京福高速公路林東互通匝道加固施工方法

　　京福國(guó)道主干線徐州東繞城段是交通部規(guī)劃的“五縱七橫”國(guó)道主干線和江蘇“四縱四橫四聯(lián)”高速公路網(wǎng)的重要組成部分，地處淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)域中心。本項(xiàng)目北起山東省棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)張山子鄉(xiāng)附近的蘇魯兩省交界處，南止于江蘇省徐州市銅山縣吳邵鄉(xiāng)林東村附近的徐州樞紐互通式立交(又稱林東互通)，與連霍國(guó)道主干線相交叉并與徐宿淮鹽高速公路相連接，路線全長(zhǎng)43.498 km.林東互通立交等級(jí)為一級(jí)，占地約39.75萬(wàn)m2，主線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度26 48m ，匝道全長(zhǎng)7901.5 m ，設(shè)計(jì)有主線跨線橋1座長(zhǎng)1651.2m ，A -H匝道橋8座共長(zhǎng)2247. 124 m.

　　1 箱梁梁體扭轉(zhuǎn)及橫向位移分析

　　京福高速公路林東互通樞紐G匝道橋施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)箱梁梁體向內(nèi)側(cè)扭轉(zhuǎn)和橫向位移。經(jīng)老師和設(shè)計(jì)單位的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和理論論證計(jì)算，最后得出結(jié)論。確定是由于設(shè)計(jì)抗扭能力不足，造成箱梁梁體傾斜并發(fā)生橫向位移。同時(shí)設(shè)計(jì)單位對(duì)其他匝道橋扭距進(jìn)行驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)其他匝道橋也同樣存在設(shè)計(jì)扭距不滿足要求的問(wèn)題。

　　為了解決所存在的問(wèn)題，決定采用的方案是： 在箱梁的端部增加雙支座來(lái)增大支承偏心距，提高箱梁的抗扭能力，達(dá)到抗扭穩(wěn)定性的要求，并在中墩處讓墩和梁固結(jié)，減小扭轉(zhuǎn)跨徑。另外C匝道采用在中間墩的承臺(tái)和墩柱頂部植筋的方法，將原設(shè)計(jì)直徑1.5 m的圓柱墩改為變寬的墻式墩，在墻式墩上原支座兩側(cè)布置2個(gè)新增支座，減小扭距，達(dá)到抗扭穩(wěn)定性的要求。

　　2 加固施工方法

　　2.1 植筋方法

　　植筋是指在混凝土上打孔，在孔內(nèi)注人建筑結(jié)構(gòu)植筋膠粘劑，并將鋼筋插人孔中，使鋼筋和混凝土牢固粘結(jié)在一起的技術(shù)川。目前，植筋這一新技術(shù)由于其無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)在建筑工程施工領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于植筋技術(shù)具有設(shè)計(jì)靈活、工期短、效率高、破壞小以及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，令傳統(tǒng)的剔鑿、焊接等工藝無(wú)法比擬，因而它深受建設(shè)、施工等有關(guān)方喜歡。總之，植筋技術(shù)適用范圍廣、方法簡(jiǎn)單工藝安全、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，因而植筋技術(shù)可以大力推廣應(yīng)用。它主要應(yīng)用于建筑工程的改造、擴(kuò)建、裝飾及加固處理等[2].

　　2.1.1 施工工藝

　　鉆孔→清 孔→孔干燥→孔除塵→鋼筋處理→灌膠→插筋→固定養(yǎng)護(hù)。

　　2.1.2 施工方法

　　1) 鉆孔施工。

　　在鉆孔前應(yīng)將所有需植筋的部位表面鋼筋保護(hù)層鑿除，以便在鉆孔過(guò)程中盡量使鉆頭避免鉆到鋼筋，以提高鉆孔質(zhì)量和鉆孔效率。由于承臺(tái)鋼筋分布比較稀疏，鋼筋的層數(shù)較少，在鑿除承臺(tái)上層鋼筋網(wǎng)后，鉆孔過(guò)程中基本不會(huì)再遇到任何結(jié)構(gòu)鋼筋，因此可選用空壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆進(jìn)較為順利。

　　柱頂?shù)匿摻畈贾们闆r基本與承臺(tái)相似，同樣可選用空壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，但植筋孔位為水平設(shè)計(jì)，施工操作要比承臺(tái)難控制。其施工需要注意的要點(diǎn)如下：

　　① 首先須將空壓鉆機(jī)在穩(wěn)固的支架上固定就位，與孔身的縱向軸線保持平行，以保證同一墩柱上的鉆孔縱向軸線保持水平平行。要防止相鄰孔位和相對(duì)孔位造成竄孔，最終影響植筋效果。

　?、?在鉆進(jìn)過(guò)程中，要保證空壓鉆機(jī)的穩(wěn)定。由于墩柱部位的設(shè)計(jì)孔徑較大，因此要求鉆機(jī)的鉆頭較大，相對(duì)來(lái)說(shuō)鉆桿較細(xì)，因此在鉆進(jìn)過(guò)程中容易造成鉆尾擺晃，導(dǎo)致孔徑軸線彎曲和擴(kuò)孔，使鋼筋無(wú)法植進(jìn)和影響植筋的質(zhì)量。

　　箱梁部位的鋼筋較密，除表面經(jīng)混凝土鑿毛后可視見(jiàn)的鋼筋外，其內(nèi)部仍有大量的不可探明的鋼筋分布。因此要完全順利地在不損傷原有鋼筋的基 礎(chǔ)上在指定位置鉆孔，是幾乎不可能的。由于鋼筋較密，無(wú)法用空壓鉆機(jī)施工，應(yīng)選用能鉆穿鋼筋的取芯水鉆進(jìn)行施工，但水鉆的不足之處是：工效率太低;孔內(nèi)積水和泥漿難以清干;孔壁過(guò)于光滑，影響植筋膠的勃結(jié)效果。

　　針對(duì)以上不足本次施工所采取的措施：

　　① 增加取芯鉆機(jī)的數(shù)量，日夜輪班施工作業(yè)。

　?、?待成孔后用高壓水槍將孔內(nèi)泥漿沖洗干凈，然后用海綿將孔內(nèi)的水分吸干，在晴天讓其自然干燥;在陰雨天及氣溫較低時(shí)，采用電吹風(fēng)人工干燥。

　　③ 在成孔后用特制的帶有堅(jiān)硬鋸齒的毛銼深入孔內(nèi)拉毛，以增加孔壁的摩擦系數(shù)。

　　2) 孔洞驗(yàn)收。

　　在植筋前要對(duì)植筋孔的情況進(jìn)行檢查，須保證孔位的布置正確，孔徑的大小合理，孔徑無(wú)彎曲傾斜現(xiàn)象，孔壁清潔干燥。檢查合格后用設(shè)計(jì)直徑的鋼筋試插，防止在植筋膠注入后發(fā)現(xiàn)鋼筋無(wú)法插入，造成廢孔。植筋所使用的鋼筋必須準(zhǔn)備妥當(dāng)，鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、長(zhǎng)度正確，并有序地在植筋現(xiàn)場(chǎng)待置;要保證每根鋼筋的植入端頭的圓順，以防止在插入過(guò)程中卡孔;同時(shí)準(zhǔn)備足夠長(zhǎng)度和數(shù)量的注膠嘴導(dǎo)管(塑料軟管)。

　　3) 灌結(jié)構(gòu)膠。

　　植筋固化劑的選用要求：固化時(shí)間適當(dāng);固化強(qiáng)度高效果好;固化劑的化學(xué)穩(wěn)定性好，具有抗酸堿、抗老化、抗高溫、不腐蝕等性能;施工方便簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)。

　　灌結(jié)構(gòu)膠：首先將植筋膠放置在配套的植筋槍內(nèi)，用輔助導(dǎo)管將植筋膠從孔底慢慢向孔口注膠，在注膠過(guò)程中，要保證輔助導(dǎo)管的末端始終在植筋膠里面，同時(shí)隨著注入植筋膠的增多緩慢上提輔助導(dǎo)管。在注膠過(guò)程中必須保證將植筋孔內(nèi)的空氣排出。

　　4) 植筋 .

　　當(dāng)植筋膠澆注到孔內(nèi)位置的3/4時(shí)，移去導(dǎo)管和植筋槍，將旁邊準(zhǔn)備好的鋼筋緩慢旋轉(zhuǎn)插人孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)可以起到使鋼筋與膠體充分勃結(jié)的效果。由于植筋膠的固化時(shí)間較短(與施工溫度有關(guān))，鋼筋必須在注膠后3-6 min內(nèi)插入孔內(nèi)。植完后要防止鋼筋在植膠固化過(guò)程中受到擾動(dòng)，影響植筋膠的固化效果。植筋膠在30-40 min后可固化。

　　5) 養(yǎng)護(hù) .

　　在常溫下自然養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間禁止擾動(dòng)，時(shí)間至少24 h，2-3d后即可進(jìn)行下道工序。

　　2.2 新增支座安裝

　　匝道橋的新支座安裝在原有箱梁板底之下，是先有箱梁，后有支座，與正常條件下的施工完全相反的自上而下的施工工藝，且下部墩帽頂與箱梁板之間的間距只有30 cm，在此情況下要使箱梁不發(fā)生沉降(沉降小于1 mm)而完全受力于新支座上，是施工難度中最大的一個(gè)。

　　為使新支座在原有支座失效后在箱梁不發(fā)生沉降的情況下立即工作，首先應(yīng)消去支座在受力后發(fā)生的彈性變形。因此在新支座安裝前，用壓力機(jī)對(duì)支座的上下鋼板施加其設(shè)計(jì)承重力的80%的預(yù)應(yīng)力，使支座的上下鋼板緊密擠壓，并用鋼板將支座的上下鋼板固結(jié)。

　　在預(yù)先搭設(shè)的托架上，用千斤頂上頂梁體，采用4個(gè)千斤頂分別放置在梁體原支座兩側(cè)，緩慢、均勻、對(duì)稱加力。在上頂過(guò)程中，需注意梁體與支座之間的變化，若梁體與支座間稍有松動(dòng)(有1 mm的間隙)，即可停止加力。在箱梁底板支座的安裝部位留出支座上墊塊及支座上鋼板螺栓孔的位置，對(duì)墊塊區(qū)進(jìn)行鑿毛，對(duì)支座錨栓孔位進(jìn)行鉆孔，鉆孔的方法采用上節(jié)敘述中的取芯水鉆方法施工，并將支座錨栓固定。

　　在墩身混凝土澆筑之后進(jìn)行新支座安裝，然后再進(jìn)行橫梁鋼筋植筋工作。這樣既有了施工作業(yè)空間，又有了支座安裝完后的支承基礎(chǔ)，同時(shí)又免去安裝支座時(shí)橫梁鋼筋的干擾。

　　將支座就位到設(shè)計(jì)位置。由于無(wú)法用通常的機(jī)械起重設(shè)備將支座就位到箱梁的底板之下，因此在實(shí)際施工中，首先用吊車將支座吊放于墩身的升降托架上，然后在升降托架上焊制支座上墊塊的模板，將上墊塊的鋼筋網(wǎng)片和膨脹混凝土放入支座鋼板上逐塊取出，取出后采用吊模方法對(duì)預(yù)留孔進(jìn)行封閉。

　　2) 縱梁 、橫梁及支架拆除。

　　松開底板 每排模板之間的連接螺栓，將縱梁每一片分離，用橫梁上滑動(dòng)小車將縱梁橫移至外側(cè)，用吊車吊下，然后再拆除橫梁及支架，用自制拖車運(yùn)至第4跨進(jìn)行安裝。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　簡(jiǎn)易造橋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠。其研制成功，加速了工程的施工速度，提高了工作效率，較大縮短施工工期，使工程在規(guī)定的工期前順利完成，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)，還解決了墩柱較高情況的施工難題，保證了箱梁的施工質(zhì)量。本簡(jiǎn)易造橋機(jī)在青島至濟(jì)南復(fù)線上洪水河特大橋上成功運(yùn)用，具有較大的推廣價(jià)值。進(jìn)一步擴(kuò)展了造橋機(jī)施工技術(shù)在橋梁工程的應(yīng)用。

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