1、.超載道路環境空心板問題探析1工程概況廣深高速公路自1997年建成通車后，在沿線市鎮及周邊地區，迅速形成一條高速經濟帶，隨著道路沿線經濟迅速發展，區域路網不斷完善，廣深高速公路的交通量增長迅猛。目前，太平立交五點梅立交段交通量已達14.36萬輛/日，其通行能力已趨飽和，因交通事故或養護維修占用行車道造成的交通擁擠和堵塞現象時有發生，服務水平下降，面臨巨大交通壓力。因此，廣深高速公路有限公司決定對太平至五點梅路段主線車道進行擴建，路線長約3.5km，其中橋梁長1527.5m。原橋面為雙向六車道設計，拓寬后為雙向十車道。2舊橋梁現狀廣深高速太平立交至五點梅橋梁段上部結構為預應力混凝土空心板、I型梁

2、、框架式橋和鋼筋混凝土實心板。下部結構采用現澆鋼筋混凝土蓋梁、橋墩分雙墩柱、三墩柱和四墩柱，打入樁和鉆孔灌注樁基礎。其中，上構以空心板梁為主，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構分離，而上部結構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:采用瀝青和木條填充;采用橋面連接;采用鋼板包邊;采用縱向伸縮縫連接。其中第種、第種連接方式耐久性差，導致后期養護困難，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滑，導致交通事故，所以不適合高速

3、公路橋梁的拓寬。方式的縱向伸縮縫能利用自身構造很好地適應新舊橋主梁間的縱向和豎向變形差，使新舊橋變形平順過渡，優化行車條件，但其造價和日常養護較高2。3.2上下均相連的拼接方式上下部結構均連接的方式是指將橋梁的下部結構，主要橋墩、蓋梁等，以及上部結構主梁都進行連接，因此采用這種方式連接有效、可靠、整體性強，但是在新舊橋不均勻沉降的作用下，下部結構的帽梁、系梁和橋臺連接處易產生裂縫，而且上部結構的連接縫處也比較容易產生裂縫。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。常用的下構連接方法有植筋連接、設置角鋼連接等3。3.3上連下分的拼接方式上部結構連接，下部結構不連接

4、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，其下部結構相互獨立，而上部結構的主梁通過各種方式進行比較強的連接，使其既能適應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范圍內橋面鋪裝及整體化鑿除，保留原結構鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土，露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內側邊板的翼緣不預制，保留翼緣預制鋼筋，新舊板之間翼緣采用現場澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土

5、濕接鉸縫方式連接，見圖1。4.2方案二本方案采用現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范圍內橋面鋪裝及整體化層鑿除，保留原結構鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土，露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內側邊板的翼緣不預制，保留翼緣預制鋼筋，新舊板之間翼緣采用現場澆筑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，鑿出舊橋側伸縮縫槽口，保留原結構鋼筋，并植入伸縮縫錨筋;在新空心板上預留伸縮縫槽口、預先埋置錨筋。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

6、挑臂，在舊橋空心板邊緣植入N1、N2鋼筋，新橋則預埋。預制梁澆筑后不小于180d，待收縮徐變基本完成，再進行新舊橋橫向連接。施工前先將舊橋邊緣50cm范圍橋面鋪裝鑿開，放置N3、N4鋼筋，再在鉸縫內及鑿開的整體化層內澆筑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范圍內橋面鋪裝及整體化植鑿開，在設置橫梁位置進行植筋，新橋則預埋。新橋架設一年后，待新橋收縮徐變基本完成，再進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的整體化層內澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混

7、凝土，見圖5。5方案比較方案一，為現澆懸臂板鉸縫與舊橋連接，該方案優點是新建部分空心板梁與原橋空心板梁之間的變形協調性較好，全橋整體性較好，新舊橋受力相互影響較小，施工簡單、方便、施工費用較低;并且可以通2011年第6期黃沛聰:超重交通環境下的高速公路空心板拼接的關鍵問題分析11過調整現澆段的寬度解決新板與原板拼寬設計的橫向誤差。缺點是若新舊橋變形差或者位移差過大時，可能會導致橋面反射開裂，但裂縫比較規則，不會明顯影響使用效果。方案二，為現澆懸臂板剛性連接，其優點是施工簡單、方便。缺點是新舊橋受力相互影響較大，若新橋沉降對舊橋邊板不利，剛接的翼緣下緣配筋不夠，對拼接時間及施工質量要求高，新舊橋

8、位移差及活載作用下導致翼緣板出現正彎矩，后期可能導致不規則發射裂縫。方案三，為伸縮縫連接，其優點是在跨徑較大、聯長較長及錯孔處較為合適，且施工簡單、方便;缺點是新舊橋處會產生較大撓度差出現，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，引起駕駛人情緒焦慮壓抑，容易造成安全隱患。伸縮縫連接造價較高，更換周期短，社會影響大。方案四，為絞接，該方案優點為新舊橋整體性好，施工較為方便。缺點為拼寬的內中板分別位于新舊墩(臺)上，墩(臺)不均勻沉降使該板在墩(臺)的工作縫處受剪，易產生裂縫，并且1#、2#鋼筋植筋很難實現，容易損傷原結構。方案五，為剛接，該方案優點為橫向連接剛度較大，連接較

9、牢固，能有效避免縱縫，對行車影響較小。缺點為改變原橋邊板的受力模式，新舊橋受力相互影響大，若新橋沉降，則導致原橋邊板受力過大，無法承受;植筋極易損傷原結構，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，造價較高。綜上所述，采用施工簡單、方便、施工費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:(1)當空心板梁架設完，橋面鋪裝施工到一定程度再進行新舊橋面拼接工作。需預先對施工段內的硬路肩進行封閉，確保舊防撞欄破除以及行車的安全。(2)在保證工程進度、質量的情況下，應本著占路時間最短、占用道路面最少、影響交通最小的原則制

10、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間(06點)進行。(3)拼接縫施工前臨時封閉與拼接縫相鄰的慢車道，并視情況封閉快車道，同時對施工范圍的車輛進行限速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開始設置交通安全標志，標志牌的內容和范圍要具體、醒目、明確。6.2混凝土材料選擇在進行合理交通組織的情況下，用于拼接部位的混凝土采用C40早強型鋼纖維補償收縮混凝土，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、低收縮，微膨脹的特點，滿足施工與后期質量需要。6.3相鄰空心板高差控制措施(1)舊橋加固。對加寬段的橋梁使用情況進行

11、調查，并根據病害情況進行裂縫修補、裂縫封閉、支座更換、粘貼鋼板等。特別是對于舊橋樁基樁頭松散或膠接差、設計沉降大于10cm、相對沉降大于5cm的樁基礎，采用鉆孔灌注樁加承臺的方式替換舊橋受力結構，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行新舊橋拼接施工，即按“先加固后拼接”的原則進行。(2)控制預制梁的拱度和架梁時間。因先張法施工無法設置反拱，為了保證橋梁的平整及行車舒適，避免反拱導致空心板整體化層跨中偏薄，可將預制梁降低1cm左右安裝。所有預應力空心板梁存梁時間不宜大于60d，應盡快架設，否則會產生過大的上拱度。(3)在橋跨中間增加臨時支撐。在跨中設置一個臨時支撐，可以降低

12、撓度差92%，在距離兩端1/3跨徑處設置兩個臨時支撐，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支撐的方法減少拼接時新舊梁的撓度差，保證拼接縫的施工質量。(4)將縱縫分段分時澆筑。對于20m空心板，可采用4m12m4m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點至6點進行，將車輛震動對接縫施工質量的影響降到最低。(6)所有接縫盡量推遲到通車前一兩周施工，盡量延長新橋加載時間，減少拼接后新舊橋的沉降差。6.4沉降控制措施一般來說，嵌巖樁的沉降較小，故此，在本工程設計中基本

13、上采用嵌巖樁，并要求樁基礎應進入單軸抗壓強度Ra大于15MPa的微風化巖石，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，采用旋轉鉆機施工，不得使用沖擊鉆孔成孔，并嚴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，并達到設計強度以后，在新建橋面上采用砂袋堆載預壓一段時間(等效載荷為10cm的橋面瀝青混凝土鋪裝、護欄和1/4活載)，待沉降較穩定，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欄。新橋的基礎沉降在荷載作用的初期發展很快，后期沉降很小，所以，在完成新橋橋面混凝土現澆層施工后，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間，該時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沉降觀測在新橋樁基礎施工前，建立舊橋的沉降觀測系統，并與后期新橋的沉降觀測連成網絡，建立完善的新舊橋沉降觀測網，并進行專業分析，發現問題及時處理，為橋梁拼接施工選取適當時間。7結語對于不中斷交通的高速公路空心板梁拓寬拼