桥梁拼接施工技术控制

■王 强 ■徐州市交通规划设计研究院，江苏 徐州 221000

1 工程概况及拼接桥梁的基本情况

南京机场高速公路1997年建成通车，为双向四车道高速公路，路基宽度26米，设计速度120公里/小时。经过17年的运营已经不能满足日益增长的交通量。现起自翠屏山互通，至禄口国际机场，路线全长约24公里拟按双向八车道高速公路，路基宽度42米，设计速度120公里/小时的设计标准进行改扩建。在扩建过程中不中断交通，边通车边施工。

扩建中涉及16座主线桥梁进行拓宽拼接，拓宽拼接桥梁结构形式包括:板梁拼接、T梁拼接、现浇段拼接。

2 桥梁拓宽拼接设计方案及拼接过程中控制要点

南京机场高速公路扩建桥梁的拼接设计方案采用两侧加宽，按照同结构、同类型、同跨径、上部构造连接，下部构造不连的方法进行拼接。即“上连下不连”拼接模式，这种拼接模式对桥梁结构受力、桥梁使用耐久性，较其他“下连上不连”、“上连下连”连接模式相比更为科学，同时施工技术难度降低、经济技术指标也更为优越。桥梁拼接施工技术中不论采用何种连接模式，都会由于今后新老桥的不均匀沉降、新老桥横向连接植筋技术、拼接混凝土等施工质量及技术指标控制不到位造成拼接不成功或运营不久进行大面积维修。因此在桥梁拼接施工过程中控制重点为:不均匀沉降、植筋质量、拼接混凝土质量的控制。

3 不均匀沉降控制

3.1 桩基施工沉淀层控制

不论摩擦桩还是端承桩都必须严格控制沉淀层厚度小于5CM。因为靠桩身摩擦承载力值远小于桩端承载力，沉淀层越小沉降相应也跟着减少。在桩基施工过程中通过控制一清、二清持续时间、泥浆比重、粘度以及含沙量，使杂质处于悬浮状态。同时控制导管距桩底距离及首罐方量确保混凝土有足够的冲击力，使得桩底沉渣顺利冲出桩尖。

3.2 堆载预压延长拼接周期

通过新建桥梁顶板上堆载预压方法加速沉降。同时延长拼接时间使得新建桥梁混凝土充分收缩徐变，从而减少沉降、收缩等对连接部分混凝土的影响。

4 植筋过程技术控制

4.1 老桥护栏、翼缘板切割

新老桥拼接在植筋前必须对老桥护栏、翼缘板进行切除，护栏切割采用钻石钢线切割法，先竖后横切的方式，将护栏分成若干段。对老桥防撞护栏，先进行打吊装孔，吊装孔完毕后安装金刚石绳锯机导向轮，穿绳，连接系统后先进行竖向切割，然后进行水平切割。护栏切割过程效果图如下:

由于南京机场高速扩建过程中无法中断交通，切割完成后的护栏通过吊装孔用铁链进行连接，摆放在原护栏内侧进行临时安全防护即安全又经济，效果非常好。

对于翼缘板切割采用圆盘锯，切割方法先横向切割，完成后吊机就位，然后将吊机钢丝绳穿入吊装孔中固定，另一端挂在吊钩上，让吊机起吊，使吊机钢丝绳不紧绷不松驰，保持在此种状态下进行翼缘板的纵向切割分离。

纵向分离切割时，混凝土被研磨，钢筋被逐根切断。切断钢筋逐根退出受力，被分离混凝土块的自重逐步由吊车来承受，吊车预给吊力小于混凝土块的自重，会出现卡绳现象;吊车预给吊力大于混凝土块的自重，切断瞬间会出现混凝土块反弹现象。这时需要切割操作手、信号工和吊车司机密切配合，需特别注意。

4.2 植筋施工

植筋在老桥的翼缘板位置进行植筋。根据图纸要求在新老桥之间留有植筋施工所需要的作业空间。植筋前施工人员将安全带挂在梁板预埋钢筋上。

(1)切面检查及放样。检查老桥切面的质量状态，是否有裂缝，混凝土是否有松散现象，利用目测或浇水的方式来检查。合格后进行位置测量，根据设计的要求，放出钻孔的位置，并在切面上做好明显的记号。

(2)钻孔。选择非冲击型电钻钻孔，防止出现混凝土局部疏散、开裂。钻孔角度应水平且垂直于植筋面，板梁段钻头采用16mm直径的钻头，T梁、现浇段采用25mm植筋的钻头。初钻时由于钻头抖动，需缓慢钻进，待钻头稳定时再加速钻进。钻孔过程中，如遇钢筋，则应调整孔位避开，调整位置为记号笔标记位置向上不超过3cm。废弃的孔也需要清理干净，用植筋胶填实。

钻完后，用长度大于30cm的游标卡尺检查孔深和孔径，板梁段孔深需≥20cm，孔径≥15mm;T梁、现浇段孔深需≥30cm，孔径≥25mm。

序号 钢筋直径d(mm)孔径D(mm)最小钻孔深度(mm)安全拉力F(T)设计拉力要求(kN)1 Φ12 15 200 3.84 2 Φ20 25 300 10.6887.96 31.65

(3)清孔。初清:采用硬毛刷，五进五出，进时要尽可能插入到孔底，出时速度要快，尽可能带出更多的灰尘。

复清:采用风机，将风机吸尘管插入孔中，吸尘20～30秒，然后缓慢拔出，再将吹风管插入孔中，吹风10～20秒后，缓慢拔出。

终清:采用软毛刷，毛刷插入孔中，快速拔出，检查有无粉尘带出。若有，利用风机重新清孔后再检查。

(4)注胶。本工程植筋胶水采用“喜利得”品牌，用量采用双控即:钻孔深度和2/3饱和度。依据图纸通过计算，空心板梁:不小于24ml，胶枪推进1.2cm，T梁、现浇箱梁:不小于98ml，胶枪推进4.9cm注胶前将注胶管尽可能插入孔底，扣动胶枪3～4秒后，缓慢向外移动，移动过程中，要扣动胶枪3～4次，保证注胶量。观察罐体上胶枪顶塞移动距离，满足注胶量的控制。插筋后钢筋四周均匀溢出胶体为准，不得人工涂抹。

(5)植筋。植入的钢筋先调直，不得有锈。钢筋采用钢筋切断机下料，会有毛刺，在使用前要用砂轮机进行打磨，使其不影响插筋施工。板梁段植筋采用12mm植筋的HRB335钢筋，植入深度≥20cm;T梁、现浇段植筋采用20mm直径的HRB335钢筋，植入深度≥30cm。钢筋植入时，应缓慢顺时针旋转着对中插入孔内，伸至孔底时间约15s，“喜利得”植筋胶凝胶时间为20分钟，因此植筋应在注胶完成后的20分钟内完成。

由于植筋后，植筋位置不能受振动荷载影响，故植筋前需进行交通转换，将车辆改到对面半幅上行驶。待植筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它后续施工。

(6)检测。植筋的质量验收:试验所采用的千斤顶应进行标定，现场抗拉拔试验(施工后的验收试验):为非破坏性抗拔试验(即达到钢筋抗拉强度)，同规格的钢筋每100根随机抽样一组，每组为3根，进行试拉，板梁段植筋拉拔力需达到31.65KN，现浇段植筋拉拔力需达到87.96KN。如达到安全拉力钢筋不被拉出，说明植筋施工质量合格。

5 拼接施工技术控制

5.1 切面处理

混凝土施工前切割面必须进行处理:由于切割面是平面，不利于新老混凝土的连接。对切割面的处理采用人工小电锤凿毛的方式进行。切割面要处理全面仔细，凿毛表面要求凸凹不平，保证混凝土连接良好，凿毛完成后，利用森林灭火机将凿毛面清理干净。

5.2 新老桥钢筋连接

老桥植入钢筋与新桥预埋钢筋采取焊接的方式连接。为减少焊接产生的高温对植筋胶的影响，在植入老桥的钢筋的根部设置湿毛巾，用与降温处理。焊接过程中，在满足焊接的要求下，将焊机的电流调整到最小值，在焊缝范围内采用跳焊的方式进行，先两头后中间的方式，但要保证焊缝的长度和饱满度。

5.3 模板的安装

新老桥连接模板仅需要底模板，采用厚1.8cm竹胶板制作而成。底部每隔50cm设置一道木方加强，同时作为悬吊的底托。为了防止浇筑过程中漏浆，在模板与梁板之间注入泡沫胶。螺杆穿过PVC管与梁板顶面的平放的双拼钢管采用蝴蝶夹相连后加固模板。

湿接缝施工示意图

5.4 混凝土浇筑

(1)浇筑前准备。现场准备:转换交通，将交通改到对面车道上行驶。模板安装完成后，利用森林灭火机将模板内的杂物吹净，然后洒水使模板、混凝土接触面充分湿润。

(2)钢钎维混凝土准备。确定钢钎维的用量。根据图纸设计要求、专家意见及试配的效果，确定每立方米混凝土钢纤维用量为40kg。

拌合过程:骨料——水泥——钢纤维—(干拌60s)—水—(湿拌120s)—出料

运输:利用混凝土运输车运输，每一车运输3～4立方米，30min内到达现场，到达现场后要强制搅拌1min后出料，20min内完成浇筑。

(3)钢纤维混凝土振捣与整平。由于新老桥连接缝成带状分布，单位面积内浇筑混凝土量不大，加上钢纤维混凝土的自身的特性，坍落度损失比较快，故采用多点放料，多台振捣棒同时作业的方式，在短时间内完成施工。

混凝土收面时，会有钢纤维竖立着超出混凝土浇筑面，利用铁板收面将钢纤维压入到混凝土内，并采用硬毛刷仔细拉毛。在现场设置同等条件养护试块，利用其确定恢复交通的时间。

(4)养护。浇筑完成后采用土工布覆盖进行养护，杜绝洒水车靠近混凝土连接处，可使洒水车在老桥上直接洒水，利用桥面横坡将水漫流进行养护。养护不少于7天时间，在对现场同等养护的试块进行试验，确定混凝土强度满足设计后，方可开放交通。

6 结束语

南京机场高速公路扩建工程，由于桥梁拼接施工前所有参建单位高度重视，借鉴了沪宁高速、济徐高速拼接施工的成功经验，对各种施工细节进行了充分分析论证并制定了相应指导手册，使得全线16座桥梁在拼接施工过程整体受控，各方检测均满足要求并获得一致好评。

［1］《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011).

［2］《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2005).

［3］机场高速拼接施工指导手册.