李宏偉
(山西路翔交通科技咨詢有限公司,山西 太原 030006)
隨著交通量的日益增長,國內(nèi)部分高速公路的服務(wù)水平已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)有的交通需求,必須進(jìn)行加寬和新建;鑒于政府不斷加大基本農(nóng)田保護(hù)力度,嚴(yán)格控制用地指標(biāo)、提高征地拆遷補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)、增加被征地農(nóng)民社會保障費用等原因;加寬成為節(jié)省用地指標(biāo)的首選。橋梁作為高速公路的主要構(gòu)造物,橋梁的拼接顯得尤為重要。
(1)一般情況下采取同跨徑、同結(jié)構(gòu)進(jìn)行加寬拼接。
(2)為提高拼接處構(gòu)造的可靠性,在連接縫處加強(qiáng)配筋,在舊橋結(jié)構(gòu)連接處采用植筋技術(shù)。
(3)采取增加樁長,預(yù)壓新建結(jié)構(gòu),延遲接縫澆注時間等措施控制新建橋梁的基礎(chǔ)沉降。
(1)沈陽—大連高速公路始建于1984年,完成于1990年,當(dāng)時的沈大線全長375 km,由于建設(shè)時間早,屬于我國最早建設(shè)的高速公路之一,無論設(shè)計施工或施工管理都十分匱乏,工程質(zhì)量沒有十分完整的保障體系,一切都是摸著石頭過河,在后來的加寬過程中,設(shè)計人員深感質(zhì)量“一般”,道路1990年通車,不久路面就出現(xiàn)病害,至1997年路面已經(jīng)到了不得不大修的程度,但是大修銑刨的路面廢料白白扔掉感覺十分可惜,沈大路地形又十分平坦,不如加寬成車道,將廢料用做路基填料和路面基層填料,從此沈大路的加寬提到了議事表上。
1999年底前期研究正式開始,至2001年8月完成可行性研究,于2002年破土動工,2004年8月29日竣工通車。至加寬通車以來,沈大路運營情況良好,改造十分成功。
由于沈大路所處地形優(yōu)越,地勢平坦,橋隧比例很低,受制約的路段僅在大連段的海灣特大橋和韓家?guī)X隧道,因此,加寬方式為全線以兩側(cè)拼寬為主,受限制局部段落建設(shè)分離路基。
(2)滬寧高速公路設(shè)計速度120 km/h,原建設(shè)規(guī)模為標(biāo)準(zhǔn)四車道高速公路,路基寬度為28 m,改造后為42 m,改造工程前期研究開始于2003年,前期研究費時2年。滬寧江蘇段建設(shè)時間為2001—2004年,上海段為2006—2008年(目前尚未通車)。
加寬方式為以兩側(cè)拼寬為主,受限制局部段落建設(shè)分離路基。受限制段落主要指跨徑在50 m以上的大橋、特大橋,例如連續(xù)剛構(gòu)等。
從目前通車的加寬段看,運營情況良好,改造十分成功。
國內(nèi)橋梁拼寬目前基本采用剛性連接,有“上下均相連”和“上連下不連”兩種方式,前者指上部與下部都用植筋的方式連接起來,新舊橋上下部形成一個不可分割的整體,適用于地基條件好、沉降小、跨徑小的橋梁,沈大高速公路在擴(kuò)建時,橋梁拼接采用了這樣的方式;“上連下不連”是將上部剛性連接,下部不進(jìn)行連接,滬寧高速公路擴(kuò)建時橋梁拼寬全部采用了“下不連”的方式。從運營情況來看,效果都十分理想,沒有出現(xiàn)沉降差異拉裂連接部位的現(xiàn)象,但“下不連”的方式顯然可靠一些,即便出現(xiàn)微弱沉降,也能通過鋼筋等材料彈性變形等消解,如果出現(xiàn)拉裂新舊結(jié)合部等最不利情況也可采取手段進(jìn)行維修。
橋梁拼接新結(jié)構(gòu)建設(shè)(從基礎(chǔ)至橋面板吊裝完畢)首先應(yīng)提前路基1年完工,給新建的橋梁留出一定的自然沉降時間,新結(jié)構(gòu)建成后不急于連接,待自然沉降(約1年)完成后,方對其上部梁板用濕接縫現(xiàn)澆連接,濕接縫連接時,先將舊橋邊板的翼板鑿掉,用螺紋鋼植筋上下兩道(植筋長度、直徑、間距按規(guī)范計算確定,滬寧路為Ф16的螺紋鋼,間距15 cm),然后澆筑混凝土(20 cm厚)。另外,處在濕接縫之上的鋪裝層進(jìn)行鋼筋加密(10×10網(wǎng)格),最后澆筑橋面鋪裝,澆筑橋面鋪裝前將舊橋的橋面鋪裝瀝青層全部鑿除,混凝土層鑿除寬度1 m,待新舊橋濕接縫澆筑完后,鋪設(shè)濕接縫橋面加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)和橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)片,澆筑橋面混凝土鋪裝層,然后統(tǒng)一鋪筑瀝青層。
預(yù)應(yīng)力砼箱梁拼接的做法基本同空心板,就工藝操作而言較空心板還應(yīng)簡單,因為箱形梁的連接本身就采用濕接縫,因此,新舊橋的連接也就沒有什么特殊之處。理論上,新舊橋連接的濕接縫較原來舊橋或新橋本身的濕接縫還要窄一些,受力上應(yīng)好一些,拼接也好作處理。
需要說明的是,在新舊橋連接鑿除邊板翼板和橋面鋪裝時,容易將舊橋板損壞,有時會出現(xiàn)鑿漏舊板等情況,有時在鑿除后發(fā)現(xiàn)舊板原來就有損壞情況,因此,施工控制應(yīng)盡可能細(xì)致嚴(yán)格,即便如此,根據(jù)其他高速公路加寬的經(jīng)驗,也經(jīng)常有這樣那樣的情況發(fā)生,例如在拆除過程中會發(fā)現(xiàn)原來沒有發(fā)現(xiàn)的橋梁病害現(xiàn)象,比如板內(nèi)鋼筋銹蝕、保護(hù)層混凝土脫落等現(xiàn)象,或新舊連接時,發(fā)現(xiàn)新舊橋邊板撓度不同等情況,均應(yīng)先處理后連接,因此,在估算費用中,應(yīng)考慮一部分維修舊橋面板和更換舊板的費用。
無論采用“上連下不連”,還是“上下均相連”,都建立在一個理論基礎(chǔ)上,即新舊橋不存在差異沉降,或沉降差異在可控或變形可接受的范圍內(nèi)。
因此,根據(jù)地質(zhì)資料,按照《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTG 63—2007)4.3.4條分層總和法,并結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007—2002)附錄R計算樁基礎(chǔ)最終沉降量。
計算結(jié)論為按照原橋樁長,群樁樁基最終沉降量(計入樁身壓縮量)在6 mm左右,如果適當(dāng)增加樁長(約5 m),最終沉降量將小于2 mm。結(jié)合國內(nèi)目前加寬成功的高速公路經(jīng)驗看,目前計算的最終沉降量對拼接部的受力產(chǎn)生的影響很小,或不影響橋梁結(jié)構(gòu)。
通過上面的介紹,橋梁的拼接雖有一定的經(jīng)驗,但還有待于進(jìn)一步的研究和發(fā)展。