超載道路環(huán)境空心板問(wèn)題探析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了超載道路環(huán)境空心板問(wèn)題探析參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1工程概況

廣深高速公路自1997年建成通車后，在沿線市鎮(zhèn)及周邊地區(qū)，迅速形成一條高速經(jīng)濟(jì)帶，隨著道路沿線經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，區(qū)域路網(wǎng)不斷完善，廣深高速公路的交通量增長(zhǎng)迅猛。目前，太平立交～五點(diǎn)梅立交段交通量已達(dá)14.36萬(wàn)輛/日，其通行能力已趨飽和，因交通事故或養(yǎng)護(hù)維修占用行車道造成的交通擁擠和堵塞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，服務(wù)水平下降，面臨巨大交通壓力。因此，廣深高速公路有限公司決定對(duì)太平至五點(diǎn)梅路段主線車道進(jìn)行擴(kuò)建，路線長(zhǎng)約3.5km，其中橋梁長(zhǎng)1527.5m。原橋面為雙向六車道設(shè)計(jì)，拓寬后為雙向十車道。

2舊橋梁現(xiàn)狀

廣深高速太平立交至五點(diǎn)梅橋梁段上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、I型梁、框架式橋和鋼筋混凝土實(shí)心板。下部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋梁、橋墩分雙墩柱、三墩柱和四墩柱，打入樁和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。其中，上構(gòu)以空心板梁為主，分6.6m、10m、15m、16m、20m等多種跨徑。

3橋梁拼接方式選擇

3.1上下均不相連拼接方式

上下部均不連接的方式是指橋梁的下部結(jié)構(gòu)分離，而上部結(jié)構(gòu)的主梁部分也分離的一種新舊橋拓寬連接方式，但新舊橋橋面鋪層裝有一定程度的連接，連接主要形式有［1］:①采用瀝青和木條填充;②采用橋面連接;③采用鋼板包邊;④采用縱向伸縮縫連接。其中第①種、第②種連接方式耐久性差，導(dǎo)致后期養(yǎng)護(hù)困難，目前極少采用。而鋼板包邊的拓寬形式容易造成車輛高速行駛下的側(cè)滑，導(dǎo)致交通事故，所以不適合高速公路橋梁的拓寬。方式④的縱向伸縮縫能利用自身構(gòu)造很好地適應(yīng)新舊橋主梁間的縱向和豎向變形差，使新舊橋變形平順過(guò)渡，優(yōu)化行車條件，但其造價(jià)和日常養(yǎng)護(hù)較高［2］。

3.2上下均相連的拼接方式

上下部結(jié)構(gòu)均連接的方式是指將橋梁的下部結(jié)構(gòu)，主要橋墩、蓋梁等，以及上部結(jié)構(gòu)主梁都進(jìn)行連接，因此采用這種方式連接有效、可靠、整體性強(qiáng)，但是在新舊橋不均勻沉降的作用下，下部結(jié)構(gòu)的帽梁、系梁和橋臺(tái)連接處易產(chǎn)生裂縫，而且上部結(jié)構(gòu)的連接縫處也比較容易產(chǎn)生裂縫。因此，只有在地基條件好、新橋沉降可以有效控制的情況下可以采用這種連接方式。常用的下構(gòu)連接方法有植筋連接、設(shè)置角鋼連接等［3］。

3.3上連下分的拼接方式

上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接的連接形式是目前高速公路連接中比較常用的連接方式［2］，其下部結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，而上部結(jié)構(gòu)的主梁通過(guò)各種方式進(jìn)行比較強(qiáng)的連接，使其既能適應(yīng)比較大的新舊橋不均勻沉降，又具有比較好的耐久能力，是一種較理想的橋梁拓寬連接方式。因此，在廣深高速太平立交至五點(diǎn)梅橋梁段拓寬工程中，采用這種橋梁拼接方式。

4空心板拼接方式

主要考慮了以下5種拼接方案:

4.1方案一

采用現(xiàn)澆絞接縫與舊橋相連接。首先拆除舊橋防撞欄，將舊橋空心板邊緣約50cm范圍內(nèi)橋面鋪裝及整體化鑿除，保留原結(jié)構(gòu)鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土，露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內(nèi)側(cè)邊板的翼緣不預(yù)制，保留翼緣預(yù)制鋼筋，新舊板之間翼緣采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土濕接鉸縫方式連接，見(jiàn)圖1。

4.2方案二

本方案采用現(xiàn)澆濕接縫與舊橋剛性連接。首先拆除舊橋防撞欄，將舊橋空心板邊緣約50cm范圍內(nèi)橋面鋪裝及整體化層鑿除，保留原結(jié)構(gòu)鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土，露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內(nèi)側(cè)邊板的翼緣不預(yù)制，保留翼緣預(yù)制鋼筋，新舊板之間翼緣采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土剛性濕接縫方式連接，

4.3方案三

切除舊橋邊板翼緣，鑿出舊橋側(cè)伸縮縫槽口，保留原結(jié)構(gòu)鋼筋，并植入伸縮縫錨筋;在新空心板上預(yù)留伸縮縫槽口、預(yù)先埋置錨筋。安裝伸縮縫，再澆筑C50微膨脹鋼纖維的槽口混凝土。連接示意圖參見(jiàn)圖3。

4.4方案四

本方案采用絞縫與橋面整體化層共同連接。首先拆除舊橋防撞欄和邊板挑臂，在舊橋空心板邊緣植入N1、N2鋼筋，新橋則預(yù)埋。預(yù)制梁澆筑后不小于180d，待收縮徐變基本完成，再進(jìn)行新舊橋橫向連接。施工前先將舊橋邊緣50cm范圍橋面鋪裝鑿開(kāi)，放置N3、N4鋼筋，再在鉸縫內(nèi)及鑿開(kāi)的整體化層內(nèi)澆筑C50微膨脹鋼纖維混凝土，

4.5方案五:

本方案采用橫梁與整體化層及橋面鋪裝共同連接。橫梁寬度為50cm，每2m設(shè)置一道。施工前首先拆除舊橋防撞欄，將舊橋空心板邊緣約88cm范圍內(nèi)橋面鋪裝及整體化植鑿開(kāi)，在設(shè)置橫梁位置進(jìn)行植筋，新橋則預(yù)埋。新橋架設(shè)一年后，待新橋收縮徐變基本完成，再進(jìn)行新舊橋橫梁鋼筋連接，整體化層鋼筋連接，在新舊橋橫梁及鑿開(kāi)的整體化層內(nèi)澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土，見(jiàn)圖5。

5方案比較

方案一，為現(xiàn)澆懸臂板鉸縫與舊橋連接，該方案優(yōu)點(diǎn)是新建部分空心板梁與原橋空心板梁之間的變形協(xié)調(diào)性較好，全橋整體性較好，新舊橋受力相互影響較小，施工簡(jiǎn)單、方便、施工費(fèi)用較低;并且可以通2011年第6期黃沛聰:超重交通環(huán)境下的高速公路空心板拼接的關(guān)鍵問(wèn)題分析—11—過(guò)調(diào)整現(xiàn)澆段的寬度解決新板與原板拼寬設(shè)計(jì)的橫向誤差。缺點(diǎn)是若新舊橋變形差或者位移差過(guò)大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致橋面反射開(kāi)裂，但裂縫比較規(guī)則，不會(huì)明顯影響使用效果。方案二，為現(xiàn)澆懸臂板剛性連接，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、方便。缺點(diǎn)是新舊橋受力相互影響較大，若新橋沉降對(duì)舊橋邊板不利，剛接的翼緣下緣配筋不夠，對(duì)拼接時(shí)間及施工質(zhì)量要求高，新舊橋位移差及活載作用下導(dǎo)致翼緣板出現(xiàn)正彎矩，后期可能導(dǎo)致不規(guī)則發(fā)射裂縫。方案三，為伸縮縫連接，其優(yōu)點(diǎn)是在跨徑較大、聯(lián)長(zhǎng)較長(zhǎng)及錯(cuò)孔處較為合適，且施工簡(jiǎn)單、方便;缺點(diǎn)是新舊橋處會(huì)產(chǎn)生較大撓度差出現(xiàn)，影響行車安全性，影響路面美觀，橫向整體性較差，縱向伸縮縫較長(zhǎng)，引起駕駛?cè)饲榫w焦慮壓抑，容易造成安全隱患。伸縮縫連接造價(jià)較高，更換周期短，社會(huì)影響大。方案四，為絞接，該方案優(yōu)點(diǎn)為新舊橋整體性好，施工較為方便。缺點(diǎn)為拼寬的內(nèi)中板分別位于新舊墩(臺(tái))上，墩(臺(tái))不均勻沉降使該板在墩(臺(tái))的工作縫處受剪，易產(chǎn)生裂縫，并且1#、2#鋼筋植筋很難實(shí)現(xiàn)，容易損傷原結(jié)構(gòu)。方案五，為剛接，該方案優(yōu)點(diǎn)為橫向連接剛度較大，連接較牢固，能有效避免縱縫，對(duì)行車影響較小。缺點(diǎn)為改變?cè)瓨蜻叞宓氖芰δＪ剑屡f橋受力相互影響大，若新橋沉降，則導(dǎo)致原橋邊板受力過(guò)大，無(wú)法承受;植筋極易損傷原結(jié)構(gòu)，鋼筋植入深度不夠，下緣的鋼筋不能受力，并且本方案的施工難度較大，造價(jià)較高。綜上所述，采用施工簡(jiǎn)單、方便、施工費(fèi)用較低的方案一是比較合適的，即絞縫與舊橋連接。

6橋梁拓寬縱向接縫施工工藝

6.1交通組織

主要措施有以下幾點(diǎn):

(1)當(dāng)空心板梁架設(shè)完，橋面鋪裝施工到一定程度再進(jìn)行新舊橋面拼接工作。需預(yù)先對(duì)施工段內(nèi)的硬路肩進(jìn)行封閉，確保舊防撞欄破除以及行車的安全。

(2)在保證工程進(jìn)度、質(zhì)量的情況下，應(yīng)本著占路時(shí)間最短、占用道路面最少、影響交通最小的原則制定交通組織方案，影響交通比較大的工序必須安排在交通低峰時(shí)間(0～6點(diǎn))進(jìn)行。

(3)拼接縫施工前臨時(shí)封閉與拼接縫相鄰的慢車道，并視情況封閉快車道，同時(shí)對(duì)施工范圍的車輛進(jìn)行限速60km/h，且與封閉車道相鄰的車道限制重車40t。

(4)在施工范圍以外3km開(kāi)始設(shè)置交通安全標(biāo)志，標(biāo)志牌的內(nèi)容和范圍要具體、醒目、明確。

6.2混凝土材料選擇在進(jìn)行合理交通組織的情況下，用于拼接部位的混凝土采用C40早強(qiáng)型鋼纖維補(bǔ)償收縮混凝土，鋼纖維摻量為50kg/m3，并摻入適量UEA外加劑，使其具有快硬早強(qiáng)、低收縮，微膨脹的特點(diǎn)，滿足施工與后期質(zhì)量需要。

6.3相鄰空心板高差控制措施

(1)舊橋加固。對(duì)加寬段的橋梁使用情況進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)病害情況進(jìn)行裂縫修補(bǔ)、裂縫封閉、支座更換、粘貼鋼板等。特別是對(duì)于舊橋樁基樁頭松散或膠接差、設(shè)計(jì)沉降大于10cm、相對(duì)沉降大于5cm的樁基礎(chǔ)，采用鉆孔灌注樁加承臺(tái)的方式替換舊橋受力結(jié)構(gòu)，減少舊橋的沉降。在拼接施工之前，必須完成舊橋的加固后才能進(jìn)行新舊橋拼接施工，即按“先加固后拼接”的原則進(jìn)行。

(2)控制預(yù)制梁的拱度和架梁時(shí)間。因先張法施工無(wú)法設(shè)置反拱，為了保證橋梁的平整及行車舒適，避免反拱導(dǎo)致空心板整體化層跨中偏薄，可將預(yù)制梁降低1cm左右安裝。所有預(yù)應(yīng)力空心板梁存梁時(shí)間不宜大于60d，應(yīng)盡快架設(shè)，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的上拱度。

(3)在橋跨中間增加臨時(shí)支撐。在跨中設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支撐，可以降低撓度差92%，在距離兩端1/3跨徑處設(shè)置兩個(gè)臨時(shí)支撐，可降低撓度差93%［4］。由于舊橋下為平地，交通及施工比較方便，可以采用跨中增加臨時(shí)支撐的方法減少拼接時(shí)新舊梁的撓度差，保證拼接縫的施工質(zhì)量。

(4)將縱縫分段分時(shí)澆筑。對(duì)于20m空心板，可采用4m∶12m∶4m分兩階段澆筑拼接縫。兩階段澆筑方案可以減少相鄰空心板撓度差51%，是最簡(jiǎn)單易行的有效措施［4］。

(5)接縫施工盡量晚上車流量少的凌晨1點(diǎn)至6點(diǎn)進(jìn)行，將車輛震動(dòng)對(duì)接縫施工質(zhì)量的影響降到最低。

(6)所有接縫盡量推遲到通車前一兩周施工，盡量延長(zhǎng)新橋加載時(shí)間，減少拼接后新舊橋的沉降差。

6.4沉降控制措施

一般來(lái)說(shuō)，嵌巖樁的沉降較小，故此，在本工程設(shè)計(jì)中基本上采用嵌巖樁，并要求樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)入單軸抗壓強(qiáng)度Ra大于15MPa的微風(fēng)化巖石，入巖深度不小于2.0D，且樁底持力層3D以下周圍巖石較完整。施工中，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工，不得使用沖擊鉆孔成孔，并嚴(yán)格控制樁底沉淀厚度小于3cm。在新建橋橋面整體化層澆筑完成，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后，在新建橋面上采用砂袋堆載預(yù)壓一段時(shí)間(等效載荷為10cm的橋面瀝青混凝土鋪裝、護(hù)欄和1/4活載)，待沉降較穩(wěn)定，卸載后才澆筑連接部分的混凝土，最后澆筑橋面瀝青鋪裝及護(hù)欄。新橋的基礎(chǔ)沉降在荷載作用的初期發(fā)展很快，后期沉降很小，所以，在完成新橋橋面混凝土現(xiàn)澆層施工后，拼接部位的濕接縫暫緩施工，使新橋有一定的自然沉降和混凝土收縮徐變時(shí)間，該時(shí)間控制在半年以上為宜。另外，樁底灌漿［5］也是控制樁基沉降的一種有效措施。

6.5沉降觀測(cè)

在新橋樁基礎(chǔ)施工前，建立舊橋的沉降觀測(cè)系統(tǒng)，并與后期新橋的沉降觀測(cè)連成網(wǎng)絡(luò)，建立完善的新舊橋沉降觀測(cè)網(wǎng)，并進(jìn)行專業(yè)分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，為橋梁拼接施工選取適當(dāng)時(shí)間。

7結(jié)語(yǔ)

對(duì)于不中斷交通的高速公路空心板梁拓寬拼接技術(shù)，可以通過(guò)以下兩方面的措施減少新舊橋沉降差，從而減少空心板拼接縫病害，達(dá)到保證拼接縫質(zhì)量的目的:①設(shè)計(jì)方面:選取上連下分的橋梁連接方式、舊橋先加固后拼接、現(xiàn)澆懸臂板絞縫與舊橋連接、選擇合適的接縫混凝土材料、采用嵌巖樁、加大樁長(zhǎng)、控制樁底沉淀厚度、樁底灌漿等;②施工方面:采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工、新橋加載、交通管制、濕接縫暫緩施工、橋跨中間增加臨時(shí)支撐、縱縫分段分時(shí)澆筑、接縫晚上施工等。