1.安徽国顺交通咨询设计研究院 安徽合肥 230051；2.合肥海闻自动化设备有限公司 安徽合肥 230088
摘要：在S324十字至岱山湖改建工程（二期）海螺大道段项目中，需对华林小桥进行单侧加宽，使原桥面人字双向坡通过桥面铺装调整为单向坡，并保证与加宽桥面的衔接顺畅。为减轻华林小桥桥面横坡调整后增加的恒载，在该桥桥面铺装中布置聚丙烯空心管以有效消减截面效应，减轻整体结构自重，并对结构安全基本无影响。内置空心管施工操作简单，质量容易控制，效果达到预期，保证了桥面的衔接和交通运行的安全。
关键词：桥梁工程；桥梁改造；桥面铺装；聚丙烯空心管；应用
1. 前言
本项目位于全椒县境内，路线主线起点位于十字镇海螺大道，与丰乐大道形成十字形交叉，然后路线向西经创业大道、滨水路、文化大道、光辉大道、华林新村、谭墩街道、安徽泰石岩棉有限公司到达本次项目终点，主线长6.17km，K0+000~K3+783.711为白改黑段，K3+783.711~K6+170.92为老路改建段，K0+000-K5+077.189断面宽度为60米，K5+077.189~K6+ 170.92断面宽度为50米。
华林小桥位于X028路上，地处全椒县十字镇，马桥水库以南，龙山以东。中心桩号为K5+110.696，全宽15.0m，全长18.04m。上部结构采用1-8m预制空心板，下部结构为重力式台。桥面曾经过一次升级改造，在原有防水铺装层上加铺了10cm厚沥青混凝土。
根据现场调查发现：华林小桥主体结构状况良好，所以本设计主要对其桥面铺装进行改造维修而不进行加固。对华林小桥一侧防撞护栏进行拆除，并以该桥一侧为改建后线路中心线，单侧加宽15.4m。
2. 处理思路
改造后桥面采用12cm厚沥青混凝土，加铺厚度与加宽部分桥面保持一致，如若华林小桥桥面铺装不做处理直接加铺，将很大程度上增加该桥恒载。
原单幅桥面为双向2%横坡，如简单通过混凝土桥面铺装调整为单向2%,在保证沥青混凝土铺装层厚度12cm的基础上，线路中心线处的铺装层厚度将达到46cm（12cm厚沥青砼+34cm厚C40防水混凝土调平层）,如此将给梁体施加7.01kN/m2的恒载增量，这对于桥梁整体结构安全，尤其是旧桥的运营安全都极为不利。考虑到上述情况，在设计中采用如下方案进行横坡调整
（1）铣刨原有桥面沥青混凝土层，凿除原有钢筋混凝土桥面铺装层，桥面布置两层焊接钢筋网，上层钢筋网按改造后桥面横坡铺设，下层钢筋网按原有横坡铺设，再按照设计横坡浇注混凝土铺装层，使用模形桥面铺装层将桥面由双向坡调整为单向坡。
（2）使用C40防水混凝土（容重约为25N/m3）重新浇筑桥面铺装层以调整桥面横坡。
（3）为减少结构自重，在桥面铺装调坡层中设置不同管径高强度空心管材，减少截面有效面积，降低恒载。
本次设计中，由于老桥左半福铺装层为12cm厚沥青混凝土+12cm厚C40防水混凝土，故在左半幅防水砼中布置等径5cm聚丙烯空心管；老桥右半幅防水砼厚度在12~34cm范围内，故此范围内等距布置不等径空心管（直径分别为：5cm、12cm、15cm）。
空心管净距采用8cm，管上下布置钢筋网片，其中老桥桥面铺装与加宽桥梁横向钢筋采用通长布置，为保证浇筑混凝土时空心管的位置准确，采用了倒U型定位钢筋。
此次设计对原桥面铺装进行处理后，内置聚丙烯空心管可使该桥恒载相较于直接加铺防水混凝土减少4.23KN/m3（未考虑拆除老桥一侧防撞护栏及挡块的自重）。
空心管布置如下图：
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老桥左半福桥面空心管布置示意图
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老桥右半福桥面空心管布置示意图
桥面铺装采用上述方法改造后，恒载效应减少。为保证结构的安全储备，对增加的部分恒载效应通过梁底加贴碳纤维布进行补强处理，以满足新增部分恒载要求。
3. 聚丙烯空心管性能
（1）聚丙烯空心管性能
工程级聚丙烯是一种半结品性材料，比普通工程塑料更坚硬，更强的抗冲击强度并且有更高的熔点，由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性较好好，不存在环境应力开装问题，由于结晶，该空心管材料的收缩率相当高，一般为1.8%-2.5%,并其收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多，同时具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性和抗溶解性。
（2）聚丙烯空心管性能特点
1）耐腐蚀
2）耐热、耐压、使用寿命长
工程级聚丙烯空心管长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃，在使用温度为70℃时，工作压力为1.2Mpa的条件下长期连续使用，寿命可达到50年以上。
3）轻质、高强
工程级聚丙烯空心管密度仅为金属管的1/8，耐压力试验强度高达5Mpa，且韧性好、耐冲击。
4. 聚丙烯空心管相关指标
聚丙烯管材（PPR管）材性能指标
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聚丙烯管材（PPR管）规格及尺寸公差（GB/T13019）单位：mm
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5.施工要点
（1）工程级聚丙烯管材应铺设在底层钢筋网片上，铺设时尽量避免在管材上行走。铺筑过程中管材与网片之间必须使用U型钢筋固定密贴，以防止混凝土浇筑时管材移位。同时要求在铺筑过程中不允许有间隙和中间空隙，管材接缝要错开并组合铺设，接缝之间至少要错开0.5m。管材铺设前需要将两端做封闭处理，防止水泥浆和水侵入。考虑到管材自重较小，为了避免强风浮力引起的管材漂浮或移动，应尽快进行第二层钢筋网片铺设。
（2）工程级聚丙烯管材可以根据现场安装尺寸需要进行切割，一般采用电熔丝进行切割，切割时根据施工图纸中各类管材的具体尺寸采用铝合金尺寸或其他工具控制切割面的平整，切割后的下脚料不得用于边缘部分的铺设。
6. 结语
工程级聚丙烯管材在土建工程中，尤其是在旧桥加固工程中目前仍运用的较少，本次在参考一些其他工程上的应用经验与相关技术资料大胆的进行了试验性设计与处理，从设计上看，整体自重增加较少，对结构安全基本无大影响：从施工过程上看，工序简单易控，现场操作性强；从使用情况看，目前是比较令人满意的。
参考文献
[1]许克宾.桥梁施工{M}.北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]魏红一，等.桥梁施工技术{M}.北京：高等教育出版社，2001.
[3]罗娜.桥梁工程概论{M}.北京：人民交通出版社，1998.