李建軍

(中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300459)

1 工程概況

濱海大橋位于天津開發(fā)區(qū)京津塘高速公路連接線上，于1994年建成通車，大橋分為A線、B線兩幅橋，A 線單幅橋長1 388.336 m，B線單幅橋長1 389.092 m，各有54孔。橋梁面積共計(jì)2.666萬m2。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用24.96 m后張預(yù)應(yīng)力空心板梁，每孔由6片梁組成。A、B線橋梁寬度各為9.60 m，0.55 m(防撞護(hù)欄)+8.5 m(行車道)+0.55 m(防撞護(hù)欄),雙車道。本次維修加固主要是增加橋梁承載力以滿足聲屏障安裝要求從而進(jìn)行橋梁改造加固施工。此工程為中央環(huán)保督查項(xiàng)目，也是天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)重點(diǎn)民生工程，項(xiàng)目地點(diǎn)處于揚(yáng)塵監(jiān)測國控點(diǎn)500 m范圍內(nèi)，且橋梁兩側(cè)為居民區(qū)及學(xué)校，項(xiàng)目周圍環(huán)境比較復(fù)雜，施工難度較大。

2 橋梁加固及聲屏障設(shè)計(jì)方案

2.1 橋面鋪裝改造加固

本橋梁以往重載交通比例高，導(dǎo)致橋梁病害嚴(yán)重，承載力不能滿足直接加裝聲屏障要求。根據(jù)檢測報(bào)告，橋面鋪裝縱向裂縫嚴(yán)重，且橋面縱向開裂基本對應(yīng)板梁鉸縫位置，局部網(wǎng)裂、橋面破損、坑槽、車轍病害較多，且比較分散。本次維修對橋面鋪裝進(jìn)行整體鑿除后重新澆筑，包括面層瀝青混凝土及下部防水混凝土。新做橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)為5 cm中粒式改性瀝青混凝土(AC-16F，骨料采用玄武巖)+SBS改性瀝青防水粘結(jié)層+8～14.5 cm C40防水混凝土(詳見圖1)。為增強(qiáng)板梁橫向聯(lián)系，同時(shí)考慮增設(shè)聲屏障區(qū)段提高板梁懸臂承載力需求，橋面混凝土鋪裝層內(nèi)橫向鋼筋應(yīng)予以加大，采用?14 mm的HRB400鋼筋，縱向鋼筋采用?10 mm的HRB400鋼筋，鋪裝層內(nèi)橫向鋼筋與板梁內(nèi)植筋、板梁間連接鋼筋焊接(詳見圖2)。為增強(qiáng)邊板懸臂承載力，對于安裝聲屏障區(qū)段(除伸縮縫及連續(xù)縫位置外)應(yīng)將鋪裝層內(nèi)的橫向鋼筋植入護(hù)欄，植入深度 30 cm，間距為40 cm。連續(xù)縫、伸縮縫處在荷載作用下會產(chǎn)生負(fù)彎矩，致使此處橋面鋪裝層易出現(xiàn)橫向反射裂縫。此次維修時(shí)連續(xù)縫、伸縮縫處蓋梁頂面范圍內(nèi)的橋面鋪裝內(nèi)采用?22 mm的橫向鋼筋，以確保聲屏障安裝完成后橋梁整體穩(wěn)定(詳見圖3)。

2.2 板梁底板裂縫加固

本工程裂縫維修加固主要對板梁底部橫向及縱向裂縫進(jìn)行維修加固，具體施工方法為小于等于 0.15 mm的裂縫，采用環(huán)氧封縫膠表面封閉裂縫；對于梁底大于 0.15 mm、小于 0.3 mm的裂縫，采用注入高滲透改性環(huán)氧樹脂裂縫粘合劑封閉；對于梁底大于 0.3 mm的裂縫，采用注入微量觸變劑的樹脂封閉。

2.3 聲屏障設(shè)計(jì)

本工程聲屏障高度為護(hù)欄以上2.520 m，采用吸音板隔音板結(jié)合型式的聲屏障(詳見圖4)。聲屏障上部為金屬帶夾層構(gòu)造吸音板，采用1.0 mm厚鋁合金板，吸聲板面板采用鋁合金百葉窗穿孔，板材開孔率不小于25%。背板采用1.0 mm厚鍍鋅鋼板，并進(jìn)行靜電粉末噴涂處理，空腔內(nèi)部填充吸聲材料，吸聲板內(nèi)的填充材料采用32 kg/m，離心玻璃棉，允許容量誤差應(yīng)不超過±5%，含雜質(zhì)量不大于3%，防潮、抗腐蝕。吸聲填料外包PET薄膜(0.16 mm),包裝時(shí)應(yīng)全封閉，防止透氣、透水[1](詳見圖5、圖6)。聲屏障下部為耐力隔音板，采用聚碳酸酯板，透光性能好(透光率達(dá)82%)。

圖1 鋪裝改造加固圖(單位：cm)

圖2 鋪裝L形筋布置加固圖(單位：cm)

聲屏障支撐體系采用Q235H鋼立柱125×125鋼立柱，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼立柱間距2 m，安全系數(shù)≥2.0，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度210 MPa，H柱及其它附件應(yīng)熱鍍鋅處理，厚度≥80 um。伸縮縫處H鋼立柱須加寬，伸縮縫安裝時(shí)采用一側(cè)自攻螺釘固定(詳見圖5)。錨固件采用規(guī)格為M16、M20抗動荷載螺紋桿化學(xué)錨栓，底座預(yù)埋鋼板采用Q345C鋼板(詳見圖6、圖7)。H型鋼立柱及底座鋼板要進(jìn)行熱鍍鋅處理，其他鋼結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行防腐處理，采用涂層保護(hù)法。

圖3 連續(xù)縫鋪裝加固圖(單位：cm)

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 施工難點(diǎn)

(1)本工程橋梁改造加固施工過程中需斷交導(dǎo)行施工。

(2)梁底裂縫維修加固施工需利用側(cè)舉升降車進(jìn)行，占路施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

(3)橋面鋪裝及鉸縫鑿除后兩側(cè)防撞墻連帶翼緣板存在傾覆的可能，施工過程中需分段進(jìn)行。

圖4 聲屏障立面圖(單位：mm)

(4)橋面板梁承載力不能滿足混凝土運(yùn)輸車直接上橋卸料，必須采用汽車泵橋下占路澆注施工。

圖5 聲屏障剖面圖(單位：mm)

3.2 施工流程

根據(jù)本工程現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)與相關(guān)部門多次會議確定施工方案，橋梁改造加固并加設(shè)聲屏障施工擬由東向西兩幅同步施工。具體施工流程如下：交通導(dǎo)行橋梁封閉→原橋面瀝青混凝土面層銑刨→原橋面混凝土鋪裝層、鉸縫鑿除→清理板梁頂面、植筋、鋪裝層鋼筋綁扎、鋪裝混凝土澆筑→防水層→瀝青混凝土面層攤鋪→聲屏障安裝→伸縮縫安裝→伸縮縫處地袱混凝土澆筑→伸縮縫處聲屏障安裝→道路標(biāo)線施工、竣工驗(yàn)收、開放交通。

3.3 鋪裝及鉸縫鑿除施工

圖6 聲屏障細(xì)部節(jié)點(diǎn)詳圖

圖7 聲屏障固定節(jié)點(diǎn)圖(單位：mm)

橋面鋪裝鑿除施工是本工程關(guān)鍵工序，對于整體施工進(jìn)度具有較大影響。鋪裝鑿除過程中為防止翼緣板及防撞墻發(fā)生側(cè)翻，計(jì)劃兩幅橋由東向西同步分段隔跨進(jìn)行?，F(xiàn)場投入400 kW發(fā)電機(jī)4臺，空壓機(jī)25臺，作業(yè)人員50人，每天鑿除500 m2。為防止混凝土鑿除作業(yè)產(chǎn)生揚(yáng)塵及噪聲污染，現(xiàn)場利用鋼管焊接制成防護(hù)罩棚，鑿除作業(yè)分4個工作面施工，每個工作面設(shè)置罩棚不少于25 m長，保證作業(yè)區(qū)域處于半封閉狀態(tài)進(jìn)行施工。罩棚寬度8.3 m、高度2.7 m，高出地袱頂面1.9 m，罩棚頂面及高出地袱部分采用密目網(wǎng)封閉，密目網(wǎng)規(guī)格不小于2 000目(詳見圖8、圖9)。

3.4 鋪裝層恢復(fù)施工

橋面鋪裝層鋼筋網(wǎng)的縱筋與橫筋形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此與混凝土粘結(jié)錨固性好,承受的載荷能均勻擴(kuò)散分布，明顯提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震抗裂性能[2]。本工程橋面鋪裝改造主要為提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載力，保證聲屏障安裝后安全穩(wěn)定。鋪裝層改造施工主要包括植筋施工、鋼筋綁扎施工、混凝土澆筑施工。原鋪裝層鑿除后板梁頂面清理后，立即安排人員進(jìn)行植筋作業(yè)，綁扎鋼筋，然后進(jìn)行混凝土澆筑，各工序緊密結(jié)合形成流水作業(yè)，以4孔為一作業(yè)段。

圖8 防護(hù)罩棚設(shè)置 圖9 鋪裝層鑿除

本工程為增強(qiáng)邊板懸臂承載力，對于安裝聲屏障區(qū)段(除伸縮縫及連續(xù)縫位置外)將鋪裝層內(nèi)的橫向鋼筋植入護(hù)欄。植筋施工流程為彈線定位→鉆孔→清孔→配膠→注膠→植筋→檢查驗(yàn)收、拉拔試驗(yàn)。

3.5 板梁底部裂縫加固處理

根據(jù)板梁底部裂縫的寬度大小進(jìn)行分類加固處理[3]。裂縫維修加固施工具體流程如下：①清理基底，清除裂縫表面及周圍污物及松散的砂粒等。②清理裂縫，用壓縮空氣吹除縫內(nèi)雜物及灰塵。③沿裂縫粘貼注漿嘴，間距在30 cm左右(對原結(jié)構(gòu)不進(jìn)行剔鑿等破壞性處理)。④用封縫材料封閉裂縫。⑤通過注漿嘴注入環(huán)氧樹脂灌縫膠。⑥待漿液固化后拆除注漿嘴。⑦清理混凝土表面漿液并封閉注漿孔。⑧對混凝土表面進(jìn)行修整。

3.6 聲屏障安裝

3.6.1 施工流程

聲屏障加工制作→運(yùn)輸→基礎(chǔ)放線定位→護(hù)欄鉆孔→鋼立柱吊裝→安裝錨栓→調(diào)平、錨栓固定→耐力板安裝、固定→吸音板安裝、固定→立柱蓋板安裝→檢查驗(yàn)收。

3.6.2 安裝控制要點(diǎn)

在施工前，施工單位必須對現(xiàn)狀橋梁防撞護(hù)欄進(jìn)行軸線及高程的復(fù)測，并根據(jù)測量結(jié)果確定各立柱處板座的不同位置要求，確保H型鋼立柱基礎(chǔ)位置準(zhǔn)確無誤。對聲屏障柱基礎(chǔ)的位置和標(biāo)高校核測量，并做必要的修正，安裝完成后不能產(chǎn)生里進(jìn)外出、高低不平現(xiàn)象。

使用卡簧構(gòu)件必須保證聲屏障構(gòu)件的安裝牢固，不得由于松動導(dǎo)致二次噪聲。

聲屏障不得超過橋梁地袱或混凝土基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)上口邊緣，頂部蓋槽、蓋帽采用拉鉚釘固定。

橋梁段 H型鋼立柱基礎(chǔ)錨固鉆孔時(shí)，不得對橋梁地袱造成其它破壞，施工前進(jìn)行鋼筋位置探測，避免損傷橋梁地袱內(nèi)主筋。

隔音屏施工時(shí)應(yīng)避讓燈桿、交通標(biāo)志牌等護(hù)欄原有構(gòu)件。當(dāng)聲屏障立柱與路燈位于同一樁號時(shí)，為避免影響路燈手孔操作，可將立柱適當(dāng)偏移，使立柱與燈桿間距不小于 0.5 m，偏移后立柱之間的間距應(yīng)不大于 2 m。

聲屏障安裝需進(jìn)行吊裝作業(yè)，施工期間應(yīng)采取必要的安全措施，必須保證安裝人員及橋下行車的安全。聲屏障現(xiàn)場安裝過程見圖10、圖11。

圖10 聲屏障鋼立柱安裝圖 圖11 聲屏障吸音板安裝圖

4 結(jié)束語

本工程利用橋梁改造加固增加橋梁承載力，保證了聲屏障安裝后整體安全穩(wěn)定，既節(jié)約了成本，又增加了橋梁整體穩(wěn)定性，聲屏障的安裝也有效的降低了行車噪音對周圍環(huán)境的影響，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益良好。