楊紅萍
道路交通體系是經(jīng)濟實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的必要基礎(chǔ)設(shè)施,公路建設(shè)水平應(yīng)有所提升,以滿足車輛的通行需求。在高速公路工程中,應(yīng)對既有的公路情況形成準(zhǔn)確的認識,做好加寬等相關(guān)改擴建方面的設(shè)計工作,給加寬施工作業(yè)提供正確的技術(shù)指導(dǎo),同時此舉也是提高公路建設(shè)水平的必行之舉,值得工程技術(shù)人員深入探討。
中小跨徑橋梁通行能力有限,在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,現(xiàn)有通行水平與實際車輛通行需求的矛盾愈發(fā)激烈,亟需對既有橋梁采取加寬措施。
某高速公路逐步表現(xiàn)出通行服務(wù)水平不足的問題,交通壓力日益增大,運營期間常出現(xiàn)不同程度的車輛擁堵現(xiàn)象。該高速公路沿線某橋總長43.3m,上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,下部為柱式墩,設(shè)置肋式橋臺和樁基礎(chǔ)。針對橋梁通行能力偏低的問題,應(yīng)對加寬設(shè)計工作展開探討,提出技術(shù)方案。
基于既有中小跨徑橋梁的加寬建設(shè)工作已經(jīng)熱烈推進,從歷史發(fā)展經(jīng)驗來看,梁板橋和拱橋兩部分的加寬較為典型,前者包含支梁板橋、連續(xù)型梁板橋,后者則以板拱橋、肋拱橋居多。中小跨徑橋梁的加寬設(shè)計是一項系統(tǒng)性工作,應(yīng)建立在原有橋梁設(shè)計模式的基礎(chǔ)之上,采取與之相適應(yīng)的設(shè)計方案,從而保證橋梁加寬效果,提高橋梁的通行服務(wù)能力。
根據(jù)中小跨徑橋梁的實際使用情況,宜采取右側(cè)加寬的方式,新建部分的跨徑、伸縮縫等方面完全與舊橋相同,即遵循同結(jié)構(gòu)、同跨徑的原則。新建部分與既有橋梁各自的上部結(jié)構(gòu)連接成整體,蓋梁施工時應(yīng)設(shè)縫隔離。通過此方法的應(yīng)用可確保橋面接縫具有足夠的平整性,保證新舊橋梁共同發(fā)揮出受力作用,新舊部分的上部結(jié)構(gòu)在跨徑以及具體的結(jié)構(gòu)形式方面都具有一致性,受力均衡,可實現(xiàn)力的橫向傳遞,以維持全橋的穩(wěn)定性。
橋面加寬設(shè)計工作中,應(yīng)充分考慮到混凝土層(厚度10±0.5cm)和防水混凝土層(厚度5±0.5cm)兩部分結(jié)構(gòu)的設(shè)置。橋面鋪裝全流程中,最為基礎(chǔ)的工作在于拆除既有的護欄等相關(guān)配套裝置,清理周邊混凝土后再于該處組織加寬橋面的鋪裝作業(yè)。新舊橋面連接是設(shè)計中的重點內(nèi)容,在鋪裝前便要有效連接鋼筋混凝土,使其形成整體,確保各鋼筋的焊接質(zhì)量滿足要求;混凝土澆筑前也應(yīng)做好準(zhǔn)備工作,即有效鑿毛并將該處的雜物清理干凈,向該處均勻涂抹界面膠,在此條件下方可正式澆筑橋面混凝土,具體如下圖所示。
空心板連接局部示意圖(單位:cm)
根據(jù)新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)相連的原則,需通過植筋和現(xiàn)澆濕接縫相結(jié)合的方式使結(jié)構(gòu)連接成整體,原橋外側(cè)邊板處植筋。結(jié)束板的架設(shè)作業(yè)后,再通過現(xiàn)澆濕接縫的方式拼接內(nèi)外側(cè)板,保證原有橋梁與新建的部分形成完整的整體,實現(xiàn)共同受力。現(xiàn)澆濕接縫施工所用材料選擇的是補償收縮混凝土,為避免材料后期發(fā)生裂縫病害,應(yīng)提前組織配合比試驗,通過此方式確定膨脹率等相關(guān)指標(biāo)的合適控制標(biāo)準(zhǔn)?;炷翝仓?yīng)遵循連續(xù)性原則,盡可能消除外界因素對施工作業(yè)的干擾,以免產(chǎn)生接縫;加強振搗,保證混凝土具有足夠的密實性;隨后灑水養(yǎng)護,經(jīng)過7d~14d再轉(zhuǎn)為保濕養(yǎng)護的方式,必須將各項養(yǎng)護工作落實到位,從而達到混凝土膨脹效能最優(yōu)化的效果。
植筋工藝技術(shù)要點為:將舊板植入鋼筋,嚴(yán)格控制埋置深度和最小厚度;新板頂?shù)念A(yù)埋鋼筋采取的是順橋向布設(shè)方式,采取10cm的間距控制標(biāo)準(zhǔn);完成新板的安裝作業(yè)后及時焊接鋼筋;植筋前做全面的檢查,明確舊橋結(jié)構(gòu)混凝土的實際情況,分析其是否存在病害;按照設(shè)計要求布設(shè)植筋孔,以鋼筋探測儀為主要工具,經(jīng)檢測后明確孔位處是否存在受力鋼筋,若有則要合理調(diào)整植筋位置,以免對既有鋼筋造成不良影響。
舊梁板上植筋的關(guān)鍵在于使用的植筋膠具有較好的變形能力,應(yīng)保證該材料的彈性模量被控制在合理范圍內(nèi),否則會導(dǎo)致拉力傳遞異常。選用的植筋膠應(yīng)兼具環(huán)保、耐久性好的特性,加強對固化后E值的控制,不可與混凝土的E值產(chǎn)生過大偏差。做好植筋錨固強度試驗,加強對抗拔力的檢測與控制,應(yīng)保證植筋深度與抗拔力相匹配。施工所用的植筋膠不可受到焊接作業(yè)的影響而發(fā)生失效的現(xiàn)象,同時植筋膠材料對于使用性能的影響也較為顯著,因此要合理選擇高性能的材料,保證在技術(shù)參數(shù)、施工工藝等方面能夠完全與設(shè)計要求相符。
橋梁下部結(jié)構(gòu)涉及到接縫作業(yè),此處的施工質(zhì)量對橋梁加寬整體效果的影響極為明顯,應(yīng)采取蓋梁的方式,以達到優(yōu)化原有結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的效果,同時也可給后期的橋梁銜接作業(yè)提供良好的條件。例如,在加寬施工前應(yīng)鑿除混凝土擋塊,將該處清理干凈后再均勻涂抹防水涂層,確保保護層的厚度滿足要求,在此條件下使后續(xù)的加寬作業(yè)高效推進。橋梁下部加寬區(qū)域的施工選擇的是蓋梁的方式,避免新舊梁直接接觸的情況,即兩部分結(jié)構(gòu)間應(yīng)增設(shè)隔離涂層,使橋梁蓋梁處于良好的受力狀態(tài),以免對加寬效果造成不良影響。
新舊橋梁在結(jié)構(gòu)、受力狀態(tài)等方面易形成差異,由此產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象,因此在橋梁加寬設(shè)計時應(yīng)高度注重此問題。對此,橋梁澆筑期間應(yīng)及時做好沉降監(jiān)測工作,及時掌握橋梁在各個時段的沉降情況,以所得結(jié)果為依據(jù)采取相適應(yīng)的處理措施,盡可能避免加寬處發(fā)生沉降現(xiàn)象。做好不均勻沉降的監(jiān)測與控制工作后,可有效消除內(nèi)部壓力的影響,確保橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。具體而言,在基礎(chǔ)樁施工時應(yīng)合理優(yōu)化工藝,最大限度消除不良因素對施工作業(yè)造成的不良影響,且要充分考慮加寬設(shè)計要求,實現(xiàn)對樁體長度的合理調(diào)整;嚴(yán)格控制澆筑施工順序,首先應(yīng)完成現(xiàn)澆層的澆筑作業(yè),在此基礎(chǔ)上方可澆筑拼接區(qū)域。
案例工程中,該橋梁的運營時長已達到15年之久,伴隨時間的推移,既有橋梁的地基沉降已經(jīng)趨于穩(wěn)定,現(xiàn)階段幾乎不會發(fā)生大幅度沉降,但新建部分正處于沉降初期,此階段的沉降量明顯偏大,從而出現(xiàn)新舊橋梁差異性沉降問題,導(dǎo)致全橋結(jié)構(gòu)缺乏完整性,車輛在通行過程中輕則存在行車舒適性下降的情況,重則引發(fā)交通安全事故。對此,必須高度注重對整體受力情況的分析,以合理的方式優(yōu)化橋梁受力狀態(tài),采取合適的安全系數(shù),保證加寬設(shè)計方案的可靠性。
在社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下,高速公路中小跨度橋梁加寬的重要性逐步彰顯,加寬設(shè)計成為工程技術(shù)人員乃至社會各界高度關(guān)注的對象。對此,必須以道路橋梁的發(fā)展需求為導(dǎo)向,以現(xiàn)階段的使用情況為立足點,做好橋梁加寬設(shè)計工作,提出切實可行的設(shè)計方案,以便新建部分能夠與原有橋梁構(gòu)成完整的整體,提高橋梁的通行服務(wù)能力,提供安全、高效的車輛通行環(huán)境,為現(xiàn)代化社會經(jīng)濟的發(fā)展助力。