改扩建工程中新老桥拼接处施工技术研究对策

刘成

摘要 随着城市化建設的推进，现存的部分高速公路已不能有效满足经济发展的要求，增强高速公路运输能力已成为亟待解决的问题，为此，文章结合京沪高速公路新沂至淮安段扩建工程，通过分析新老桥梁拼宽方法及施工工艺，对施工过程中存在问题进行分析研究，为后续国内其他桥梁改扩建项目提供实践经验。

关键词 高速公路;改扩建;新老桥;拼宽方法

中图分类号 U445.6 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）03-0159-03

0 引言

随着我国经济建设的飞跃发展，交通运输行业呈现井喷式增长[1]。据统计，国内公路总里程519万km，公路桥梁达90余万座[2]，大部分公路桥梁交通压力日益加重，在这种背景下，拓宽老旧公路桥梁成了缓解公路拥堵现状、提高公路通行能力的一种有效途径[3]。

大量现存的高速公路已无法有效满足“十四五”对高速公路发展的要求，同时拆除重建又是对经济的浪费和资源的破坏，因此对现存公路桥梁进行升级改扩建更贴合当下经济绿色发展要求[4]。在升级扩建过程中，对于新老桥梁的拼接、拼宽，及桥梁拓宽后的性能及使用寿命的变化更是改扩建工程中的要点[5-6]，该文以京沪高速公路新沂至淮安段改扩建工程为例，结合我国当下新老桥梁拼宽的技术资料，对京沪高速公路的新老桥梁拼接缝处施工技术和存在问题进行分析研究。

1 工程概况

京沪高速公路是交通运输部规划的“首都放射线”中的“第二线”，是国家南北交通大动脉之一，起于北京，终至上海，沿途跨越山东、江苏等六省市，为我国经济发展做出了巨大贡献。研究工程为京沪高速公路新沂至淮安段扩建工程JHK-SY1标段起于新沂市与宿迁市市界处，途经宿迁市沭阳县潼阳镇、庙头镇、扎下镇，终点位于扎下镇沈魏中沟南侧，全长18.771 km。其中大、中、小桥12座，匝道道桥1座，支线上跨桥2座。全线采用双侧拼宽为主的总体扩建方案，按双向八车道高速公路标准扩建，路基宽度42 m，设计速度120 km/h。

2 新老桥梁拼宽施工方法探讨

高速公路在改扩建过程中需要考虑多种因素：桥梁拼宽方式、道路拼宽方式、造价高低、征地数量及技术要求等。新老桥梁拼接采用一侧或者双侧拼宽，形成新老桥共同工作的组合受力体系。

通过查询国内外桥梁结构特点可知，桥梁整体式拼宽连接可根据上部结构和下部结构连接方式分为三种：上下部结构均连接（上下均连）、上部结构连接下部结构不连接（上连下不连）、上下部结构均不连接（上下不连）[7-8]。

2.1 上下部结构均连接（上下均连）

该方案主要借助植筋方式实现新老桥梁的有效连接，其目的是使得新老桥梁上下部结构连接为一体，协同受力。但由于新老桥梁上部结构变形具有差异化，新老桥混凝土收缩徐变不同，使得加宽桥与老桥下部结构存在一定沉降差，导致新老桥上部梁板、下部墩台及基础产生较大的附加应力。易造成新老桥梁盖梁、墩台等处出现结构裂缝。因此该方案主要应用于箱梁桥和T梁桥拓宽，其优点是使得新老桥成为一个整体，桥面受力较为均匀，其缺点就是植筋有一定技术难度，新老桥梁板链接区域因为差异化沉降差易发生裂缝的危险。

2.2 上部结构连接下部结构不连接（上连下不连）

该方案是指仅将新老桥梁上部结构通过横向连接方式连接成整体的方法，而下部结构处于分离状态的连接方式。通过将桥体上方梁板连接，而下方的桥梁基础相互独立。优点是新老桥下部结构单独受力，互不影响。其缺点是新老桥上部结构建筑材料性能龄期不一致，使得新老桥的上部结构变形不一致，加宽新桥与老桥下部存在差异沉降。

2.3 上下部结构均不连接（上下不连）

该方案是指桥梁在新老桥拼宽区域上下部结构全部分离，分别处于独立受力状态，互不影响。主要用于加宽区域能够独立设车道并经分隔带分离的建筑，其优点是由于新老桥上下部结构处于独立受力结构，并留有一定缝隙，新老桥上方基础沉降和收缩徐变影响较小，其缺点是因为车体的活载情况，加宽的桥梁其沉降比旧桥大，铺装区域极易出现纵向裂缝和横向错台，不易修复。

基于以上三种不同的连接方案，通过综合比较发现上连下不连结构最为合理，其次是上下均连结构，而上下均不连结构易导致新老桥连接部位出现横向错台和纵向裂缝。因此通过参考相关试验规范及专家论证，将以上下均连结构和上连下不连结构的桥梁拼宽方式进行施工。

3 新老桥梁拼接处施工工艺

3.1 施工准备

（1）运输路线。为保证施工过程中的新老桥梁拼接处施工质量，结合整体施工计划，对临时施工道路进行维护，对软弱地段进行换填护理，同时为了避免出现临时状况导致混凝土无法顺利浇筑，应准备不少于3条路线进行浇筑。

（2）测量放样。施工前，安排测量人员复核测量老桥标高及新桥标高，按照5 m一个点进行测量。同时测量放样拼接缝处桥面标高，按照3 m一个点进行测量。

（3）技术准备。施工前，组织参与施工的技术人员召开安全技术交底会议，讲解质量要求、施工质量控制措施和安全注意事项，并要求严格按照设计图纸施工。

3.2 施工工艺流程

新老桥梁拼接处施工工艺分别为新老桥拼接部位混凝土切割凿除、混凝土现浇桥面板铺装凿毛、钢筋网安装、模板安装、混凝土浇筑、洒水养护及质量验收等。

3.2.1 老桥拼接部位混凝土切割凿除

采用砂包、设置防护网等方式设置临时钢护栏。对护栏进行竖向切割，开口根据吊装能力确定切口的间距。然后进行水平向切割，从桥外侧往内侧进行，以便于控制。水平向切割高度位置确定应进入板顶现浇混凝土1～2 cm。翼缘切割划线定位应考虑在理论切割线往外侧1～2 cm，以便为按施工缝处理留有余地，同时对一片板翼缘（或护栏）的切割一次连续完成。

3.2.2 混凝土现浇桥面板铺装凿毛

混凝土现浇面板的凿除先划线定位，按设计施工图纸的尺寸要求进行，对老桥构造的凿除采用无振动切割技术，不允许采用风镐，避免破坏钢筋和梁板，凿除注意控制凿槽的深度，避免破坏钢筋网片及梁板，切割深度应高于钢筋网片，剩余部分由小锤手工凿除，拼接部位新、旧板断面的混凝土表面按施工缝处理，去除混凝土表面松动的骨料、碎块，再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去。处理后的混凝土表面凸凹不平度不小于6 mm。

3.2.3 钢筋网安装

检查植筋端面，按施工缝进行凿毛处理，在现浇层凿槽后，对作业面进行清理浮渣、冲洗的作业;对切割面、板顶面进行检查，有裂缝及缺陷要采取措施。配备冲击钻（配植筋孔径对应钻头）、钢筋探测仪、吹气泵、气枪、植筋胶注射器、毛刷（或钢筋刷）等机具。并经过钻孔、清孔、钢筋处理、配胶和注胶、插筋、焊接等一系列过程进行植筋施工;纵向主筋与箍筋安装过程中注意搭接长度和控制横向间距，按图纸要求控制箍筋位置;随即在钢筋网铺设前及时清理安装部位底部混凝土残渣等杂物，铺设过程中保证搭接长度、保护层厚度，不露筋。

3.2.4 模板安装

受桥梁线型及新老桥梁间距等因素影响，应根据实际情况进行模板加工，加工过程中模板采用新竹版制作工艺，按实测宽度划分段落并依次编号，避免错缝。模板加工时采用反吊工艺按照编号安装，并在安装过程中对端头模板、底板拼缝处进行稳固处置，模板与空心板拼缝处用泡沫胶封堵，模板结合部位合缝止浆。

3.2.5 混凝土浇筑

浇筑前及时安排人员对新老桥的侧面喷洒一层界面剂，涂刷应均匀，不得有漏刷。混凝土采用厂拌法，并对厂拌的混凝土进行检查，确保混凝土拌和均匀、粘聚性、保水性和坍落度符合规范要求，不出现离析、泌水等现象。罐车运输至现场湿接缝浇筑时，利用插入式振动器人工分层震动密实，并在振捣过程中采用“快插慢拔”方法确保振捣部位达到混凝土停止下沉、不再出现气泡、表面平坦泛浆后再提出振动棒。保证振捣时间，避免漏振、欠振或过振。同时植筋及模板部是振捣的关键部位，现场应派专人进行振捣，确保该结合部处的混凝土振捣密实。

3.2.6 洒水养护

混凝土收面结束后使用薄膜、土工布覆盖在湿接缝处表面，并保证约2 h一次的洒水养护7天，确保均匀潮湿。

4 施工质量控制

4.1 混凝土原材料

考虑到新老桥拼接缝的耐久性目的，混凝土设计时不应过于追求高强度和大弹性模量，宜适当降低早强剂掺量，降低新老桥拼接缝开裂风险。该次施工所用C50补偿收缩钢纤维防水混凝土配合比设计。原材料规格型号及厂家见表1。

4.2 混凝土配合比用量

共计对新老桥接缝处混凝土进行了两次配合比验证，两次混凝土配比详情见表2。

4.3 混凝土抗压、抗折强度

分别对两次配比下的混凝土进行24 h、36 h、40 h及44 h标准养护和同条件养护后，其抗压、抗折强度见表3。

混凝土配比下的44 h抗压强度相差较大，抗折强度相差较小。配比1标养和同养抗压强度随强度呈线性增长，而配比2标养和同养强度在到达36 h后趋于稳定，后期抗压强度几乎无增长。在试件达到44 h后，配比1抗压强度约为配比2的1.3倍，配比1抗折强度约为配比2的0.95倍。综合对比在抗折强度相差较小情况下，选取配比1为混凝土最优设计配比。

5 施工中存在问题

在对新老桥梁拼接处施工过程中存在3类问题：

（1）模板沒有足够的刚度和稳定性，混凝土施工过程中模板脱落。

（2）模板与混凝土之间间隙偏大。

（3）模板拼缝错台严重且存在跑膜变形问题。

改进措施：

（1）问题1：每节模板采用4根ф16 mm螺栓拉杆进行固定，两节模板搭接处各1根，中间两根;安装时在梁面湿接缝上横担2根60 mm钢管，模板通过螺栓拉杆与钢管固定，拉杆外套ф30 mm PVC管，以便拉杆的拆除。

（2）问题2：模板安装完成后，安排专人对模板安装进行检查，对于间隙较大及时调整模板，间隙小及时采用高标号砂浆进行封堵，杜绝采用泡沫胶封堵，同时封堵完成后进行检查，做好清理工作。

（3）问题3：加强模板支立检查工作，严格按方案要求采用拉杆反吊。

6 结论

该文结合京沪高速公路新沂至淮安段扩建工程，通过采用合适的施工工艺及技术措施，新老桥拼接处施工质量达到设计和施工验收规范的要求，总结施工过程中存在的问题，并将关键技术进行汇总，能有效提高施工效率，强化施工质量控制。

参考文献

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[2]2020年我国交通运输行业发展统计公报发布[J].隧道建设（中英文），2021（6）：963.

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[8]董克昌，李大勇，李桂花.改扩建公路桥梁加宽方式优化[J].公路交通科技（应用技术版），2018（12）：177-178.