桥梁接宽施工方法研究

2024-02-08 00:00:00李军
工程机械与维修 2024年11期
关键词:混凝土强度改扩建

摘要:在介绍二广高速洛阳城区段改扩建工程概况、工程地质水文条件基础上,对原桥复测、护栏底座拆除、翼缘板切割、桥面面层及现浇层铣刨、植筋处理、浇筑拼宽实心板与混凝土等关键环节施工要点进行分析,提出优化施工方案。研究结果表明,采用优化方案可有效确保桥梁接宽工程的质量与效率,相关成果可为类似高速公路改扩建项目提供参考与借鉴。

关键词:桥梁接宽;改扩建;稳定性检验;混凝土强度

0" "引言

随着经济的持续增长和交通流量的急剧增加,现有桥梁逐渐暴露出通行能力不足、安全性能下降等问题,难以满足当前及未来交通发展的需求[1]。桥梁接宽施工涉及多个方面,包括前期勘测、方案设计、材料选择、施工控制以及后期维护等。其中,如何确保新旧桥梁结构之间的有效连接,减少不均匀沉降和徐变,是施工过程中的关键问题。

此外,施工过程中的安全管理和质量控制,也是不容忽视的重要环节[2]。为规范桥梁接宽施工,本文以二广高速改扩建工程为例,通过深入研究和实践,不断优化和完善桥梁接宽施工技术。

1" "工程概况

1.1" "工程基本情况

中铁十四局集团承建的二广高速洛阳城区段改扩建工程,桩号为K1159+403~K1172+040。该分部涵盖路基加固、桥涵建设、路面铺设及全套交通安全设施安装等核心工程,并承担所有施工缺陷的修复工作。项目旨在提升高速通行能力,优化区域交通网络[3]。通过精细规划与高效执行,确保工程质量与安全,为洛阳乃至周边地区的交通发展贡献力量。

该分部总体走向为:起点位于伊河桥以南,向南跨越高铁大道下穿郑西客专,向南临接伊滨互通跨越科技大道,在向南进入龙门服务区,后接龙门互通,上跨既有匝道桥及顾龙路,后进入丘陵地段,在向南途径刘窑沟大桥后到达本合同段终点[4]。

1.2" "工程地质、水文状况

1.2.1" "地形、地貌

本文研究的桥梁接宽施工路线,主要经过邙山丘陵、伊洛河阶地及河漫滩,龙门山丘陵地貌等三个地貌单元。伊洛河阶地及河漫滩桩号为K1159+403~K1165+233,主要分布位于洛河、伊河两岸,海拔115~140m,地面标高高差在5~10m左右,地形起伏较小。

龙门山丘陵地貌路线桩号为K1165+233~K1172+040 路段,地形起伏很大,地面高程为169.17~215.51m,局部沟谷深切,沟壑纵横。地层上部为第四系全新统黄土状粉质黏土,湿陷等级为非自重湿陷Ⅰ-Ⅱ级,下伏第三系泥岩、泥灰岩,局部出露有寒武系灰岩。

1.2.2" "气候与气象

在此基础上,对项目所在地的气候条件进行分析。项目所在地的气候与气象条件如表1所示。

1.2.3" "水文地质

勘测揭示,伊洛河阶地及漫滩区域地下水位浅,初见水位2~8m,稳定时多在2.5~8m间,历史峰值接近地表1.5m。丘陵区则地下水位分布不均。水位受季节影响显著,浅层地下水年波动约2m。

经水质与土质详析,判定该区域地表及地下水对混凝土结构普遍呈微腐蚀性,包括直接水体接触及强、弱透水层环境[5]。同时,此水质对混凝土内钢筋及钢结构同样表现为微腐蚀性特征。

2" "桥梁接宽施工核心策略及要点

2.1" "核心策略

在保障桥梁加宽工程中,为防止新旧桥梁间因不均匀沉降引发连接区域开裂问题,本合同段内的桥梁与涵洞等结构物扩建遵循以下核心策略:“尊重历史标准,新旧分治;统一结构类型,保持跨径一致;上部结构实现连续过渡,下部结构则独立设计,避免直接连接”。这一原则旨在通过精细化的设计策略,既保证了扩建项目的顺畅融入,又有效预防了因地基差异沉降带来的结构隐患,从而确保桥梁整体的安全性与耐久性[6]。

2.2" "施工要点

2.2.1" "原桥复测

在桥梁加宽工程的初始阶段,对原桥的精确复测是至关重要的。这一过程不仅限于基本的几何尺寸,还需融入更细致的测量与分析[7]。

复测内容主要包括:路线中心线交角、墩台中心线、连接部位旧边板支点位置、板顶高程等。根据复测结果,需要进行复核计算,以验证新桥设计图与实际情况的一致性。虽然具体的数学公式可能因具体工程而异,但复核过程涉及计算公式如下:

Δη=Ss-Sc" " " " " " " "(1)

式中:Δη代表偏差,Ss代表实测值,Sc代表设计值。

角度偏差计算公式如下:

(2)

式中:Δθ代表角度偏差,θs代表实际测量的角度,θc代表设计中的角度。

2.2.2" "护栏底座拆除

在拆除旧桥护栏底座时,采用精密切割工艺,并严格控制切割深度。切割深度的确定通常基于梁板的实际厚度和保护层要求。切割时,从桥梁内侧向外侧进行水平切割,切割完成后将护栏底座分块吊离现场。切割深度具体计算公式如下:

d=min(t-s,m)" " " " " " "(3)

式中:d代表切割深度,建议1~2cm;t代表梁板的实际厚度;s代表保护层的要求厚度;m代表建议切割深度。

2.2.3" "切割翼缘板

在进行翼缘板切割作业时,为了确保老桥结构的稳定性与后续施工的顺利进行,需要精确规划切割路径。对老桥翼缘板外侧的混凝土进行定位切割,此过程中,关键在于保留翼缘板内的钢筋结构,以维护桥梁的整体承载能力[8]。

为了确保切割精度,并防止意外损伤钢筋吗,在理论切割线外额外预留1~2cm(记为Δd)的安全距离,进行画线定位。实际切割线位置可表示为:

Qs=Ql-Δd" " " " " " " " "(4)

式中:Qs代表实际切割线位置;Ql代表理论切割线位置;Δd代表安全预留距离,取值为1~2cm。

之后开展连续无间断的切割作业。对于单片翼缘板的切割,必须保证一次性完成,避免中途停顿导致切割面不平整或钢筋损伤,以体现施工过程中的连续性与高效性。

2.2.4" "铣刨桥面面层

在路面铣刨作业中,首先需实地精确界定铣刨的范围与深度,以确保施工精度。铣刨面的宽度与厚度需满足设计标准。若检测结果显示偏离设计值,则进行调整。具体判断条件如下:

|W-Wd|>μW" " " " " " " "(5)

|H-Hd|>μH" " " " " " " "(6)

式中:Wd代表设计宽度,μW代表允许宽度误差,Hd代表设计厚度,μH代表允许厚度误差。

铣刨过程中,密切关注铣刨面的整体状况及刀片磨损情况。利用目视检查与必要时的工具测量,评估铣刨槽面的平整度与均匀性。一旦发现槽面不整齐、高低不平或刀片磨损严重,立即通知铣刨操作手更换刀片,以维护铣刨质量,确保路面处理效果。

此外,需要严格控制铣刨深度。这有利于在保护路面基层不受过度损伤的同时,确保铣刨作业的有效性与经济性。铣刨深度具体要求如下:

ΔPs≤Hx+1" " " " " " " " " "(7)

式中:ΔPs代表铣刨深度,单位cm;Hx代表现浇层厚度,单位为cm。

2.2.5" "植筋处理

优化后的施工顺序为:预备阶段→精准定位与钻孔→孔道清洁与干燥→钢筋预处理→精确配胶与注入→稳健插筋→严格养护→质量检测与评估。

将预处理好的钢筋缓慢旋转插入孔底,此过程中避免胶液外溢。插筋后,立即固定钢筋位置,防止扰动,直至植筋胶达到规定固化期。在此期间,保持桥面稳定,避免任何形式的震动。实施24h标准养护后,按每100根同规格钢筋随机抽取一组(每组3根)进行拉力试验。计算安全拉力阈值,并将其与实测拉力值对比,若且钢筋未被拉出,则判定为质量合格。

在施工过程中,钻孔前必须精确探测混凝土内部钢筋位置,以防止误伤。植筋作业需避开裂缝区域,以确保结构完整性。钢筋切割采用机械方式,严禁使用氧气切割,以防热影响区影响钢筋性能。控制植筋时机,避免长期暴露,确保与新结构的可靠连接。植筋胶固化期内严禁扰动钢筋,保障粘结强度。

2.2.6" "混凝土浇筑

拼宽段实心板采用满堂支架现场浇筑,施工时注意预埋拼宽处钢筋,确保预埋钢筋数量、长度、位置准确。拼接处钢筋连接全部采用焊接,焊缝长度宽度均应符合设计及规范要求。模板采用兜底吊装模板,浇筑钢筋纤维补偿收缩混凝土。新老桥桥面现浇筑层需一次浇筑完成,对新老桥桥面进行凿毛清理,按设计要求绑扎钢筋,浇筑桥面现浇筑层。

3" "施工成果质量验收

3.1" "新旧桥梁连接处强度与稳定性检验

连接位置强度是检查接宽部分与既有桥梁的连接处是否牢固的关键指标,如连接强度满足设计要求,能证明施工后的连接处具有较强稳定性,可防止桥梁在使用过程中出现开裂、滑移等现象。以此为指标,进行施工成果的质量验收,以接宽施工中的纵向连接缝位置为例,选择多个测点进行检验。

新旧桥梁连接处强度检验结果如图1所示。从图1可以看出,施工后桥梁纵向连接缝的多个测点抗压强度均>40MPa,满足设计标准,达到工程质量验收需求,证明提出的施工技术可以在竣工验收中达到预期效果。

3.2" "桥梁承载能力检验

为满足桥梁承载能力检验需求,在施工现场进行静载和动载试验,验证桥梁接宽后的整体承载能力是否满足设计要求,确保桥梁在正常使用和极限状态下的安全性。以施工后的主梁跨中截面弯矩承载能力为例,对其进行检验。桥梁承载能力检验结果如图2所示。由图2可以看出,施工后主梁跨中截面弯矩承载能力显著>5000kN·m,证明在荷载条件下,施工段的承载力良好,满足本次施工的设计标准。

4" "结束语

本文在介绍二广高速洛阳城区段改扩建工程中工程概况、工程地质水文条件基础上,对原桥复测、护栏底座拆除、翼缘板切割、桥面面层铣刨、植筋处理、浇筑拼宽实心板与混凝土等关键环节施工要点进行分析,提出了优化施工方案。得到如下结论:施工后桥梁纵向连接缝的多个测点抗压强度均>40MPa,满足设计标准,达到工程质量验收需求,证明提出的施工技术可以在竣工验收中达到预期效果。施工后主梁跨中截面弯矩承载能力显著>5000kN·m,证明在荷载条件下,施工段的承载力良好,满足本次施工的设计标准。

参考文献

[1] 谢克强.公路桥梁施工中预应力技术优化措施与质量管控研究[J].运输经理世界,2024(24):84-86.

[2] 韩世德.公路桥梁施工中软土地基施工技术处理要点[J].交通世界,2024(24):153-156.

[3] 武正鹏.公路桥梁施工中软土地基施工技术应用分析[J].散装水泥,2024(4):17-19.

[4] 周杨.桥梁施工中挂篮悬臂浇筑施工技术的应用分析[J].低碳世界,2024,14(8):121-123.

[5] 邹健,管凯歌,孙耀辉,等.BIM技术在复杂现浇桥梁施工中的深化应用[J].粘接,2024,51(8):157-160.

[6] 贾威.桥梁施工振动对周边建筑物影响及周边施工反向影响评估与控制技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024(22):132-134.

[7] 秦亮.市政道路桥梁施工中的预算编制与成本控制策略研究[J].中国住宅设施,2024(7):133-135.

[8] 李海松,于明镇,郑文煊.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的运用分析[J].运输经理世界,2024(21):100-102.

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