桥梁拼接施工技术在高速公路扩建中的应用

桥梁拼接施工技术在高速公路扩建中的应用

摘要: 高速公路工程和城市建设的高速发展，使早期已建桥梁大多面临扩建要求，而国家对此尚未颁发专门的设计、施工及质量控制标准。本文以某高速扩建工程为例，进行了归纳和总结以供参考。

关键词:桥梁施工；补偿混凝土；植筋；

某高速公路位于丘陵地区, 经论证：改高速公路的扩建采用“两侧拼接加宽为主、局部分离加宽”的方法，将全线主线由原双向四车道扩建为双向八车道的高速公路。设计行车速度120Km/h，桥梁设计荷载：汽-超20级，挂-120，路基、桥梁两侧分别加宽8米，加宽后八车道整体路基和桥梁宽度为42米。

一、纵向拼接缝的设计方案

桥梁的拼接模式采用两侧加宽:同结构、同类型、同跨径、上部构造连接,下部构造不连的方法予以拼接。对于上部构造采用板式结构的桥梁，由于新老结构的连接需拆除原桥外侧边板的悬臂，大量凿除工作会造成施工工期过长，影响某高速公路扩建时期的通行能力，设计中考虑切割原桥外侧边板的悬臂，采用植筋技术将新老结构连接。为保证拼接部分的混凝土的质量，减少混凝土发生收缩徐变，减少结构整体的附加内力,拼接缝采用UEA 补偿混凝土浇筑。

现结合K432+532.878小盈岭1号大桥（本桥上构为11-30米预应力混凝土普通T 梁，简支桥面连续，下构为柱式墩，基础为钻孔灌注桩），重点介绍T 梁桥的纵向拼接缝的施工工艺。拼接缝示意图如下图（一）、（二）所示。

二、施工工艺

（一）、原桥边梁拼接部位的混凝土切割和凿除施工

1、防撞护栏混凝土和部分边粱翼缘板混凝土的切除施工

①首先为不影响现有高速路的正常交通运营、行车安全及施工操作人员的安全等，必须设置临时护栏，如临时砼防撞护栏、水马、锥形标等；

②采用切割工艺，应先对护栏和翼缘板进行横向向切割，切口的间距根据吊装能力确定；

③沿路线纵向切割。在切割过程中需用吊车将混凝土切块吊住，防止混凝土切块掉到桥下。同时将切下的混凝土块放置在原高速公路的紧急停车带上，作为该桥临时防撞护栏。

2、T梁部分翼缘板和混凝土现浇桥面板的凿除

①凿除方法应采用小锤手工凿除，不允许采用切割机、风镐，避免伤及横桥向钢筋和梁板；

②在T梁部分翼缘板和混凝土现浇面板的凿除前，先划线定位，按设计施工图纸的尺寸要求：凿除线距边粱腹板边线20cm；

③拼接部位新、旧梁（板）断面的混凝土表面按施工缝处理，去除混凝土表面上松动的骨料、碎块，再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去。处理后的混凝土表面凸凹不平度不小于6mm。

（二）、植筋施工

植筋是指利用电锤钻孔，在设计部位按设计孔径钻至规定深度后，进行清孔，再注入植筋胶，插入钢筋，使钢筋与混凝土通过植筋胶粘在一起，以满足结构传递受力要求。本桥植筋钢筋（如图二所示）设计为Φ12，植入深度不小于14CM,钢筋植入后其拔出力不应小于37.9KN。

1、植筋之前的准备工作

①对要植筋的端面按施工缝要求凿毛处理,对作业面进行浮渣清理、清水冲洗。

②检查作业面是否有缺陷，对切割面及T 梁顶面进行检查，是否有裂缝，如有裂缝须采取措施修补、加固。

③切割、凿除工作完成后，必须经监理工程师检查合格后，方可进行下道工序。

④对于施工采用的植筋胶（本工程所用的植筋胶为喜利得HY－150粘合剂），在植筋胶采购时必须要求生产厂家出具相关国家级或行业检测报告:锚固强度试验、耐高温可焊性、耐久性、抗冻性能强等指标，以确保其产品质量符合设计要求。

2、植筋工艺

准备→钻孔→清孔→孔除尘→孔干燥→钢筋处理→配胶→注胶→插筋→养生。

（1） 准备：

检查被植筋的混凝土面是否完好，用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置，核对、标记植筋部位，以便钻孔时避让钢筋。

（2） 钻孔：

① 按设计要求在施工面定出钻孔植筋的位置，放好样，利用电锤钻孔（严禁使用气锤钻孔，防止出现混凝土局部疏散、开裂）。

② 孔径的选定，根据设计图纸：Φ12 植筋，孔径为16mm；Φ22 植筋，孔径为28 mm。

③ 孔的深度应根据设计具体要求确定，植筋胶厂商提供的配套资料作为参考。实际操作，根据孔径和对应深度要求钻孔，检查满足要求即可终孔。

（3） 清理孔洞（除尘、干燥）：

钻孔成批量后，逐个清除孔内灰尘，利用压缩空气或用水清孔，用毛刷刷三遍、吹三遍，确保孔壁无尘。

（4）钢筋处理：

检查钢筋是否顺直，用钢丝刷除去锈渍，用乙醇或丙酮清洗干净，凉干使用。无锈蚀钢筋则可不进行除锈工序。

（5）配胶和注胶：

根据植筋胶生产厂家的使用说明、种类要求配置，注胶要一次完成。

首先将植筋胶直接放入胶枪中，将搅拌头旋到胶的头部，扣动胶枪直到胶流出为止，第一次打出的胶不用，待胶流出成均匀灰色方可使用。注胶时，将搅拌头插到孔的底部开始注胶，注入孔内约2/3 即可。每次扣动胶枪后，停顿5-6 秒钟，再扣动下一次胶枪。注射下一个孔时，按下胶枪后面的舌头，因为胶枪为自动加压，避免胶继续流出，造成浪费。更换新的胶时，按下胶枪后面的舌头，拉出拉杆，将胶枪取出。

（6）插筋：

插入处理好的钢筋，此时需要手将其旋转着缓缓插入孔底，使胶与钢筋全面粘结，并防止孔内胶外溢。按照植筋固化时间表的规定时间进行操作，使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中，插好固定后的钢筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。插筋、养护期间，桥上应避免震动的影响。

（7）养生：

在室外温度下自然养护，温度低于5℃，应改用耐低温改性结构胶，养生时间一般在24 小时以上。

3、植筋的质量验收

①现场抗拔破坏性试验一（施工前试验）。现场先选取不参与受力、非重要位置或将来凿除的混凝土进行植筋，达到强度要求后，进行抗拔试验，检验标准以钢筋达到屈服时不被拔出，此时混凝土完好即为合格。然后才可以批量操作。

②现场抗拔破坏性试验二（施工前的试验）。对植入的钢筋与混凝土交界面的根部，用与之相同直径的钢筋采用帮条焊.然后进行抗拔试验，检验标准以钢筋达到屈服时不被拔出，此时混凝土完好即为合格。

③现场抗拔非破坏性试验(施工后的验收试验)。为非破坏性抗拔试验(即达到钢筋抗拉强),同规格的钢筋按植筋总量的5％随机抽样一组,每组为3 根,进行试拉,如达到安全拉力钢筋不被拉出,说明植筋施工质量合格。

（三）、纵向拼接缝补偿UEA 混凝土的浇注施工

1、UEA 补偿混凝土的特点及配合比设计

拼接缝UEA 补偿混凝土是一种微膨胀混凝土，当UEA 膨胀剂加入普通水泥和水拌合后，水化反应形成膨胀性水化物钙矾石，这是它的膨胀源。当混凝土膨胀时钢筋产生拉应力，与此同时该部分混凝土对约束面产生了相应的压应力，这就相当于提高了混凝土的早期抗拉强度。当混凝土开始收缩时，其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩产生的拉应力。同时该部分混凝土的膨胀值抵消了收缩值，从而防止和大大减轻混凝土的收缩开裂，达到抗裂、防渗的目的。

2、混凝土浇注操作程序

①铺装混凝土与拼接缝UEA 补偿收缩混凝土分两次浇注，拼接缝混凝土强度达到90%后，方可浇注铺装混凝土；

②混凝土浇注施工流程：清除杂物→支立底板吊模（紧贴梁体不出现漏浆）→润湿新老混凝土的接触面→依次从桥孔中向两端浇注混凝土→振动密实形成粗面→养生混凝土。

3、拼接缝UEA 混凝土施工注意事项