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高速公路改扩建既有桥梁拼宽施工技术朱宏建

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：朱宏建

[导读] 摘要：随着我国经济发展，交通运输量日益增大，使较多主干道出现不同程度的饱和现象，已经开始或者即将进行改扩建，以改善线路满负荷运行的现状。

        广西航务建设工程有限公司广西南宁 530029
        摘要：随着我国经济发展，交通运输量日益增大，使较多主干道出现不同程度的饱和现象，已经开始或者即将进行改扩建，以改善线路满负荷运行的现状。在公路改扩建实施过程中，极为关键的问题在于处理新老路基的差异沉降。其首要原因在于新老路基拼接位置材料存在固结时间的差异性，从而使得填筑后路堤出现不均匀沉降。新老路基拼接的位置在此情况下，可能出现滑坡、纵裂缝、路堤失稳等病害。基于此，为了控制拼接部位病害的出现，在高速公路的改扩建施工中，要对造成拼接病害出现的成因进行分析，通过对路基、路面拼接技术进行研究及改善，提高高速公路改扩建工程的质量品质。
        关键词：高速公路；改扩建；既有桥梁；技术分析
        前言：本次以某改扩建工程为例，分析其主要施工技术。全长共计12.6km，改扩建采用时速120km/h、双向八车道的设计标准，整体式路堤。在原公路基础上进行改扩建，旧路路基宽度为28m，改扩建之后路基宽度为42m。
        1 高速公路拼接重难点施工技术
        改扩建项目的重难点，就在于路基路面等的拼接处理上，应尽可能控制新旧路堤的差异沉降。本次改扩建工程中采用两侧对称拼接加宽的方式。该方式在实施的过程中，资源应用效益能够实现最大化。且工程在进行过程中，不会造成交通影响。不过该形式的拼接，在施工难度上较大，且因为净空不足的原因存在一定缺陷，需要在施工中完善。
        1.1 冲击碾压的应用
        1.1.1 基底处理
        加宽部分路基基底在清表后，再继续超挖30cm，一般路段用3%掺量灰土回填，潮湿填方路段用旧路圬工破碎料回填，然后进行碾压。在基底达到压实度要求（90%）之后，再对基底采用功率不低于25kJ的冲击压路机碾压至少20遍，然后进行下一步路基填筑。冲击碾工作时碾压速度不小于12km/h。若冲击碾压速度达不到，冲击效果就达不到。若受段落长度限制而不能采用冲击碾压处理时，需采用其他重型压实设备进行补强（例如拖振）。
        1.1.2 上下路堤顶面及路基每填高1.5m时处理
        为减小新建部分路基的工后沉降，在分层填筑、逐层碾压后压实度达到规范要求的情况下，于新建路基上、下路堤顶面及路基每填高1.5m时，均使用25kJ冲击压路机增强碾压20遍，见图2。冲击碾行驶速度不小于12km/h。
        1.2 拼接台阶的处理
        路基填筑前，要先挖除旧路边坡、新建拼宽范围的地表土，厚度不少于30cm。清理表土时，应将旧路边坡上的植被、砌体、边沟淤泥土等非适用材料挖除干净。为避免改扩建后的路基应力集中于新老路基拼接位置，改善拼接位置的受力状态，保证新老路基的拼接质量，让新老路基成为结合良好的整体，杜绝或减轻后期路面开裂等病害的产生，拼宽新建路基与老路采取台阶式的拼接方式。施工时，沿旧路路基边坡自下至上开挖台阶，且每开挖处理一级台阶，就填筑一级台阶，碾压检测合格后再开挖下一级台阶，直到路床位置为最后一级台阶。路基拼接台阶形式按照高1m、宽1.5m设置，路床处台阶宽度按照设计要求开挖。台阶靠边位置使用三钢轮重型压路机碾压。压边前先采用人工对松散土料、石块等进行清理，保证边部平整。台阶位置旧路的压实等同新建部分，在填筑至台阶左右标高相同时，同步进行碾压。在改扩建路基的台背回填处，需要挖设双向台阶。纵向台阶按照设计1m高、2m宽留设，并预设3%的内倾横坡；横向台阶按照高1m、宽1.5m留设。
        1.3 土工格栅加筋
        与一般路基的填挖交界处处理方法类似，在改扩建路基拼接处，为加强路基拼接质量，在新、老路基拼接缝的上路堤顶、上路床底面均设置加筋土工格栅，见图4。在铺设土工格栅时，根据其材料性能，优先保证垂直于路线方向的强度指标，且横向必须按整体幅宽8m设置，不允许拼接。铺设土工格栅时，下承层应平整，采用间距1m×1m的U型钉定位牢固。铺设完成的土工格栅要求平整、张紧。

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        1.4 在台阶处采用液压夯补强
        新老路基结合部台阶边缘采用液压夯夯实补强。新建路基每填筑达1m厚后（台阶处两侧高程一致），对紧邻拼缝立面的2m范围进行补夯至少3遍。夯实前撒白灰方格线确定施工范围。方格按照1m×1m布置。补夯时，先夯实外侧方格，再夯实内侧方格，最后夯实两列方格交点位置。
        1.5 桥头路基预压
        为缩短桥头路基的工后沉降期，保证桥头路基施工质量，对桥头路基采取了预压措施。当桥头路基施工至路床底时，采用相邻路段路床填料进行预压，预压高度为2m。预压期选择在冬季，于冬季停工前对路基进行预压；约6个月后，卸载预压材料进行路床填筑。
        1.6 整体抬高段旧路顶路基填筑
        改扩建后的路线纵断高程相对于旧路有局部调整，导致部分段落存在路床底高于旧路路面的情况，需在旧路顶进行路床灰土的填筑。旧路顶铺筑灰土时，应保证灰土层压实厚度不低于30cm，否则采用水稳底基层进行找平。
        1.7 新旧路基差异沉降的监测
        对于全线软弱路段的拼宽新建路基，需要设置沉降标、边桩进行沉降观测。沉降标设置于土路肩，边桩设置在坡脚位置。（1）对于加宽部分路基的工后沉降，要求台背范围不超过5cm，结构物处不超过10cm，其他段落不超过15cm（2）监测新旧路基的差异沉降直至路堤稳定，保证拼宽侧路基的横向坡度变化不超过0.5%，相邻段落差异沉降导致的纵向坡度变化不超过0.4%。（3）为防止拼宽侧路堤填筑过快引起路堤失稳，施工期间要加强拼宽路基的监控量测，控制路基中线沉降速率不大于10mm/d，外侧坡脚水平方向位移不超过5mm/d。
        1.8 路面拼宽施工技术
        同理，为了避免改扩建后的路基应力集中于新旧路基拼接部位，改善拼接部位的受力状态，保证新旧路基的拼接质量，使其成为一个结合良好的整体，避免或减轻后期路面裂缝病害的发生，采取错层式开挖旧路路面结构的台阶式拼接方式。
        2 桥梁拼宽改造技术研究分析
        既有桥梁的改扩建一般有3种方法，第一种方法是上部结构和下部结构均不相连，单独新建拼宽部分，该种方法的优点是对于车流量较大的桥梁是比较实用的，可以在不影响既有桥梁运行的情况下正常施工，既有桥梁和拼宽部分相互不影响，受力简单，施工方便。其缺点是在既有桥梁与拼宽桥梁相接的沥铺装层桥面易产生纵向裂缝，后期需经常对其养护。第二种方法是上部结构与下部结构均相连，其优点是既有桥梁与拼宽部分形成一个整体，一定程度上减小了外部荷载对其产生的过大变形。其缺点是既有桥梁与拼宽部分由于混凝土等新旧材料存在着差异，在相接的位置易产生较大的附加应力，并且在施工过程会对既有桥梁的交通运行产生较大影响。第三种方法是上部结构相连，下部结构不相连，这种方法结合了前2种方法，桥面沥青铺装不易产生裂缝，同时对整个结构也不会产生过大的附加应力，在拼宽施工过程中也可以保持车辆的正常运行。故在既有桥梁的改扩建拼宽项目中广泛应用。
        结语：
        综上所述，随着经济发展速度不断提升，建设工程不仅在规模上愈加宏大，且在施工周期上相对较长。尤其是高速公路改扩建既有桥梁拼宽施工工程，不仅需要对原本存在的病害进行处治，且对于原有交通环境会造成较大影响。本文以某改扩建工程为例，对其拼接施工技术展开了探讨，为高速公路改扩建工程提供借鉴。
        参考文献：
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        [3]苏日洪. 高速公路桥梁扩建连接拼宽的技术应用[J].工程建设与设计,2019,000(010):186-188.
        [4]王金杰. 高速公路改扩建工程路基路面拼宽处理技术分析[J].国际建筑学,2020,2(1):128-131.