樊浩天，樊世群

(西安市政建設(shè)(集團(tuán))有限公司,陜西 西安 710075)

0 引 言

隨著城市發(fā)展越來(lái)越快，原有城市交通基礎(chǔ)設(shè)施跟不上車(chē)輛增加的速度，且過(guò)去建設(shè)的橋梁，因?yàn)檐?chē)道數(shù)的制約，也影響車(chē)輛的通行數(shù)量。另一方面，由于橋梁往往是交通匯集點(diǎn)，此處的通行效果直接影響整體的通行能力。為了緩解城市交通壓力，迫切需要拓寬城市橋梁；但拆掉舊橋重新建設(shè)新橋，受到現(xiàn)有交通流量制約和污染、場(chǎng)地等因素的限制，實(shí)施困難。因此，在原址上加寬現(xiàn)有橋梁，是現(xiàn)實(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)中采取的一項(xiàng)方案措施，在城市橋梁建設(shè)中日益重要。

1 工程概述

西安市北二環(huán)與太華路立交橋始建于1999年，原有橋梁為雙向4車(chē)道，跨南北東西走向，交通方向單一，不能充分實(shí)現(xiàn)立交橋的疏導(dǎo)交通作用。

為了改善北二環(huán)太華路的交通狀況，經(jīng)多方研究分析，認(rèn)為原位加寬橋體、增加轉(zhuǎn)向車(chē)道、實(shí)現(xiàn)車(chē)流的4個(gè)方向交通疏導(dǎo)的方案為較優(yōu)方案。但是，加寬橋體存在以下問(wèn)題：一是由于原橋面沉降已經(jīng)穩(wěn)定，而后加橋面沉降還未穩(wěn)定，會(huì)造成成型后的橋面連接部位撕裂；二是橋體存在2種連接方式——橋體上下均連接或上部連接下部不連接[1]：橋體結(jié)構(gòu)上下均連接在一起，橋體的整體性好，活載在新舊橋之間分布均勻，橋體上部構(gòu)造相互連接、下部構(gòu)造不連接，該方式技術(shù)成熟，施工便捷，運(yùn)營(yíng)病害少，養(yǎng)護(hù)及施工費(fèi)用低。權(quán)衡利弊，最終選擇上部構(gòu)造連接、下部構(gòu)造不連接的橋體連接方式。

2 具體施工方案

橋體加寬的具體步驟為：切割舊橋護(hù)欄，預(yù)壓及沉降檢測(cè)，焊接新舊橋連接鋼筋，澆筑UEA混凝土。

2.1 切割舊橋護(hù)欄

為了減輕破除舊橋的噪音和粉塵對(duì)環(huán)境的影響，選擇采取繩鋸機(jī)切割的方式拆除舊橋護(hù)欄[2]。經(jīng)過(guò)比對(duì)和優(yōu)選，選擇DSM-10A型金剛石繩鋸機(jī)來(lái)進(jìn)行舊橋護(hù)欄的拆除，具體工藝過(guò)程如圖1所示。先進(jìn)行劃線和定位，確定切割橋體部分和繩鋸的切割路線，在切割過(guò)程中通過(guò)操作控制盤(pán)來(lái)調(diào)整切割的參數(shù)，保證金剛石繩鋸運(yùn)轉(zhuǎn)線速度在18 m·s-1左右；另一方面，要保證沖洗液量在冷卻金剛石繩的同時(shí)也可把磨削下來(lái)的粉屑帶走。切割操作要做到設(shè)備、參數(shù)、速度均穩(wěn)定。采用M16膨脹螺栓固定繩鋸的主腳架及輔助腳架，確定切割形式后將金剛石繩索按照一定的順序纏繞在主動(dòng)輪及輔助輪上，要注意繩子纏繞的方向與主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)方向一致。

圖1 繩鋸機(jī)切割步驟

為了確保切割繩在同一個(gè)平面內(nèi)，通過(guò)控制盤(pán)調(diào)整主動(dòng)輪提升張力，繃緊金剛石繩，啟動(dòng)循環(huán)冷卻水，再啟動(dòng)另一電動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪帶動(dòng)金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。在切割過(guò)程中時(shí)刻注意機(jī)座，觀察其穩(wěn)定性；隨時(shí)觀察導(dǎo)向輪，若有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整，以確保切割繩在同一平面內(nèi)。

2.2 預(yù)壓及沉降檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，新橋建成后需預(yù)壓空置3～6個(gè)月時(shí)間，待沉降基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行新老橋濕接縫混凝土的澆筑。在同一截面分別布置4個(gè)觀測(cè)沉降點(diǎn)(圖2)，中梁2個(gè)點(diǎn)，邊梁的2個(gè)點(diǎn)，在每跨L/3、L/2、L2/3處及橋墩處布置。在點(diǎn)位處固定觀測(cè)桿，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測(cè)，同一點(diǎn)每10 d觀測(cè)1次。本工程舊橋沉降已穩(wěn)定，經(jīng)多次驗(yàn)算，在保證原截面尺寸及配筋的要求下，新、舊橋梁之間差異沉降控制在5 mm內(nèi)可滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全受力。經(jīng)過(guò)沉降驗(yàn)算，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降在5 mm范圍內(nèi)，均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可實(shí)施新、舊橋連接。

圖2 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置

2.3 翼板部分鑿除及連接

為了保護(hù)舊翼板內(nèi)的鋼筋不被損壞，需提前確定鋼筋的位置。鑿除舊橋翼板部分時(shí)，應(yīng)采取分段多點(diǎn)平行作業(yè)組織施工，用鋼筋探測(cè)儀找到鋼筋的空隙，畫(huà)線定位(圖3)；從橋外側(cè)向內(nèi)開(kāi)鑿，鑿除時(shí)可先用風(fēng)鎬鑿至距翼緣根部3～5 cm處，對(duì)鋼筋間隙中不容易脫落且不易繼續(xù)用風(fēng)鎬破除的混凝土塊，采用小型電鉆進(jìn)行鑿除；鑿除翼板混凝土后需對(duì)翼板鋼筋進(jìn)行修整。

圖3 鋼筋畫(huà)線定位

2.4 焊接新舊橋連接鋼筋

焊接在準(zhǔn)備澆筑濕接縫前進(jìn)行，不宜過(guò)早焊接；鑿除后翼板鋼筋保留長(zhǎng)度需不小于300 mm，以保證焊接質(zhì)量；如部分鋼筋破壞嚴(yán)重則采取植筋措施，以便與新橋預(yù)留鋼筋進(jìn)行連接。

2.5 UEA混凝土縱向拼接

2.5.1 UEA混凝土控制裂縫原理

新舊橋梁連接時(shí)，為防止連接處出現(xiàn)裂縫，采用UEA混凝土進(jìn)行澆筑。UEA混凝土體積膨脹時(shí)，受到配置的鋼筋和混凝土中骨料及其他限制物對(duì)膨脹的限制，從而在混凝土中產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力能夠不同程度地抵消混凝土開(kāi)裂的拉應(yīng)力[3-4]。同時(shí)UEA膨脹劑還改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔減少、變細(xì)，增加了致密性。因此，在限制條件下，UEA混凝土的膨脹變形能夠有效地避免或減少混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂，從而增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗裂、抗?jié)B及整體穩(wěn)定性能。

2.5.2 UEA混凝土配合比設(shè)計(jì)

為防止出現(xiàn)裂縫，UEA混凝土配合比設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試配、調(diào)整，UEA混凝土設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50。其中水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥；碎石為5～20 mm連續(xù)級(jí)配，砂為中砂，細(xì)度模數(shù)2.5，級(jí)配良好；采用UEA-H高效膨脹劑，聚羧酸高性能減水劑，每立方米添加90 kg鋼纖維，設(shè)計(jì)坍落度為140～180 mm。具體配合比見(jiàn)表1。UEA混凝土的配合比必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的膨脹率，摻量為膠凝材料的10%，水中14 d限制膨脹率不小于1.5×10-4，水中14 d轉(zhuǎn)空氣中28 d限制收縮率不大于3×10-4。

表1 UEA混凝土配合比

2.5.3 UEA混凝土施工注意事項(xiàng)

嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量及施工配合比。拼接部位的混凝土表面按施工縫處理，去除松動(dòng)的骨料、碎塊，再用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去[5-7]。處理后的混凝土表面凹凸度不大于6 mm。

2.5.4 UEA混凝土的施工及工藝要求

新、舊橋梁縱向拼接縫混凝土施工質(zhì)量的好壞，是新、舊橋面能否共同受力的關(guān)鍵，圖4為混凝土澆筑工藝流程。在澆筑過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的控制?；炷聊Y(jié)時(shí)間過(guò)短，則水泥的水化反應(yīng)較快，混凝土早期收縮現(xiàn)象較明顯；混凝土凝結(jié)時(shí)間太長(zhǎng)，則膨脹的膨脹能大部分消耗在塑性階段。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，UEA混凝土的終凝時(shí)間宜在10～12 h內(nèi)。為此，UEA混凝土終凝前，白天可采取導(dǎo)行交通，夜間可封閉舊橋12 h，盡量減少周?chē)h(huán)境擾動(dòng)對(duì)UEA混凝土早期強(qiáng)度的影響。

圖4 混凝土澆筑工藝流程

澆筑時(shí)混凝土的自由落距應(yīng)控制在2 m以?xún)?nèi)，振搗要均勻、密實(shí)。每一振點(diǎn)的振搗應(yīng)使混凝土表面呈現(xiàn)浮漿且不再下沉、不再冒出氣泡為止[8-11]?；炷两K凝前要反復(fù)抹壓，防止表面出現(xiàn)收縮裂紋。由于UEA混凝土不泌水，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)很容易產(chǎn)生早期塑性收縮裂縫，必須注意早期養(yǎng)護(hù)。澆筑后應(yīng)立即覆蓋養(yǎng)生毯，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d，以充分供應(yīng)膨脹過(guò)程中所需要的水分。施工完成后要試水觀察，任何部位不允許發(fā)生滲漏。若局部出現(xiàn)滲漏，可將滲漏處有缺陷的混凝土徹底清除，并將其表面鑿毛、沖洗干凈后，抹UEA水泥砂漿；如滲漏嚴(yán)重，先用堵漏止水，再用UEA水泥砂漿抹面。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1)采用上部構(gòu)造連接、下部構(gòu)造不連接的方法，通過(guò)新、舊橋梁荷載試驗(yàn)，表明本工程橋梁承載力滿(mǎn)足城-A級(jí)的荷載標(biāo)準(zhǔn)要求，具有較高的可靠性、安全性。開(kāi)放交通后長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，連接處無(wú)裂紋，高程控制良好。

(2)在目前人們的環(huán)保意識(shí)日漸增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)拆除需求量越來(lái)越大的形勢(shì)下，金剛石繩鋸切割技術(shù)具有高效、低噪音且環(huán)保等特點(diǎn)。

(3)新、舊橋梁拼接實(shí)踐證明，使用UEA混凝土，可減少混凝土發(fā)生收縮徐變，減少結(jié)構(gòu)整體附加內(nèi)力，提高了新、舊橋拼接結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。

本文從新、舊橋梁拼接的施工工藝實(shí)踐中說(shuō)明采取加寬橋梁的方法可以改善城市交通現(xiàn)狀，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。采用該方法，可以提升舊橋的使用功能，通過(guò)質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)的闡述，以期實(shí)現(xiàn)新舊橋梁沉降趨于一致的目的；保證成型后橋梁的質(zhì)量符合要求。