高速公路改扩建拼宽钢箱梁施工布置设计

收稿日期：2024-02-28

作者简介：徐靖（1986—），男，本科，工程师，研究方向：高速公路改扩建和悬索桥施工工艺、工法及施工装备研究。

摘要 在进行高速公路改扩建施工时常常会遇到跨线施工，文章以扬州到溧阳高速公路改扩建施工跨线钢箱梁为例，从老桥拆除，钢箱梁安装、连接施工等方面，简述在改扩建跨线保通的要求下钢箱梁施工工艺。从施工方案设计上实现安全、快速、经济的完成跨线拼宽钢箱梁施工，为后续高速公路拼宽跨线施工提供相应方案及案例参考。

关键词 跨线施工；跨墩龙门起重机；钢箱梁安装；翼缘板拆除；液压劈裂

中图分类号 U445.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）11-0123-03

0 引言

目前，全国高速公路建设总体已经由新建转入改扩建，近几年新开工高速公路施工项目大部分以改扩建和扩容为主。改扩建则更多是由4改6或者4改8两侧拼宽的方式进行设计。在进行施工时，不同于新建施工，所跨越路线产权或运营单位会对道路保通提出更高要求，在此背景下对于跨线施工工艺及安全的要求也在同步提升。

1 工程概况

G4011扬溧高速镇江南互通至丹徒枢纽段改扩建工程范围起于镇江南互通，接润扬长江公路大桥南接线，向南经镇江高新区、丹徒区，止于丹徒枢纽，顺接扬溧高速丹徒枢纽至新昌枢纽段，全长13.081 km。全线采用双向六车道高速公路标准扩建，采用沿既有公路两侧拼宽的总体扩建方案，设计速度为120 km/h，路基宽度为34.5 m。

2 桥梁概况

该项目主线桥上跨宁沪高速公路，为钢箱梁上跨沪宁高速拼宽施工，原桥为三跨一联双箱双室钢混组合梁，左幅跨径为（26+56+34）m，右幅跨径为（30+56+30）m。组合梁为变高梁，支点处梁高2.7 m，跨中及边支点处梁高1.5 m，梁高采用二次抛物线形式变化，桥梁三维示意见图1。

根据与跨线运营单位及其一路三方单位沟通，要求在进行拼宽施工过程中需保证宁沪高速公路通行，仅可在部分施工工序借道施工，对跨线的保通作为施工方案设计的首要原则[1]。

3 桥梁施工

根据施工图纸的要求（见图2），扬溧主线桥施工主要施工工序及施工顺序：桥梁下部结构施工—老桥防撞护栏及翼缘板拆除—新桥钢箱梁安装—桥梁桥面板及防撞护栏施工—新桥压重—新老桥连接及湿接缝施工—桥面系施工。

由施工流程可知，要满足保通要求不仅是在钢箱梁安装阶段保证通行，更需从老桥拆除、新梁安装、新老连接等桥梁施工全过程进行施工方案设计和施工工艺选择。

图1 主线拼宽桥示意图

图2 钢箱梁拼宽断面图

3.1 桥梁拆除

目前老桥护栏拆除常用的施工工艺为绳锯、盘锯或风镐等设备。

施工图中要求为保证新老桥的连接，在老桥翼缘板拆除后需保留翼缘横向钢筋，并推荐采用水刀拆除的工艺，但对于该项目跨线拆除采用水刀工艺存在水质要求高、现场杂乱、混凝土飞溅等问题，见图3。

图3 水刀拆除施工示意图

该项目选择采用绳锯+液压劈裂的施工工艺进行防撞护栏及翼缘拆除施工。相比水刀施工，液压劈裂既可满足拆除施工保留翼缘板钢筋的需求，同时，液压劈裂施工拆除的构件也容易控制飞溅，施工现场也没有水刀施工需废水进行回收的需求，是更适合该项目的工艺，见图4。

图4 液压劈裂施工图

在进行拆除施工时，定制拆除防护平台，相较于传统桥检车平台和防撞护栏施工台车，该施工平台面积更大，伸入桥内施工空间更大。同时，在护栏上增设防护网等结构，紧贴老桥翼缘板底面，形成一个完全密闭的空间，将拆除物完全控制在平台之内，见图5。

图5 拆除防护平台示意图

进行拆除防护平台设计时考虑施工平台对于运营高速公路通车净空的影响，结合施工时对拆除下面对应车道进行临时管控等措施，确保拆除施工不影响下方正常通车。

3.2 桥梁安装

目前，跨线钢箱梁施工多采用吊车吊装或顶推等方式安装，但该安装方式对于拼宽施工都有相应的一些优缺点，见表1。

表1 钢箱梁安装方式优劣势分析表

施工方法 优势 劣势

吊装 1.安装速度快

2.场地占用小

3.准备时间短

4.工艺成熟

5.经济性好 1.吊装过程需中断交通流

2.安全性和操作手水平相关

顶推 1.施工过程无需中断交通流

2.工艺成熟 1.施工速度慢

2.场地占用大

3.准备时间长

4.经济性相对较差

结合该项目拼宽施工实际情况和跨线单位的要求，创新性提出横移安装的施工方案，该方案利用老桥作为节段桥位拼装平台，采用临时支架+横移门吊的方式进行安装，见图6。

图6 钢箱梁横移安装示意图

横移安装施工顺序为：搭设临时支架—在老桥上焊接连接横梁—桥位节段拼装—安装横移门吊—边跨安装—中跨节段安装—中、边跨焊接—预压—新老桥横梁焊接—湿接缝施工。

钢箱梁在场内分节段加工运输至现场，在桥位待安装位置侧方设置拼装胎架，也可在桥梁旁路基上预拼完成后采用运梁车运送至起吊位置。

在相应设计位置安装临时支架，临时支架一般由钢管＋型钢组合，也采用钢结构单元组合而成，在支架顶部设置分配梁及轨道。

安装横移门吊，横移门吊的设计和功能和龙门吊类似，主要满足安装钢箱梁提升+横移+下放这几个关键动作的要求，横移门吊可设计为高低腿模式从而无须设置临时墩，也可设计为两侧支腿高度相同的方案，满足不同地形高差情况下的通用性。钢箱梁安装采用2台共同抬吊的方案，采用统一的控制系统控制两台门吊同时起吊和横移，保证横移过程中钢箱梁两个吊点的同步性。

相较于常规安装方案，该方案有如下优点：

（1）场地占用较小，且临时支架可回收利用。

（2）安装过程可控，横移吊机可灵活地调整安装梁端横移位置，安全风险小。

（3）安装过程快速，待安装梁体桥位节段拼装后，仅需提升、横移、下放、调整即可完成跨线节段的安装。

（4）经济性好，设备扩展度高，横移吊机有相当的可扩展性，在常规项目中可作为常规提梁机使用，设备利用率高，经济性好。

3.3 桥面系及压重施工

桥面系及压重采用常规的泵车浇筑方法进行施工，需在临边施工过程中特别注意，防止物体落下影响下方通行。

3.4 新老桥横梁焊接

在该桥的设计中，在新老桥之间设计横梁并与新老桥腹板焊接。施工图中要求在新桥压重后进行连接，见图7。

图7 钢箱梁新老桥连接横梁示意图

在常规钢箱梁安装施工中，由于没有新老桥连接这一工序，则无须考虑更改施工顺序。

在该项目中由于连接横梁设计于新老桥腹板，若先安装新桥钢箱梁，连接横梁只能通过新老桥之间的湿接缝吊装下放，吊装空间有限，通车情况下吊装风险大，连接横梁的焊接和表面处理都面临施工平台难以搭设等的问题。

为此，该项目采用先安装横梁后连接的施工方法进行施工。

具体方法如下：

（1）在未安装新钢箱梁之前，对老桥设计安装连接横梁的位置进行测量，修正横梁长度。

（2）利用吊车在老桥上吊装横梁并与老桥焊接，在施工过程中对下方相应车道进行封闭。

（3）新桥安装，并按照设计要求进行桥面系及压重混凝土施工。

（4）连接横梁与新桥焊接，并完成检测及涂装工作。

（5）浇筑湿接缝。该方法在满足新桥压重自然沉降后再进行新老桥连接，保证后期新老桥在使用过程中的整体性，同时，减少连接横梁施工对吊装施工及下方通车的影响。

4 结论

目前，国内高速公路建设已大面积由新建转为改扩建，项目跨线施工的情况较多，且所跨越多为高速公路和通行繁忙的国省干线，对于施工和保通的要求也相应提高。该文以扬溧项目跨线施工为案例，对老桥拆除、新桥拼宽安装提出新的解决方案、新的思路，为未来高速公路改扩建类似跨线施工提供了方案及参考案例。

参考文献

[1]杨凯. 高速公路跨线钢箱梁安装技术[J]. 低碳世界， 2017（9）： 183-184.