一种长联桥梁加宽拼接结构及其施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种长联桥梁加宽拼接结构，包括旧桥，新桥以及拼接缝，其特征在于：所述旧桥与新桥之间的横向连接是通过拼接缝进行拼接的，所述拼接缝由连续拼接段和离散拼接段两部分组成，所述连续拼接段的新桥主梁与旧桥主梁之间采用现浇湿接缝与横隔板进行连接，所述离散拼接段的新桥主梁与旧桥主梁之间采用每隔一段距离设置一个连接构件进行连接，从而使加宽后的新、旧桥形成牢固的整体结构。本结构具有建造方法简单、施工周期短、避免了加宽后的旧桥支座发生剪切破坏等众多优点，适用于各等级公路长联桥梁加宽施工，同时充分利用旧桥资源，符合可持续发展和建设资源节约型、环境友好型社会的要求，值得推广。
【专利说明】一种长联桥梁加宽拼接结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑【技术领域】，具体涉及一种长联桥梁加宽拼接结构及其施工方法。【背景技术】
[0002]近些年来，随着我国经济的高速发展，我国交通事业有了长足的进步。但是，由于人员和物资流动日益频繁，造成了交通需求的激增。作为人员与物资流动通道的公路，尤其是高速公路，其现有的规模和等级越来越难以满足经济发展对其的要求。交通部规划司2013年编撰的《2012年公路水路交通行业发展统计公报》中指出，2012年全国高速公路日平均交通量为21305辆，日平均行驶量为204717万车公里，年平均交通拥挤度为0.35，比2011年分别增长7.3%,20.2%和5.7%。为了满足日益增长的交通量的需求，当前主要有两种解决方式:一是建设新线路；二是拓宽改建原有线路。由于建设新线路费用高，施工周期长，而且阻断交通，因此迫切需要对这些高速公路进行改扩建，由四车道加宽为六车道或八车道，提高其通行能力。桥梁在现代高速公路中占有较大比重，加上桥梁加宽存在技术复杂、实施难度高、对现有交通影响大的特点，因此桥梁加宽设计已成为高速公路改扩建工程的重点。
[0003]在桥梁加宽设计中，新、旧桥梁上部结构之间的连接方式主要有两种:①新、旧桥梁的上部结构之间沿纵桥向全长不进行连接；②新、旧桥梁的上部结构之间沿纵桥向全长进行连接。在新、旧桥不均匀沉降、汽车荷载等作用下，拼接方式①的拼接缝处的新、旧桥之间容易出现挠度差、啃边和桥面铺装纵桥向裂缝，影响行车安全与桥梁美观，因此在现有的桥梁加宽设计中均采用拼接方式②。在桥梁加宽拼接时，旧桥混凝土的收缩、徐变已基本完成，而新桥仅完成了一部分，新、旧桥之间的拼接缝混凝土的收缩、徐变则刚刚发生，因而新桥和拼接缝混凝土与旧桥混凝土之间存在着收缩、徐变差异，这会导致新桥主梁纵向缩短变形受到旧桥主梁的约束，使加宽后的整体结构发生平面弯曲变形。对于一般的简支梁桥，由于其跨度不大，这种由新老混凝土收缩、徐变差异作用引起拼接后的整体结构发生平面弯曲变形不明显，对此类桥梁正常使用的影响很小，可以忽略不计；但是对于长联桥梁，由于跨度较大，单联长度长，在新老混凝土收缩、徐变差异作用下，加宽后的整体结构发生的平面弯曲变形将会十分显著，且由于早期建造的桥梁采用的支座通常为普通板式橡胶支座，其变形能力小，这会导致长联桥梁加宽后的旧桥支座横桥向位移过大，发生剪切破坏，影响此类桥梁的正常使用，沪宁高速公路江苏段的桥梁在拼接多年后的调查中也发现了这一现象。
[0004]目前，主要是通过延长新桥建成后的静置时间来解决长联桥梁加宽后整体结构发生平面弯曲变形导致旧桥支座横桥向位移过大，发生剪切破坏的问题。但是，新桥建成后所需的静置时间长(一般需要2?3年，有的甚至超过3年)，一方面会严重延长施工周期，另一方面对于沿线的经济效益和后期的交通管理与维护、保养工作均存在诸多不利的影响。
【发明内容】
[0005]为了克服既有长联桥梁加宽技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种长联桥梁加宽拼接结构及其施工方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的其中之一技术方案是:一种长联桥梁加宽拼接结构，包括旧桥，新桥以及拼接缝，其特征在于:所述旧桥与新桥之间的横向连接是通过拼接缝进行连接的，所述拼接缝由连续拼接段和离散拼接段两部分组成，所述连续拼接段的新桥主梁与旧桥主梁之间采用现浇湿接缝与横隔板进行连接，所述现浇湿接缝上方依次为新桥面现浇层、防水层和新桥面铺装层，所述离散拼接段指是沿纵桥向每隔一段距离通过设置连接构件进行新旧桥梁的离散连接，所述连接构件的上方依次为隔离层、新桥面现浇层、防水层以及新桥面铺装层，所述离散拼接段范围内的新桥面现浇层应设置防裂钢筋网。
[0007]其中，所述连续拼接段范围内的现浇湿接缝是在新桥形成连续梁结构体系后由桥梁中跨向两边对称浇筑施工，连续拼接段的长度为m，m的取值原则为长联桥梁加宽后旧桥支座的横桥向位移值A与相应支座允许的横桥向最大位移值#之间的比值应不大于I。
[0008]所述连续拼接段范围内的横隔板设置在每跨的跨中和支点处。[0009]所述离散拼接段范围内的连接构件设置间距的取值范围为
L/5-L/10，L为长联桥梁的单跨跨径。
[0010]本发明的另一技术方案在于:一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于，按如下步骤进行:
(1)施工准备:清除原桥面上的杂物，做好施工作业范围保通工作，根据计划施工任务量，预先准备好原材料和机械设备进场计划；根据施工道路现状，测定并标志过渡区、警示区、作业区以及导向线；
(2)施工放样:根据旧桥现场情况，钢卷尺配合人工划出需要拆除的防撞护栏及凿除边梁翼缘板和桥面铺装的位置，同时还要在桥下对切除位置进行确认，确保无误后划线准备标不;
(3)切除防撞护栏:先在被切割的防撞护栏上钻吊装孔后，将防撞护栏切割成段，以便于起吊移走；
(4)凿除部分旧桥边梁翼缘板和桥面铺装:根据实际需要，在旧桥桥面划出相应的凿除线，据此凿除部分旧桥边梁翼缘板及其上方的桥面铺装，并预留一定长度的钢筋用于与相邻新桥边梁的预留钢筋进行焊接；
(5)植筋:向连续拼接段范围内与新桥边梁4相邻的旧桥边梁2的腹板侧面植入钢筋，植筋用胶性能应满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)第4章的相关要求；
(6)钢筋焊接:先将连续拼接段范围内新桥边梁的预留钢筋表面铁锈及杂物清除干净，然后将旧桥边梁的预留钢筋和植筋钢筋与新桥边梁的预留钢筋焊接；
(7)浇筑连续拼接段范围内的湿接缝与横隔板混凝土:钢筋焊接完，经检测合格后，开始安装湿接缝与横隔板模板，先用水将湿接缝与横隔板湿润，再开始浇筑混凝土 ；
(8)安装离散拼接段范围内的连接构件:为保证拼宽后新、旧桥梁的横桥向变形协调，离散拼接段范围内的旧桥边梁和新桥边梁之间每隔一段距离设置一道连接构件；
O)安装离散拼接段范围内的隔离层:为保证本发明所提供的长联桥梁加宽拼接结构的顺利实现，在离散拼接段范围内的旧桥边梁和新桥边梁的上方设置隔离层将该部位的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离；
(10)安装新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网:待现浇湿接缝与横隔板的混凝土养护到期后，即可开始连续拼接段范围内新桥面现浇层钢筋的搭接、焊接；待安装完连接构件与隔离层，且经检测合格后，即可开始离散拼接段范围内新桥面现浇层防裂钢筋网的搭接、焊接;
(11)浇筑新桥面现浇层:上述新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网布置完，经检测合格后，开始浇筑新桥面现浇层，浇筑方法同上述现浇湿接缝与横隔板。
[0011](12)铺设防水层:待上述新桥面现浇层养护到期后，开始铺设防水层；
(13)浇筑新桥面铺装层:待上述防水层铺设完，经检测合格后，开始浇筑新桥面铺装
层；
(14)安装新桥防撞护栏及其他附属设施:待新桥面铺装层养护到期后，开始安装新桥防撞护栏及其他附属设施。
[0012]其中，所述步骤(4)中旧桥主梁翼缘板和桥面铺装的凿除范围应根据每座长联桥梁的具体情况而定。
[0013]所述步骤(7)中连续拼接段范围内的现浇湿接缝与横隔板所用的混凝土应具有保证新旧混凝土间的良好连接和防裂抗渗的功能。
[0014]所述步骤(9)中离散拼接段范围内的隔离层的材料没有特别的要求，只需保证将离散拼接段内的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离即可。
[0015]所述步骤(10)中离散拼接段范围内的新桥面现浇层内增设的防裂钢筋网所用钢筋的种类根据每座长联桥梁的具体情况而定。
[0016]所述步骤(11)中离散拼接段范围内的新桥面现浇层所用的混凝土应具有防水功倉泛。
[0017]本发明具有积极有益的效果:
1、本发明中长联桥梁的新、旧桥梁之间只有部分采用现浇湿接缝与横隔板进行连接，减少了加宽后整体结构的平面弯曲变形引起的旧桥支座横桥向位移，避免了支座发生剪切破坏，保证了加宽长联桥梁的使用性能，同时能有效缩短施工周期，快速解决现行高速公路车辆交通量拥挤现状；充分利用旧桥资源，也可避免旧桥废弃造成的建筑垃圾，实现循环经济发展模式和可持续发展，符合建筑节能、建设资源节约型、环境友好型社会的要求，值得推广。
[0018]2、本发明集建造方法简单、施工周期短、新、旧桥梁形成整体后共同受力等优点于一身，适用于各等级公路长联桥梁加宽施工，推广后具有良好的经济效益和社会价值。
[0019]3、本发明结构及方法适用于高速公路、一、二、三级公路和城市道路、市政工程公路等的长联桥梁的加宽施工。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0021]图1为本发明实施例的整体结构平面示意图。
[0022]图2为图1中B-B剖视图。
[0023]图3为图1中C-C剖视图。[0024]图4为图1中A的放大示意图。
[0025]图5为图4中D-D剖视图。
[0026]图6为图4中E-E剖视图。
[0027]图中:1为旧桥；2为旧桥边梁；3为现浇湿接缝；4为新桥边梁；5为新桥；6为现浇横隔板；7为新桥预制横隔板；8为中央分隔带；9为隔离层；10为新桥面现浇层；11为新桥面现浇层钢筋；12为旧桥面现浇层；13为防水层；14为连接构件；15为防裂钢筋网；16为新桥面铺装层；17为旧桥防撞护栏；18为新桥防撞护栏。
【具体实施方式】
[0028]以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中的工艺方法，如无特别说明，均为常规方法:下述实施例中所用的原材料及工具，如无特别说明，均为市售。
[0029]一种长联桥梁加宽拼接结构，参见图f图6，包括旧桥1，新桥5以及拼接缝，在旧桥边梁2和新桥边梁4之间的拼接缝由连续拼接段和离散拼接段两部分组成，其中，连续拼接段的旧桥边梁2与新桥边梁4之间采用现浇湿接缝3与横隔板进行连接，在现浇湿接缝上方依次为新桥面现浇层10、防水层13和新桥面铺装层16 ;离散拼接段的旧桥边梁2与新桥边梁4之间采用每隔一段距离设置一个连接构件14进行连接，在连接构件14的上方依次为隔离层9、新桥面现浇层10、防水层13以及新桥面铺装层16，在离散拼接段范围内的新桥面现浇层10内设置防裂钢筋网15。
[0030]上述长联桥梁加宽拼接结构的建造施工方法，先在旧桥I的一侧或两侧建造好相匹配的新桥5，该新桥立即或经过一段时间沉降后再实施以下步骤:
(I)施工准备:清除原桥面上的杂物，做好施工作业范围保通工作，根据计划施工任务量，预先准备好原材料和机械设备进场计划；根据施工道路现状，测定并标志过渡区、警示区、作业区以及导向线；
(15)施工放样:根据旧桥现场情况，钢卷尺配合人工划出需要拆除的防撞护栏及凿除边梁翼缘板和桥面铺装的位置，同时还要在桥下对切除位置进行确认，确保无误后划线准备标不;
(16)切除防撞护栏:先在被切割的防撞护栏上钻吊装孔后，将防撞护栏切割成段，以便于起吊移走；
(17)凿除部分旧桥边梁翼缘板和桥面铺装:根据实际需要，在旧桥桥面划出相应的凿除线，据此凿除部分旧桥边梁翼缘板及其上方的桥面铺装，并预留一定长度的钢筋用于与相邻新桥边梁的预留钢筋进行焊接；
(18)植筋:向连续拼接段范围内与新桥边梁4相邻的旧桥边梁2的腹板侧面植入钢筋，植筋用胶性能应满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)第4章的相关要求；
(19)钢筋焊接:先将连续拼接段范围内新桥边梁4的预留钢筋表面铁锈及杂物清除干净，然后将旧桥边梁2的预留钢筋和植筋钢筋与新桥边梁4的预留钢筋焊接；
(20)浇筑连续拼接段范围内的湿接缝与横隔板混凝土:钢筋焊接完，经检测合格后，开始安装湿接缝与横隔板模板，先用水将湿接缝与横隔板湿润，再开始浇筑混凝土 ；
(21)安装离散拼接段范围内的连接构件14:为保证拼宽后新、旧桥梁的横桥向变形协调，离散拼接段范围内的旧桥边梁2和新桥边梁4之间每隔一段距离设置一道连接构件16 ；
(22)安装离散拼接段范围内的隔离层11:为保证本发明所提供的长联桥梁加宽拼接结构的顺利实现，在离散拼接段范围内的旧桥边梁2和新桥边梁4的上方设置隔离层11将该部位的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离 ；
(23)安装新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网:待现浇湿接缝与横隔板的混凝土养护到期后，即可开始连续拼接段范围内新桥面现浇层钢筋的搭接、焊接；待安装完连接构件16与隔离层11，且经检测合格后，即可开始离散拼接段范围内新桥面现浇层防裂钢筋网的搭接、焊接；
(24)浇筑新桥面现浇层:上述新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网布置完，经检测合格后，开始浇筑新桥面现浇层，浇筑方法同上述现浇湿接缝与横隔板。
[0031](25)铺设防水层:待上述新桥面现浇层养护到期后，开始铺设防水层；
(26)浇筑新桥面铺装层:待上述防水层铺设完，经检测合格后，开始浇筑新桥面铺装
层；
(27)安装新桥防撞护栏及其他附属设施:待新桥面铺装层养护到期后，开始安装新桥防撞护栏及其他附属设施。
[0032]所述步骤(4)中旧桥I主梁翼缘板和桥面铺装的凿除范围应根据每座长联桥梁的具体情况而定。
[0033]所述步骤(7)中连续拼接段范围内的现浇湿接缝与横隔板所用的混凝土应具有保证新旧混凝土间的良好连接和防裂抗渗的功能。
[0034]所述步骤(7)中连续拼接段范围内的现浇湿接缝是在新桥形成连续梁结构体系后由桥梁中跨向两边对称浇筑施工，连续拼接段的长度为m，m的取值原则为长联桥梁加宽后旧桥支座的横桥向位移值h与相应支座允许的横桥向最大位移值H之间的比值应不大于
I 士 I)。
[0035]所述步骤(7)中连续拼接段范围内的横隔板设置在每跨的跨中和支点处。
[0036]所述步骤(8)中离散拼接段范围内的连接构件14的材料没有特别的要求(如可用钢或混凝土等)，原则是保证拼宽后的新、旧桥梁的横桥向变形协调，连接构件14的设置间
距的取值范围为为长联桥梁的单跨跨径)，具体取值应根据每座长联桥梁的实际情
况确定。
[0037]所述步骤(9)中离散拼接段范围内的隔离层11的材料没有特别的要求(如可用薄钢板或油毛毡等)，只需保证将离散拼接段内的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离即可。
[0038]所述步骤(10)中离散拼接段范围内的新桥面现浇层内增设的防裂钢筋网所用钢筋的种类根据每座长联桥梁的具体情况而定。
[0039]所述步骤(11)中离散拼接段范围内的新桥面现烧层所用的混凝土应具有防水功能。
[0040]上述施工方法对行车影响较少，施工简单、方便，施工费用较低，新、旧桥形成整体后共同受力。
[0041]本发明不局限于上述的最佳实施方式，任何人在改变上述实施例中的各个具体的参数，可以形成多个具体的实施方式。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种长联桥梁加宽拼接结构，包括旧桥，新桥以及拼接缝，其特征在于:所述旧桥与新桥之间的横向连接是通过拼接缝进行连接的，所述拼接缝由连续拼接段和离散拼接段两部分组成，所述连续拼接段的新桥主梁与旧桥主梁之间采用现浇湿接缝与横隔板进行连接，所述现浇湿接缝上方依次为新桥面现浇层、防水层和新桥面铺装层，所述离散拼接段指是沿纵桥向每隔一段距离通过设置连接构件进行新旧桥梁的离散连接，所述连接构件的上方依次为隔离层、新桥面现浇层、防水层以及新桥面铺装层，所述离散拼接段范围内的新桥面现浇层应设置防裂钢筋网。
2.根据权利要求1所述的一种长联桥梁加宽拼接结构，其特征在于:所述连续拼接段范围内的现浇湿接缝是在新桥形成连续梁结构体系后由桥梁中跨向两边对称浇筑施工，连续拼接段的长度为m，m的取值原则为长联桥梁加宽后旧桥支座的横桥向位移值A与相应支座允许的横桥向最大位移值H之间的比值应不大于I。
3.根据权利要求2所述的一种长联桥梁加宽拼接结构，其特征在于:所述连续拼接段范围内的横隔板设置在每跨的跨中和支点处。
4.根据权利要求1所述的一种长联桥梁加宽拼接结构，其特征在于:所述离散拼接段范围内的连接构件设置间距的取值范围为fL为长联桥梁的单跨跨径。
5.一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于，按如下步骤进行: (1)施工准备:清除原桥面上的杂物，做好施工作业范围保通工作，根据计划施工任务量，预先准备好原材料和机械设备进场计划；根据施工道路现状，测定并标志过渡区、警示区、作业区以及导向线； (2)施工放样:根据旧桥现场情况，钢卷尺配合人工划出需要拆除的防撞护栏及凿除边梁翼缘板和桥面铺装的位置，同时还要在桥下对切除位置进行确认，确保无误后划线准备标不; (3)切除防撞护栏:先在被切割的防撞护栏上钻吊装孔后，将防撞护栏切割成段，以便于起吊移走； (4)凿除部分旧桥边梁翼缘板和桥面铺装:根据实际需要，在旧桥桥面划出相应的凿除线，据此凿除部分旧桥边梁翼缘板及其上方的桥面铺装，并预留一定长度的钢筋用于与相邻新桥边梁的预留钢筋进行焊接； (5)植筋:向连续拼接段范围内与新桥边梁4相邻的旧桥边梁2的腹板侧面植入钢筋，植筋用胶性能应满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)第4章的相关要求； (6)钢筋焊接:先将连续拼接段范围内新桥边梁的预留钢筋表面铁锈及杂物清除干净，然后将旧桥边梁的预留钢筋和植筋钢筋与新桥边梁的预留钢筋焊接； (7)浇筑连续拼接段范围内的湿接缝与横隔板混凝土:钢筋焊接完，经检测合格后，开始安装湿接缝与横隔板模板，先用水将湿接缝与横隔板湿润，再开始浇筑混凝土 ； (8)安装离散拼接段范围内的连接构件:为保证拼宽后新、旧桥梁的横桥向变形协调，离散拼接段范围内的旧桥边梁和新桥边梁之间每隔一段距离设置一道连接构件； O)安装离散拼接段范围内的隔离层:为保证本发明所提供的长联桥梁加宽拼接结构的顺利实现，在离散拼接段范围内的旧桥边梁和新桥边梁的上方设置隔离层将该部位的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离；(10)安装新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网:待现浇湿接缝与横隔板的混凝土养护到期后，即可开始连续拼接段范围内新桥面现浇层钢筋的搭接、焊接；待安装完连接构件与隔离层，且经检测合格后，即可开始离散拼接段范围内新桥面现浇层防裂钢筋网的搭接、焊接; (11)浇筑新桥面现浇层:上述新桥面现浇层钢筋与防裂钢筋网布置完，经检测合格后，开始浇筑新桥面现浇层，浇筑方法同上述现浇湿接缝与横隔板。 (12)铺设防水层:待上述新桥面现浇层养护到期后，开始铺设防水层； (13)浇筑新桥面铺装层:待上述防水层铺设完，经检测合格后，开始浇筑新桥面铺装层； (14)安装新桥防撞护栏及其他附属设施:待新桥面铺装层养护到期后，开始安装新桥防撞护栏及其他附属设施。
6.根据权利要求5所述的一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于:所述步骤(4)中旧桥主梁翼缘板和桥面铺装的凿除范围应根据每座长联桥梁的具体情况而定。
7.根据权利要求5所述的一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于:所述步骤(7)中连续拼接段范围内的现浇湿接缝与横隔板所用的混凝土应具有保证新旧混凝土间的良好连接和防裂抗渗的功能。
8.根据权利要求5所述的一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于:所述步骤(9)中离散拼接段范围内的隔离层的材料没有特别的要求，只需保证将离散拼接段内的新桥面现浇层与新、旧桥主梁相隔离即可。
9.根据权利要求5所述的一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于:所述步骤(10)中离散拼接段范围内的新桥面现浇层内增设的防裂钢筋网所用钢筋的种类根据每座长联桥梁的具体情况而定。
10.根据权利要求5所述的一种长联桥梁加宽拼接结构的施工方法，其特征在于:所述步骤(11)中离散拼接段范围内的新桥面现浇层所用的混凝土应具有防水功能。
【文档编号】E01D19/06GK103541310SQ201310480479
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】陈宝春, 郑瑞君, 吴庆雄, 韦建刚 申请人:福州大学, 河北省高速公路石安改扩建筹建处