山區(qū)二級汽車專用公路改擴(kuò)建為一級高速公路橋梁加固利用的技術(shù)探討

曹超

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)的物流業(yè)和汽車制造業(yè)隨之迅猛發(fā)展，對公路的運(yùn)營現(xiàn)狀提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。從90年代初到21世紀(jì)初期，我國西南片區(qū)部分省份修建的多條二級汽車專用公路，經(jīng)過多年的運(yùn)營，目前已不堪重負(fù)，已開始進(jìn)入全面改擴(kuò)建和加固維修的時(shí)期。其中，尤以舊有橋梁的改擴(kuò)建維修加固改造利用尤為重要。

關(guān)鍵詞：山區(qū)二級公路；改擴(kuò)建；橋梁加固；技術(shù)探討

前言

本文以貴州省都勻至新寨二級汽車專用公路改擴(kuò)建為一級高速公路工程實(shí)例為例，都新公路全長118.783公里，原二級設(shè)計(jì)行車速度為60km/h，路基橋梁寬12.0m，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽車一超20、掛車一120；都云至新寨改擴(kuò)建工程按4車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，整體式路基寬度為12.25m，利用舊路部分維持12m。改擴(kuò)建路線利用原有橋梁，所在舊橋梁附近路線縱、平面技術(shù)指標(biāo)擬合原有路線技術(shù)指標(biāo)，在原路上的利用橋梁平面位置不需變更，為滿足高速公路要求，主要對超高作相應(yīng)調(diào)整。

在改擴(kuò)建原設(shè)計(jì)方案中，為使橋梁荷載達(dá)到一級高速公路荷載，必須對沿線所有橋梁進(jìn)行維修改造加固。設(shè)計(jì)部門采用的原方案是對T梁、工字梁體增大下馬蹄截面（空心橋梁板全部拆除，重新預(yù)制安裝），然后在橋面鋪裝鋼筋砼，上鋪輕質(zhì)瀝青砼調(diào)平層后再鋪瀝青砼橋面。在方案實(shí)施過程中，業(yè)主、監(jiān)理和施工單位發(fā)現(xiàn)，如用這一方案對橋梁進(jìn)行加固，有幾個(gè)方面的技術(shù)限制和困難在施工中無法解決和突破，而且加固后，將給橋梁帶來長期可怕的質(zhì)量和安全隱患。

其技術(shù)難點(diǎn)如下：第一，增大下馬蹄截面，砼澆注施工難于實(shí)施灌模：第二，新舊砼在收縮徐變和受力影響在界面上會(huì)形成一個(gè)施工縫，難以有機(jī)緊密的結(jié)合；第三，原方案破壞了橋梁的原始結(jié)構(gòu)，打開下馬蹄截面的時(shí)候，在施工過程中。由于大面積的結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，可能會(huì)造成橋梁的斷裂及橋梁混凝土大面積的損傷：四是增大下馬蹄截面的方案，采用的是要在橋面上鋪裝一定設(shè)計(jì)厚度的輕質(zhì)瀝青砼調(diào)平層，而輕質(zhì)瀝青砼不僅難于配制而且抗壓強(qiáng)度不高，重交通情況下極易被破壞，而且每跨T梁增加的自重多達(dá)90～100噸，極端情況下多達(dá)200余噸，大大增加了梁體的自重和荷載。原本增大下馬蹄截面，在橋面上鋪裝輕質(zhì)瀝青砼調(diào)平層的主要目的，就是為了抵抗由二級汽車專用公路荷載到一級高速公路荷載的要求。但由于增加梁體的自重，增大下馬蹄截面，只能起到承擔(dān)梁自身重量的作用：同時(shí)由于橋梁上部荷載的增加，而橋梁下部結(jié)構(gòu)墩柱和基礎(chǔ)卻沒有相應(yīng)的增加，勢必會(huì)引起原已平衡的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生相對應(yīng)的變化，如山區(qū)橋梁高位墩柱在上述情況下，極易發(fā)生大位移量，對橋梁造成安全隱患，如上圖所示。

針對上述實(shí)際情況，都新公路改擴(kuò)建工程指揮部經(jīng)過多方論證，多方咨詢要求在保持橋梁的原始結(jié)構(gòu)基本不改變的情況下，又能減輕橋梁二期加固恒載的技術(shù)方案對橋梁進(jìn)行加固，同意采納由中交三公局橋梁特種工程有限公司提供采用同步頂升旋轉(zhuǎn)抬高梁體以調(diào)整路基橋面標(biāo)高的的差異，同時(shí)采用增加橋梁預(yù)應(yīng)力橫隔梁來增加T梁、工字梁的橫向聯(lián)系，以此增加橋梁的整體剛度，從而使原有橋梁由二級公路改擴(kuò)建成一級公路的目的。橋面中部凸。兩邊是傾斜。橋梁兩端路面橋高差異大。施工過程中使用計(jì)算機(jī)同步頂升控制系統(tǒng)將橋梁梁體整體頂升到一定設(shè)計(jì)高程，以橋梁的中軸為旋轉(zhuǎn)軸，著力將梁體頂升到設(shè)計(jì)高度。橋面標(biāo)高基本一致，然后澆注支座墊石，安裝支座調(diào)平契型鋼板，安放支座，進(jìn)行同步落梁，然后銑刨橋面中凸部原混凝土橋面，再植筋鋪裝鋼筋砼和涂刷防水層，最后鋪裝橋面瀝青砼，這樣通過同步頂升旋轉(zhuǎn)抬高梁體，只調(diào)整加高橋梁支座墊石，增加橋梁橫隔板來進(jìn)行橋梁加固，可比原設(shè)計(jì)方案減少橋梁單跨二期加固恒載85%的自重，極大的滿足了由原二級汽車專用公路改擴(kuò)建一級高速公路橋梁承載力的要求，同時(shí)不破壞原橋梁任何主體結(jié)構(gòu)，不給改擴(kuò)建加固后的橋梁運(yùn)營還留下任何安全隱患，而且施工質(zhì)量和施工時(shí)間有質(zhì)的提高和快捷，加固橋梁比原設(shè)計(jì)施工時(shí)間提前二個(gè)半月，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

都新公路橋梁原設(shè)計(jì)加固施工方案和橋梁同步頂升旋轉(zhuǎn)加高梁體的施工方案對比。

通過頂升旋轉(zhuǎn)加高橋梁體后，極大的提高舊橋加固施工質(zhì)量和進(jìn)度，避免了橋梁加固施工中對橋梁形成新的質(zhì)量及安全隱患，極好的節(jié)約了生產(chǎn)成本。隨著我國多條高速公路的改擴(kuò)建以及路面翻新橋梁頂升旋轉(zhuǎn)此項(xiàng)技術(shù)的施工工藝已相當(dāng)成熟完善，值得大力推廣和普及。