新老桥预应力混凝土箱梁铰接拼宽施工工艺

新老桥预应力混凝土箱梁铰接拼宽施工工艺1前言随着经济发展，交通量不断增长与现有道路通行能力不足的矛盾日益突出,对老桥进行拓宽改造来提高交通通行能力的工程也日渐增多。但新老桥梁的拓宽连接不同于新建桥梁有许多需要考虑的特殊问题对于大悬臂预应力混凝土箱梁桥其顶板及悬臂翼缘布置有横向预应力钢束不能按照普通钢筋混凝土箱梁刚性连接的拓宽结构形（切割凿出部分老桥悬臂翼缘或植筋与老桥悬臂翼缘通过钢筋连接及湿接缝浇筑成整体通常采用不连接的拓宽结构形式（新老桥混凝土箱梁结构分离。所以解决预应力混凝土箱梁新老桥连接处纵向缝啃边及错台协调新老桥翼缘之间的受力变形，减小新老桥的相互影响，保证新老桥拓宽后的整体性极其重要。新老桥预应力混凝土箱梁拼宽施工，老桥上部结构为流量大，交通组织困难，同时旧桥改造工程量大，新老桥拼接难度较高，连接工艺复杂。采用了新老桥预应力混凝土箱梁新型铰接拼宽连接构造及“先改造后铰接的施工工艺同时形成了预应力混凝土箱梁铰接拼宽施工工艺由于在不中断现有交通的条件下采取了合理施工组织和交通疏导在保证施工进度和安全确保新老桥拓宽后相互影响小和整体性方面效果明显技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。2工艺特点2..1新型的结构构造本工艺中预应力混凝土箱梁拼宽采用了一种新老桥箱梁翼缘铰接连接的构造形式即在老桥箱梁的悬臂翼缘板端与新桥箱梁翼缘牛腿搁置处植入竖向连接筋并设置橡胶条构建铰的互相影响，加强桥梁的整体性,施工便利且简单易行，尽量减少了对原老桥箱梁结构的损伤，施工经济安全合理。2.0.2新型的施工工艺体箱梁中最薄弱的部位老桥箱梁拼接后翼缘板受力状态将发生变化需要对其进行结构验算必要时还需对老桥箱梁进行加固通常拓宽段护栏移除前需先对老桥箱梁进行加固加固部位主要包括翼缘板下缘及对应腹板外侧加固采用粘贴碳纤维的方式同时根据不同情况对老桥箱梁翼缘板下缘混凝土缺陷处进行修复和处理将混凝土基面修补平整后炭纤维布均匀平整粘贴在混凝土基面上并采用纵向压条加强炭纤维布粘结嵌固对老桥原防撞护栏采用无振动直线切割拆除方法拆除以保证在拆除过程中对既有桥梁结构不造成损害新桥箱梁翼缘牛腿采取后浇方式在老桥箱梁的悬臂翼缘板端与新桥箱梁翼缘牛腿搁置处植入竖向连接钢筋并设置橡胶条构建铰接支承待新老桥沉降差及结构变形差趋稳后浇筑后浇牛腿混凝土，留设拼接纵缝并灌注防水密封胶，从而形成新老桥拼宽整体结构。2.0.3施工简便，交通影响小预应力混凝土箱梁拼宽施工工艺克服现有预应力混凝土箱梁刚性连接或不连接拼宽技术的不足通过采用合理拼宽施工顺序可最大程度保证老桥不中断交通通行其结构新颖，受力合理，施工简便，交通影响小，安全性和经济效益良好。3适用范围本工艺适用于对施工要求较高的预应力混凝土箱梁拓宽工程特别是交通条件限制下的城市新老桥预应力混凝土箱梁拼宽改造施工。4工艺原理本工艺的施工工艺原理通过采用新型预应力混凝土箱梁铰接拼宽连接形式选取“先改造后铰接的施工工艺拓宽段护栏移除前需先对老桥箱梁进行加固采用粘贴碳纤维的加固方式并对老桥箱梁翼缘板下缘混凝土缺陷处进行修复和处理将炭纤维布均匀平整粘贴在混凝土基面上并采用纵向压条加强炭纤维布粘结嵌固然后对老桥原防撞护栏采用无振动直线切割拆除方法拆除完成老桥改造新桥箱梁翼缘牛腿采取后浇方式在老桥箱梁的悬臂翼缘板端与新桥箱梁翼缘牛腿搁置处植入竖向连接钢筋并设置橡胶条构建铰接支承，待新老桥沉降差及结构变形差趋稳后浇筑后浇牛腿混凝土留设拼接纵缝并灌注防水密封胶，从而形成新老桥拼宽整体结构。5施工工艺流程及操作要点5.1预应力混凝土箱梁拼宽施工流程现场勘察现场勘察测量施工放样切割原防撞护栏老桥翼缘板加固新桥结构施工老桥翼缘板端植入竖向连接钢筋老桥翼缘板端下缘粘贴橡胶条绑扎新桥箱梁牛腿钢筋及支模桥面铺装拼接纵缝灌注防水密封胶浇筑新桥箱梁牛腿混凝土成桥图5.1-1预应力混凝土箱梁拼宽施工总体流程图预应力混凝土箱梁拼宽施工工艺流程主要包括以下步骤：（1）做好拼宽施工准备工作，包括对老桥高程及新、老桥的中线进行复测，保证桥和老桥能够完全顺接；（2）按拼宽要求合理设计、施工新桥下构及混凝土箱梁结构，完成新桥箱梁主体结构差；（3）对原有老桥预应力混凝土箱梁悬臂翼缘板结构进行适当改造，如悬臂翼缘板下缘碳纤维布结构补强、切割拼宽侧防撞护栏等满足拼接所需要求；（4）按照拼宽连接构造要求在老桥箱梁的悬臂翼缘板端与新桥箱梁翼缘牛腿搁置处植入竖向连接筋并设置橡胶条构建铰接支承；（5）待新老桥沉降差及结构变形差趋稳后，选择低温时段浇筑牛腿所采用的早强、补偿收缩混凝土，并留设拼接纵缝；（6）拼接纵缝采用角钢护角，并灌注高弹防水密封胶；（7）最后完成桥面铺装及其他附属结构施工。5.2施工工艺及要点5..1新桥箱梁桥施工新桥混凝土箱梁通常按照常规方法进行施工主要包括支架搭设钢筋安装模板安装、混凝土浇筑及预应力筋张拉。新桥混凝土箱梁桥先浇筑主体结构，而拼接侧翼缘牛腿后浇，除时后浇牛腿处支架予以保留。由于后浇牛腿处空间狭窄，且钢筋较为密集，不利于进行操作，同时也难以保证凿毛质量，因此拓宽段施工缝处模板可采用一种新型的后浇带模板材料---快易收口网。人行道等设施。新桥混凝土箱梁施工操作要点如下：（1）新桥混凝土箱梁施工测量应按照老桥标高进行测量控制，须保证新桥和老桥能够桥现实情况来调整和控制新桥的平面位置和高程；（2）后浇牛腿处空间狭窄，且钢筋较为密集，施工缝表面需要进行凿毛或界面处理，提高混凝土表面的附着力，使新老水泥混凝土之间能够形成一个整体；（3）为减小新老桥拼宽时铰接连接部位结构变形差异所产生的附加力，新桥混凝土箱梁主体结构施工完成后需进行附属设施施工尽可能使新桥承担其桥面二期恒载及完成相应恒载下的结构变形。（4）等待3~6个月的新桥结构自然沉降及混凝土结构收缩徐变时间。工期不满足设计要求时，可采用堆载预压加速新桥基础沉降及消除结构非弹性变形。5.2.2老桥预应力混凝土箱梁结构改造与其拼宽新桥成整体，老桥箱梁结构改造施工流程如下：拼宽侧悬臂翼缘板下缘混凝土表面处理→粘贴碳纤维布补强加固→声屏障路灯及绿化带拆除→切割拼宽侧防撞护栏→护栏底破除→老桥拼宽侧纵缝防护施工。（1）碳纤维布加固拓宽段护栏移除前需先对老桥进行加固，加固采用粘贴碳纤维的方式。碳纤维布加固主要流程：混凝土表面处理→粘贴面修补找平→配置底胶→涂底胶→加载(根据实际情况和设计要求)→配置面胶和裁剪碳纤维布→粘贴碳纤维布→固化→检验→维护。主要施工工艺如下：1)碳纤维加固施工准备①施工前须按施工图定位放样，将加固部位在现场上定出。②施工前应对需加固处混凝土构件做好记录。2)基层表面处理及修复将基面修补平整。件应打磨成半径为20mm以上的圆弧角。3)碳纤维布施工两端是否宽度一致。②施工前应检查所用粘结剂是否与提供的材料产品说明书相符，使用材料是否过期。③粘结剂的搅拌应按产品说明书，严格控制配比。或采取严密防尘措施避免灰尘落入。⑤注意施工时环境温度对粘结剂固化的影响，应遵照产品说明书规定对搅拌加以调整。⑥搅拌充分的粘结剂应均匀涂刷到混凝土基层表面。⑦粘贴前，再次按设计图要求对加固区域进行定位确认。求纤维布贴至混凝土基质后平整，无气泡粘结剂应浸满碳纤维布幅面。24（2）护栏切割及破除施工中对既有桥梁结构不造成损害。护栏静力切割拆除施工工艺主要流程：施工准备→确定切割断面位置(放线、弹线）→钻吊装孔与穿绳孔→安装固定导向→固定绳锯机→穿吊装绳→安装金刚石绳锯→连接相关操作系统→设置安全防护→切割→吊装→清理现场。1)护栏切割割，然后进行水平切割。2)护栏吊装护栏分块切割完成使用吊车将其吊离，堆放或运输到指定地点。3)护栏底破除施工所留下的护栏底形成纵缝槽口，暴露原有护栏竖向钢筋。老桥预应力混凝土箱梁结构改造操作要点如下：(1)根据原有老桥预应力混凝土箱梁检测及分析评估结果确定对其结构进行加固改造或结构补强方案。(2)采用碳纤维布加固时，老桥箱梁翼缘板下缘应进行混凝土表面处理，包括凿除粉饰布应变滞后缺陷，从而提高碳纤维布和混凝土结构共同工作性能及承载能力。)切割原有老桥箱梁拼宽侧防撞护栏包括其他附属结构并依据设计图纸要求及现场实体的勘测需对将要切除的护栏混凝土实体进行设计排版将实体分块进行切割排版过程中必须考虑吊装设备的起重能力排版前计算切割块的重量满足起重设备的荷载要求，进行合理的排版分块。(4)人工破除老桥砼护栏底至设计位置形成纵缝槽口，保证不扰动老桥箱梁顶板及翼缘板横向预应力。5..3拼宽连接施工新老桥拼宽连接是通过新桥箱梁后浇牛腿与老桥箱梁悬臂翼缘板端进行铰接利用牛腿搁置处竖向钢筋连接及橡胶条支承形成铰，受力状态类似于铰，传递剪力，不能传递弯矩，新老桥结构影响较小，受力较明确，适用性较好。拼宽连接施工工艺主要流程：植入竖向连接筋→老桥箱梁悬臂翼缘板端下缘混凝土表面处理→粘贴支承橡胶条→后浇牛腿施工→拼宽纵缝施工。（1）植入向连接筋植入牛腿搁置处竖向钢筋是利用电捶钻孔在老桥箱梁悬臂翼缘板端按设计孔径钻至规结构传递受力要求。植筋施工工艺主要流程：准备→钻孔→清孔→孔除尘、干燥→钢筋处理→配胶→注胶→插筋→养生。1）钻孔用钢筋探测仪每200-300mm左右（钢筋间隙）定出钻孔孔位，钻孔应使用电动、气锤小于设计要求。检查作业面是否有缺陷，是否有裂缝，如有裂缝须采取措施修补、加固。少三次以上，不要留下灰尘或泥浆。2）植筋匀注入胶体，按设计要求注满孔深的23。根据植筋胶生产厂家的使用说明进行注胶操作注胶采用与植筋胶品种相配套的植筋胶枪向孔中注射胶体。结，在钢筋上套入一直径比孔径大的活动橡胶皮盖住孔口，以防止孔内胶外溢。好固化期保护作用，以防碰撞。则要采取防锈、除锈措施。（2）粘贴支承橡胶条在老桥箱梁悬臂翼缘板端搁置处下缘粘帖橡胶条作为拼宽铰接支承，其有良好的弹性,以适应板端的转动,又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平及竖向微小位移。橡胶条通常采用具有抗疲劳抗氧化的氯丁橡胶或天然橡胶，并在竖向连接筋处开孔让其穿入。在粘贴支承橡胶条前，需要对老桥箱梁悬臂翼缘板端混凝土进行基层表面处理及修复，条贴至混凝土基质后平整无脱落。（3）后浇牛腿施工新桥建成后自然沉降空置3～6个月或预压一定时间，待新桥收缩、徐变基本完成后，再进行新桥牛腿混凝土的浇筑。后浇牛腿浇注施工工艺主要流程如下：新老砼的接触面→依次从桥孔中向两端浇注砼→振动密实形成糙面→养生砼。1）施工准备①材料准备浇筑后浇带砼前特别注意配合比的砼强度等级和微膨胀剂的掺入。②机具准备后浇牛腿采用振捣棒振捣。③技术准备作，注意留置试块。④作业条件筑。2）清理杂物浆和多出的砼清除干净方可进入下道工序。3）支立底、侧模件必须装插牢固，防止涨模、漏浆现象。4）牛腿钢筋安装筋的表面应洁净无损伤，油漆污染和铁锈等应在使用前清除干净。5）浇筑混凝土余浆。6）砼养护为保证后浇牛腿混凝土在规定的龄期内达到设计要求的强度控制混凝土早期产生收缩裂缝，必须做好养护工作，并在混凝土浇筑完毕后12h进行，养护时间应不小于14d，宜采用覆盖麻袋浇水养护，以保证砼体处于湿润状态。后浇牛腿主要施工要点如下：1）后浇牛腿应待新桥箱梁梁体收缩徐变趋稳消除自重扰度及新老桥沉降差达到要求后选择低温时采用微膨胀砼浇筑。后浇牛腿砼强度等级比新桥箱梁主体结构砼高一级。2）后浇牛腿施工缝处应进行凿毛处理或采用"快易收口网"支挡，使界面保持粗糙。3）后浇混凝土前必须将整个截面按照施工缝的要求进行处理，清除杂物、水泥薄膜、24小时。在表面涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂后，及时浇筑混凝土。4）后浇牛腿施工需注意留设拼接纵缝，后浇混凝土需精心振捣密实，注意浇水养护。100%时才能拆除。（3）拼宽纵缝施工1）纵缝防施工安装桥梁纵缝前应先人工破除老桥砼护栏底至设计位置形成纵缝槽口新桥可待桥面沥净、布设钢筋、角钢等后浇筑纵缝混凝土，纵缝混凝土应采用C50钢纤维混凝土。2）纵缝灌缝施工胶、低发泡聚乙烯嵌缝。拼宽连接施工操作要点如下：（1）植筋施工前必须进行工艺试验，钢筋植好后，需保养72小时，期间不得扰动。（2）支承橡胶条采用黏贴胶与老桥箱梁悬臂翼缘板端进行粘结，粘帖前老桥箱梁悬臂翼缘板端下缘混凝土表面需进行处理，保证支承橡胶条密贴。（3）后浇牛腿砼应采用提高一个强度等级、早强、补偿收缩的混凝土。后浇牛腿施工100%时才能拆除模板及支撑。（4）拼接纵缝采用角钢护角，角钢与预埋钢筋要求焊接牢固，并浇筑钢纤维混凝土，纵缝间隙灌注高弹防水密封胶。（5）拼宽连接施工过程中，采取措施减小新老桥结构挠度差，在不能封闭交通的情况加剂，行驶的车辆尽量离拼接连接部位，减小对拼宽连接部位的扰动。6材料与设备本工程材料及其他物资需用计划，详见下表。表6-1材料表序号名称规格单位数量1碗扣式脚手架钢管φ48×3.5（mm）吨302可调底座KTZ-60个6003可调托撑KTC-60吨6005木枋BH=10X10（cm）m³356模板竹胶板㎡5007工字钢10#m200表6-2机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1金刚石绳锯机HiltiDS-WS15台2切割护栏2金刚石薄壁钻Φ32-Φ500台5护栏钻孔3小型空压机台24小型风镐钻3.5KW55汽车吊YQ25T台36运输车10T台27钢筋探测仪台28防护设施套29水平仪NEST南方台2高程测量10经纬仪NEST南方台2距离测量11全站仪FTS5000N台1定位测量12钢直尺150mm把2检查错边13钢直尺300mm把2检查平面度7质量控制7.1工程质量施工标准(1《城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2200；(2《公路工程质量检验评定标准JTGF80-24；(3《公路桥梁加固施工技术规范T2308）;(4《公路桥梁加固设计规范（T2208；(5《混凝土结构加固设计规范（B537-1；(6《公路桥涵施工技术规范（1;(7《城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2200。7.2施工质量控制及验收7.2.1施工质量要求（1）设计中所给出的高程、坐标，为避免差错，施工放样前先进行复核，这一点在拼必须双控。（2）拼接施工前，若老桥存在局部病害需要补强加固的，必须完成老桥的加固后才能进行新老桥的拼接。老桥改造施工时要求注意保护原结构不受损伤，密切监视原结构状况，有意外情况时要立即停止施工。要二次观测新桥的沉降，并检查拼接部位有无异常情况，例如出现裂缝等。（4）新桥上构施工完成后，拼接部位后浇牛腿展缓施工，使新桥有一定的自然沉降时间、砼收缩徐变时间，该时间控制在3～6个月为宜，若工期不满足设计要求时，可采用堆载预压加速新桥基础沉降及消除结构非弹性变形。（5）为保证桥梁在施工和运营状态下拼接连接部位不出现收缩裂缝，施工前应做好配合比试验控制外加剂的掺量及膨胀率后浇牛腿混凝土浇注时应连续浇筑避免出现接缝，还必须保证混凝土振捣密实；还应特别加强浇水养护，7-4天仍需继续保湿养护，以保证膨胀效能的继续增长。（6）后浇牛腿混凝土浇注前，应将混凝土结合面进行凿毛或表面处理，其粗糙面的凸凹不小于6mm，再进行清洗和保湿处理；还宜在结合面处均匀涂抹界面胶，然后再浇注混凝土。（7）植筋前应进行工艺试验，现场先选取不参与受力、非重要位置或将来凿除的砼进好即为合格，然后才可以批量操作。7.2.2工程质量检验方法表7.2.3-1钢筋制作、安装质量标准序号检查项目允许偏差（mm）检查方法1受力钢筋间距±20尺量检查2箍筋、横向水平筋、螺旋筋间距±10尺量检查3钢筋骨架尺寸长±10尺量检查宽、高或直径±5尺量检查4绑扎钢筋网尺寸长、宽±10尺量检查网眼尺寸±20尺量检查5保护层厚度±10尺量检查表7.2.3-2模板安装质量标准序号检查项目允许偏差（mm）检查方法1模板高程±10水准仪检查2模板尺寸±20尺量检查3轴线偏位10全站仪检查4相邻模板表面高低差2尺量检查5模板表面平整5尺量检查6预埋件中心线位置3尺量检查表7.2.3-3拼接允许偏差及检验方法表序号检查项目允许偏差（mm）检查方法1拼接高低差5水准仪检查2纵缝间隙2尺量检查3平面度5尺量检查7.3质量保证措施7.3.1建立从上至下的质量管理体系，并在整个施工过程中开展，从始至终坚持质量管理活动，采用立方图法、排列图和因果分析法使质量管理从静态进化为动态管理。7.3.2过程开工前认真编制实施性施工组织设计，严格按施工组织设计科学组织施工。在施工过程中，经常检查施工组织设计的落实情况，以确保施工生产的正常进行。7.3.3作好技术交底工作。开工前将对全体员工进行技术规范教育，针对各工种进行技术培训。7.3.4实行定期和不定期的质量检查制度。特别是对一些容易影响工程质量的重要工序倒重来，以确保施工的过程不留下质量隐患。7.3.5建立健全进场前检查验收和取样送检制度。7.3.6应用相应的设备和方法检测试验，遵循质量控制程序，进行从原材料到工程成品的质量检查。8安全措施拓宽工程在大交通流量状况下“边营运，边拓宽，施工环境非常特殊，稍有不慎便会产生堵车并随时有发生交通事故的可能因此确保行车安全和道路的正常营运始终是工程的重点。8.1道路安全维护施工期间需要将施工区域进行安全防护，拉设警戒线，并设置锥形桶。8.2支架固定形式≥300Kpa。即每平米最重可以承受30吨以上压力。8.3防撞措施为防止支撑体系安装后受到来自垂直通行及转弯的车辆撞击必须加强对现场周围车辆的疏导管理及采取防撞措施即在每组支撑体系的两侧根据实际施工现场需要分别设置防撞装置如承台或砂箱，以避免车辆直接撞击支架。8.4交通标记标识标志、解除限速标志；设施道路作业警示灯。8.5桥面施工交通过渡区关的规定，道路交通控制的车道上游过渡区的长度宜在40至50m15m至30m之间。86吊装作业吊装作业时保持统一指挥信号明确设置吊装禁区禁止与吊装作业无关的