立模浇筑拼接处现浇桥面板。完成新老桥梁间的直接连接T梁结构的拼接四桥梁上部梁板的连接方案二（刚性连接）方案三（刚性连接）方案四（铰接）T梁连接主要构造四桥梁上部梁板的连接拼宽后，新桥混凝土徐变作用可使老桥跨中、支点的弯矩作用变大，但徐变作用效应占设计内力比重不大。新拼接部分的收缩引起轴力和横向弯矩作用，横向弯矩数值较小，可忽略。轴力引起的最大拉应力较小，影响不大。在新、旧T梁间加设横隔梁后，新、旧T梁间桥面板受力和裂缝宽度均较小。新旧基础整体沉降差作用下端横隔梁的受力最不利，新旧混凝土收缩徐变作用下，一联两端的横隔梁受力最不利。T梁连接主要受力特点四桥梁上部梁板的连接拼宽部分采用整体现浇板，新旧结构间通过现浇湿接缝连接该方案结构整体性及横向受力性能均较好，便于运营期间的养护管理。小跨径板连接主要构造四桥梁上部梁板的连接五桥梁拼接施工技术旧桥防撞墙、护栏的拆除混凝土桥面铺装的凿除与浇注上部梁板拼接抗扰动措施上部梁板拼接施工流程补充收缩混凝土技术要求植筋工艺流程及要求更换支座工艺及要求伸缩缝的维修与更换破损梁板的更换小跨径板的加固本节主要内容防撞墙的拆除防撞墙采用切割工艺予以拆除，严禁使用风镐等拆除设备，以防止对原有上部梁板造成损坏五桥梁拼接施工技术1、新桥桥面铺装混凝土宜先期浇筑，预留横向钢筋与旧桥连接。2、原桥面混凝土铺装层可采用风镐等进行凿除，出露的原梁板顶面必须充分凿毛，并有一定的凸凹度（一般不小于6mm），植入剪力键钢筋，进行充分冲洗后铺设钢筋网（连接缝处横向钢筋应加强），后浇筑连接缝处铺装混凝土，并进行充分养护。3、连接缝处铺装混凝土应采用补偿收缩混凝土，为提高铺装混凝土耐久性（抗腐蚀和耐冻性），减少收缩裂缝，建议新浇筑混凝土中掺加硅灰和聚丙烯纤维。五桥梁拼接施工技术混凝土桥面铺装施工剪力键筋勾在纵横向钢筋上新旧桥横向钢筋采用焊接连接4、如原桥铺装混凝土出现开裂、受盐腐蚀或梁板铰缝渗水严重、个别梁板破损严重，需要更换等问题时，建议原桥桥面混凝土全部凿除，并凿除原梁板间铰缝混凝土，重新浇筑。5、铺装混凝土施工应选择合适的温度，夏天时应选择当天低温时施工，浇筑后，应及时洒水并覆盖养护，防止混凝土干缩裂缝。铺装混凝土施工五桥梁拼接施工技术6、凿除铺装混凝土时，如对原空心板顶板造成破坏，应查清空心板板顶厚度不足范围，并全部凿除，安装底模后浇筑混凝土修复。空心板顶板局部厚度过薄（预制时气囊上浮导致），凿除桥面铺装时容易露空吊装顶板底模，恢复钢筋，浇注砼修复空心板桥面混凝土铺装吊装顶板底模，恢复钢筋，浇注砼修复空心板吊模修复顶板横断面凿除厚度不足范围的顶板五桥梁拼接施工技术铺装混凝土施工为保证行车状态下浇筑混凝土的质量，在浇筑纵向接缝混凝土之前，临时用型钢固定纵向接缝两侧新、老梁板，随后浇筑纵向接缝及桥面铺装砼，待砼达到设计强度，拆除临时固定的型钢，从而实现新、老桥间的直接连接。外侧行车道封闭，限制重载限制桥上车速现浇段采用抗扰动混凝土等现浇段和桥面铺装砼早强半幅通行五桥梁拼接施工技术上部梁板拼接抗扰动措施五桥梁拼接施工技术上部梁板拼接抗扰动措施凿除原边板翼缘原边板植入钢筋架设加宽侧新梁板浇筑纵缝外桥面铺装砼新旧梁板横向钢筋连接凿除原板顶铺装砼铺设后浇带铺装钢筋一次性浇筑补充收缩混凝土空心板拼接工艺流程五桥梁拼接施工技术空心板拼接施工流程原桥翼缘板凿除不得采用切割工艺，应保留原有梁板横向钢筋，如原有钢筋腐蚀或折断，应加焊钢筋进行连接。凿除面混凝土不得有松动和破碎，浇筑混凝土前必须清洗干净凿除面。梁板植筋采用的植筋胶及植筋工艺必须满足相关规范要求。新旧梁板横向钢筋必须采用焊接连接，焊缝长度需满足规范要求，不得采用绑扎和点焊的连接方式。应加强对后浇纵向缝混凝土养护。凿除原边梁部分翼缘架设加宽侧新T梁旧T梁腹板钻孔布筋新旧梁横隔板翼缘钢筋焊接浇筑新旧梁横隔板砼凿除原梁顶铺装砼铺设后浇带铺装钢筋一次性浇筑补充收缩混凝土T梁拼接工艺流程五桥梁拼接施工技术T梁拼接施工流程要求对老桥边T梁，往往拆除防撞墙后，实测边梁中间拱值较原设计值增加较大，如加宽侧梁已安装，并作了部分横向联结，则需对新架设梁整体进行顶升，抬高支座，使新梁顶标高与老T梁标高对应，便于横向拼接。为避免此类问题发生，需：先拆除老边梁防撞墙，再安装新梁，调整新梁标高，并进行新梁横向连接，最后进行新旧桥连接。4~8cm五桥梁拼接施工技术T梁拼接施工流程要求补充收缩混凝土技术要求补偿收缩混凝土的限制膨胀率≥0.025膨胀剂掺量应根据设计要求确定的膨胀率，并根据现场实际采用的材料经混凝土配合比实验确定。配合比实验的限制膨胀率可比设计值高0.005%，试验时没立方米混凝土膨胀剂用量可采用40～60kg。补偿收缩混凝土的水胶比不宜大于0.5掺膨胀剂混凝土的胶凝材料最少用量（水泥、膨胀剂和掺合料的总量）应不少于350kg/m3。五桥梁拼接施工技术掺膨胀剂的补偿收缩混凝土，其设计和施工应符合行业标准《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178的有关规定。其中，对暴露在大气中的混凝土表面应及时进行潮湿养护，养护期不得少于14d；冬期施工时，构件拆模时间应延至7d以上，表层不得直接洒水，可采用塑料薄膜保水，薄膜上部再覆盖岩棉被等保温材料。主要技术要求施工养护要求新旧梁板间纵向后浇连接带要求采用补偿收缩混凝土植筋前应进行拉拔试验强力旋入钢筋并保证孔口溢胶植筋应采用专用设备、材料植筋工艺流程六桥梁拼接施工工艺植筋工艺流程及要求植筋定位、钻孔为避免钻到既有钢筋，钻孔前应先使用钢筋探测仪探测钢筋的位置和埋深，钻孔过程中，若碰到结构钢筋，不可打断或破坏，应另行在附近选孔位。植筋钻孔不得采用金刚钻，应采用冲击钻。清洁孔壁、钢筋先将喷嘴伸入成孔底部吹入洁净压缩空气，将硬毛刷插入孔中，往返旋转清刷，反复不小于3次植筋对植入钢筋上的锈迹、油污进行除锈与清理。植筋前用丙酮或工业用酒精擦拭孔壁、孔底和植入钢筋。植筋用胶黏剂应采用专用灌注器或注射器灌注，灌注量一般为孔深的2/3，并保证在植入钢筋后有少许胶黏剂溢出。注入胶黏剂后应立即单向旋转插入钢筋，直至达到设计的深度，锚孔内胶黏剂应饱满，植入钢筋不得有松动。静置固化胶黏剂完全固化前24h，不得触动或振动已置钢筋，以免影响其黏结性能。植筋工艺流程及要求六桥梁拼接施工工艺严禁采用将胶黏剂直接涂抹在钢筋上植入孔中的植筋方式。废孔处理：施工中钻出的废孔，应采用高于构件混凝土一个强度等级的水泥砂浆或锚固胶黏剂填充，并孔内插入钢筋。孔深必须保证大于或等于15D（D为钢筋直径）。如构件保证不了深度，应根据设计人员或甲方要求处理，但需有书面说明。配胶一定按比例秤量准确，不允许随意添加各种辅料。冬季施工时，如需加热，只能对甲组份胶均匀加温，加热后再与固化剂配合，温度控制在20℃左右。植筋施工工艺满足《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）及《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T-J22-2008）要求。植筋应做拉拔试验，满足相关规范要求。六桥梁拼接施工工艺植筋工艺流程及要求内层钢板断裂，支座被压溃并产生弯曲或扭曲。支座表面橡胶剥离掉块，加劲钢板外露，支座周边出现外鼓或凸凹不平。支座剪切角tanα≥0.7（α≥35°）或当活载加载时，橡胶支座变形≈0。支座表面裂纹多余30～40条，宽度2～3mm，或侧面产生的水平裂纹，长度超过边长的50%。永久压缩变