浙江金丽温高速公路桥梁加固实例解析

陈静

[摘 要]盖梁托换技术是我国高速公路桥梁改造过程中的重要技术手段之一，可以有效的解决新建项目与既有项目使用之间产生的矛盾。为了确保施工过程中的安全性与可靠性，应对施工阶段的各个环节进行有效的监测，通过监测数据来分析既有项目的使用情况，从而确保托换结构的安全。因此，本文以该高速公路高架桥的改造工程为例，对盖梁托换技术在高速公路桥梁改造中的实际应用情况展开了分析与探讨。

[关键词]盖梁托换技术；桥梁改造；应用分析

中图分类号：TU436 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0133-02

引言：在我国的建筑工程项目发展过程中，托换技术已经得到了广泛的应用。公路建设项目作为建筑工程项目中的重要组成部分，其改造与维护的过程中，常常会因为新建工程与既有工程共同存在的问题而导致矛盾的产生，从而影响高速公路的正常使用。高速公路的桥梁改造工程在高速公路的工程建设中具有重大的意义，盖梁托换技术的使用则可以有效的解决当前桥梁改造工程存在的问题，从而增加其安全性，延长其使用寿命。

一、高速公路桥梁改造工程项目简介

1.项目简介

某隧道工程建筑项目，起点立交匝道下穿高速公路。因此，为了实现隧道工程的全面施工，必须要将高速公路上高架桥的部分桥墩进行切除，并建造全新的大跨门架墩来代替原来的桥墩。如图1所示：

从图中我们不难看出，高速公路高架桥原有的四桥墩受力变为了双桥墩受力，势必会对高架桥的受力体系造成影响，为高架桥的使用留下了严重的安全隐患。因此，需要使用盖梁托换技术，从而实现四柱桥墩受力体系向双柱桥墩受力体系的转换与监测。

2.方案构思

在盖梁托换技术的应用过程中，可以将基础托换技术的设计思路作为参考，充分利用现代高速公路高架桥的设计特点，将原有四柱桥墩中间的两座进行拆除，并采用对高速公路交通运输影响最小的施工外包旧桥墩预应力混凝土进行盖梁，待梁改施工完毕后，桥墩与大跨门架墩能够完全承担高架桥上部结构的荷载后，便可对高速公路上原桥墩剩下的部分进行切除。从而，加大了桥墩之间的距离，使隧道匝道的施工工程项目可以顺利从两个桥墩之间穿过，满足实际施工要求。

3.结构尺寸设计

在旧桥墩的设计方案中，桥墩高度的超过了18m，盖梁高度与宽度都在2m左右，其结构也属于较为普通的混凝土结构。而新桥墩在设计的过程中采用盖梁托换技术，原有的四柱桥墩结构变为了双柱桥墩结构，基础桩则使用两根Φ1.3m的桩柱接到方墩上，盖梁的高2.8m，宽度3.8m，跨度近23m，其施工技術采用新建的盖梁外包旧盖梁。

二、盖梁托换技术在高速公路桥梁改造中的施工工艺

1.施工工艺流程

在使用盖梁托换技术的过程中，新盖梁托换旧盖梁，既是盖梁托换技术中的基础施工技术，也是重点施工环节之一。因此，在新建盖梁托换旧盖梁的过程中，首先，要进行新桥墩的基础施工，然后再进行新盖梁外包旧盖梁施工，最后形成四柱桥墩。当新盖梁的预应力张拉完成以后，混凝土强度不低于百分之八十五以后，便可满足上部结构所需的整体荷载。之后，才能对中间的两段旧桥墩进行切除，接触新建盖梁在外包形成以后，对旧盖梁产生的约束，最终实现双柱支撑体系。

2.新盖梁与旧盖梁的连接

在盖梁托换技术的使用过程中，新旧盖梁结合的紧密度是影响盖梁托换技术施工的主要因素之一。因此，为了有效的确保其实现完整结合，可以在旧盖梁与新包混凝土的表面采用植筋的技术措施，来实现新旧盖梁的有效连接。与此同时，还可以通过在旧盖梁以及立柱面上凿毛并凿刻深剪力槽的方法，来增强新旧混凝土面的有效连接，并确保剪力槽之间保持30cm以上的间距。除此之外，在新旧盖梁连接的过程中，还要向混凝土的接触面植入钢筋，直径应在12mm左右，长度不超过12cm，待钢筋植入后，要堆砌拔出力进行测试，无必要使其大于39.6KN；而植入钢筋时，所使用的植筋胶应具有一定环保、耐高温以及耐老化的性能，并确保其凝固后，弹性模量与混凝土相当。其间距尽可能与旧盖梁保持30cm以上的距离，与旧立柱表面也不能近于20cm。

3.临时支撑

从施工工艺流程上来看，待新盖梁与旧盖梁连接完成后，便可对施工支架进行拆除，接下来便是旧桥墩墩柱的拆除阶段。为了确保桥墩墩柱拆除施工阶段的安全，该施工通常选择在晚间或者是车辆较少的时段来进行，在桥墩切割期间，应对该路段进行封闭，待切断处理完成后，经荷载试验检测合格后，方可开通进行使用。

为了确保旧墩柱切割后，原有的四柱支撑系统顺利的变为双柱支撑系统，可以借助千斤顶等支撑器械来辅助施工，以免由于旧桥墩墩柱的切除，对整个高架桥的承重系统的破坏，导致高架桥结构受损。待所有墩柱切割完毕以后，可以通过千斤顶等临时机械设备进行逐级卸载。最终实现新建盖梁体系完全托换旧盖梁，将所有荷载都转化到新建桥墩之上，由其承担。

4.旧墩柱的切割施工

为了确保旧墩柱切割过程中，不对其原结构造成损坏，可以使用金刚石链式切割法，进行且各施工。该方法在实际的工作中，主要由液压泵、金刚石切割线以及传动装置等切割设备的组合，从而实现对墩柱的切割。通过对变换传动定位滑轮的组合安装，使该切割法在使用的过程中，具有较强的适应能力与灵活性，能够完成一些不规则造型物体、大面积物体，甚至能够实现水下切割。

在该工程的切割施工过程中，总共设有五个切割面。先对旧墩柱墩顶的两个切割面进行切割，待完成后，要在切割面上涂抹3mm厚的环氧树脂砂浆。然后，确定旧墩柱的柱底切割面，进行自上而下的切割，并将切割后的墩柱采用搬运设备进行处理，使其远离施工现场，以免对施工安全造成威胁。而最后一个切割面，便是旧桥系梁切割的分里面。

三、高速公路桥梁改造后的荷载试验

为了确保高速公路桥梁改造后的安全使用，在改造结束后，通常要对其整体以及局部的受力情况进行检查。在实际的操作中，在测试完混凝土浇筑的情况以及预应力的张拉情况完成后，便要进行混凝土柱的托换工作，使用旧的双柱受力代替四柱在受力。因此，在实际的数据监测过程中，不仅要对此处的承载力进行检查，还要对整个桥面的承载力以及桥体的承重能力进行测量与分析，最后在进行荷载试验。从该工程施工项目的介绍情况来看，该高速公路的高架桥桥面宽度有限，在荷载力试验中，可以通过盖梁受荷载作用的变形情况与加载量之间的关系，通过最不利原则来确定荷载试验的实际施工情况。在实际的试验中，单车活载的重量要以50t为标准，加载顺序可以由桥面的车道数量逐一进行加载，从而对新建盖梁以及旧盖梁中，各个埋测点的数据进行记录与统计。

四、盖梁托换技术在应用过程中的施工监测工作

为了监测现有桥墩在改建施工过程中，是否会出现变形等情况，是否能够满足设计项目当中的相关要求，从而展开了现场监测工作。

1.新建盖梁混凝土浇筑期间的监测工作

该施工阶段的监测工作，主要是对桥面上部的小箱梁进行应力变形监测。其应力传感器主要埋设在检测桥墩相邻跨桥墩的顶梁端。在检测的过程中，可以按照混凝土浇筑的数量，对不同阶段小箱梁传感器产生的应力变化检测数据进行提取、记录与统计。

从实际的测量结果来看，在新建盖梁混凝土浇筑的过程中，小箱梁传感器监测到盖梁重量的变化较小，而导致小箱梁应变值发生变化的主要原因，则是源于桥面上部车辆的来回行驶。从实时监测数据来看，小箱梁应变值最大拉应变增量为16με，产生的压应力增量为0.552MPa。从监测结果来看，满足混凝土在1MPa储备范围上下浮动的要求。

2.新建盖梁与旧盖梁的现场监测工作

该高速公路桥梁改造工程项目，在完成了旧桥墩墩柱的切割施工后，便进行了荷载试验，在荷载试验后，便对其新建盖梁与旧盖梁进行了现场监测。其目的在于分析浇筑盖梁混凝土期间，新旧盖梁底压应力与混凝土抗压强度之间的关系。在监测施工过程中，可在新建盖梁与旧盖梁的中部分別埋设两个传感器，然后对其进行应力、应变的监测工作。从监测结果来看，埋设在旧盖梁的传感器，其微应变分别为-360με与-368με，应力为-12.42MPa与-12.70MPa。埋设在新盖梁的传感器，其微应变分别为-479με与-375με，应力为-16.53MPa与-12.94MPa。由此可见，在浇筑盖梁混凝土的过程中，新旧盖梁梁底最大应力小于混凝土抗压强度的设计值。

除此之外，新旧盖梁底部埋设的传感器，还可以对旧桥墩墩柱切割、千斤顶卸载、荷载试验完成以及开放交通后的实际情况进行监测。具体监测结果如表1所示：

从表1的数据分析可以看出，从旧盖梁墩柱被切割以后，新盖梁梁底压力的下限为-0.38MPa，上限为1.48MPa。在充分考虑到张拉产生的预应力的情况下，混凝土的抗压强度设计值应该大于混凝土的总预应力，从表1中我们不难看出，混凝土总预应力为-22.4MPa。因此，其抗压强度设计值应大于-22.4MPa。

通过新旧盖梁监测点得到的数据来看，旧桥墩切割过程中，产生的下挠位移上限为0.4mm，远远小于标准值；在荷载加车试验完成后，其下挠位移上限达到了1.6mm，处于标准范围之内；通过对通车后1d、2d的监测克制，其正常使用状态下，下挠位移上限为2.7mm，按照相关规范对其跨径进行计算，依旧满足相关规定要求。由此看出，此次高速公路梁改造施工过程中，对盖梁托换技术的使用十分成功，各项数据经监测后都在安全范围之内，确保了高速公路高架桥的正常使用。

五、总结

综合上文所述，在工程项目施工的过程中，新建项目与既有项目共同存在的情况下，对施工技术的选择及施工质量均提出了严格的要求。盖梁托换技术的使用，不仅能够确保既有项目的安全使用，减少交通安全隐患，还能为社会带来较好的技术经济效果。对我国公路建筑工程以及桥梁维护工程未来的发展，提供了优秀的技术手段，在未来的使用过程中，务必要加强施工中各个阶段的监测活动，确保托换结构的安全与可靠。

参考文献

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