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浅谈加宽桥预制T梁拼接施工技术
王晶龙
（中铁建大桥工程局集团钢结构工程有限公司，天津市 邮编：300300）
摘 要：通过对北京西六环加宽桥预制T梁拼接施工的总结分析，介绍了新旧桥T梁拼接施工工艺和注意要点，并对施工过程中碰到问题的解决方案做了简要说明。
关键词：加宽桥预制T梁吊装 后浇段
中图分类号： 文献标记码：A 文章编号：
Construction technology of splicing the precast
T-beam of widening bridge
Wang Jinglong
(CHINA RAILWAY CONSTRUCTION BRIDGE ENGINEERING BUREAU GROUP STEEL STRUCTURE ENGINEERING CO.,LTD., Tianjin, City Zip Code:300300, China)
Abstract：To introduce the construction techniques and key point of splicing T-beam between the existing and new bridge by summarizing and analyzing the splicing construction of precast T-beam of widening bridge in the Beijing West 6th Ring Road, and make a brief description about the solutions of problems encountered in the process of construction.
Key words：Hoisting of precast T-beam of the widen Bridge Post-cast section
老桥改扩建工程是桥梁施工中的一个比较常见的工艺，但是数年来老桥改扩建过程中的新旧桥拼接一直是特别需要注意和完善的问题，新旧桥的拼接重要考虑新桥沉降而引起连接部位变形，甚至导致连接部位的砼结构破坏，导致桥梁质量问题，引起质量隐患。本文通过度析已竣工的京石二通道（大苑村-市界段）高速公路工程一标段北京西六环加宽桥施工中碰到的问题和对施工过程的总结，对旧桥防撞墙破除、T梁安装、后浇段施工和后期出现的相关技术问题做简要的分析说明。
1 工程简介
京石二通道（大苑村-市界段）高速公路工程一标段工程中西六环加宽段设计是将现状西六环高速东西两侧进行加宽，从而使京石二通道工程中B、C匝道和现状西六环高速上的交通互通起来。六环加宽段工程重要涉及现状西六环高速路基加宽和现状西六环高速上的2座桥梁加宽，桥梁加宽分别为刺猬河加宽桥和崇辛庄排水沟加宽桥。刺猬河加宽桥、崇辛庄排水沟加宽桥均是采用与现状西六环高速上老桥设计一致的3*25m预制T梁与老桥进行连接。
1.1 刺猬河东支加宽桥概况
刺猬河加宽桥双侧（东西两侧）均进行加宽，东侧加宽3跨，每跨长25m，每跨6片预制T梁，共计18片；西侧加宽3跨，每跨长25m，每跨4片预制T梁，共计12片，全桥加宽合计30片预制T梁，桥梁线路交角为100.2°，T梁吊装高度约为8m。
1.2 崇辛庄排水沟加宽桥概况
崇辛庄排水沟加宽桥单侧（东侧）进行加宽，东侧加宽3跨，每跨长25m，每跨3片预制T梁，共计9片，桥梁线路交角为126°，T梁吊装高度约为8m。

图1 六环刺猬河东支加宽桥横断面图
图2 崇辛庄排水沟加宽桥横断面图

2 破除旧桥防撞墙
图3 旧桥防撞墩及挂板拆除占路施工示意图
交通导行后，昼夜连续进行六环两侧加宽路基的旧路面破除及新结构层施工，加宽桥梁的旧桥防撞护栏及挂板等的破除施工。加宽段施工前需要拆除现状六环上的波形护栏、路缘石及交通警示标志等六环原有设施。
防撞墙的破除有两种方案：一是应用静切法将防撞墙整体分段切除，每段2米，然后用吊车吊至桥下弃方；二是使用破振锤直接将防撞强逐渐破碎，然后将钢筋切除。
通过比较，分析两个方案的优缺陷。
方案一静切法的优点是对桥梁的振动伤害较小，但是缺少专业队伍，大面积切除砼构件需要特种设备，假如没有纯熟的施工队伍，也许存在较大的安全隐患；
方案二采用破振锤直接破除的方法对老桥的振动伤害较大，但是在施工过程中假如采用小型破振锤或空气压缩机破除防撞墙会很大限度上避免对老桥的伤害，且破振锤破除防撞墙的专业技术规定不大，从经济角度也能减少施工成本。
所以综合来考虑，选择方案二作为防撞墙破除的最重方案。
3 预制T梁吊装
3.1 总体施工方案
T梁吊装选用一台250t（德玛格AC250）汽车吊配合一台130t（徐工）汽车吊联合吊装，250t汽车吊占位于相应加宽桥桥下，130t汽车吊占位于桥上占用六环高速一条行车道及硬路肩位置。T梁吊装施工期间，相应六环加宽桥一侧的六环高速单车道通行，使用防撞水马及导流锥等导行设施对六环车辆进行交通导行。吊装采用专用吊具兜托梁底起吊法，不设吊环，吊具兜底位置的拟定以保证T梁吊装时的用力均衡及吊具方便穿入和拉出为原则。在存梁厂运送T梁时要按照吊装顺序及梁体方向选择T梁，T梁运沿运送道路运至桥孔后，两台吊车协同作业，平行提起，提过盖梁，缓慢移至梁体位置后，把梁平稳放于盖梁的橡胶支座上，按线位把梁放正，首片梁采用方木对梁体进行支顶加固，待第二片梁就位后将横梁上部主筋焊接在一起以保证梁体稳定。假如安装的梁体无法一次被吊装到位，则可先在盖梁上放临时支点，吊车重新站位，重新起吊梁体准确安装。待全跨T梁安装完毕后，再整体焊接，绑扎连接缝钢筋，立模浇筑砼，使T梁成整体化。
3.2 施工工艺
T梁安装前准备工作
T梁运送
T梁吊装
T梁安装前准备工作
T梁现浇段及湿接缝施工

图4 施工工艺流程图
3.2.1 T梁安装前准备工作
1、将盖梁顶面的杂物清理干净，复测垫石高程，将支座按设计规定安装。
2、在盖梁顶面进行测量放线，用墨斗线画出待架T梁在盖梁上的投影线，以便架设时梁体可以快速准拟定位，节约架梁时间。
3、对预制完毕的T梁进行梁长、梁端角度、梁高、预埋件等方面的复测，保证T梁可以准确无误的架设到设计位置。
4、将待架梁体上的杂物清理干净，保证架设T梁时无高空坠物坠落下。
5、检查吊车、吊具、人员到位情况，确认正常无误后，方能进行梁体架设。
图5 吊装方案图
6、施工便道和吊装场地采用砂砾进行分层填筑后压实，1m厚（梁车位置参见吊装方案图），保证吊装场地平整密实。
3.2.2 T梁运送
1、T梁装车方法
本工程中T梁所有由丰盛构件厂生产。交验地点为丰盛构件厂，运距13公里。T梁由龙门吊吊起后，放在炮车上，梁底铺放草袋子，以防梁底损坏。装梁就位后，前后用4根钢丝绳和8个3吨倒链分别从梁的两侧捆牢并将倒链拽紧卡在炮车挂耳上。钢丝绳与T梁接触处要包角，以保护T梁。每片梁由项目部质控技术人员检查验收、画基准线编号合格方能出厂。现场准备场地规定要平整夯实，道路路口由施工人员负责看管。
2、T梁运送
（1）T梁运送采用的11台16轮炮车，1台备用。
（2）运送车辆必须遵守交通管理部门的有关规定。并保持良好的工作状态，安全防护装置必须齐全可靠，制动保险装置灵活有效。
（3）拟定运送机械设备、专用工具的合理配置，各种专用工具严禁超过规定使用。
（4）运送中加固措施:
装梁就位后，前后用4根钢丝绳和8个3t倒链分别从梁的两侧捆牢并将倒链拽紧卡在炮车挂耳上。
（5）车辆出厂顺序严格按照T梁吊装的先后顺序进行。
3.2.3 T梁吊装
1、吊装顺序
T梁整体吊装顺序为：刺猬河加宽桥东侧→崇辛庄排水沟加宽桥→刺猬河加宽桥西侧；加宽桥每侧吊装顺序为：先吊装北侧跨，另一方面吊装中间跨，最后吊装南侧跨；每跨吊装顺序为：从内到外的顺序进行吊装。图示如下：

图6 六环加宽桥T梁吊装顺序图
2、吊装吊车站位
图7 T梁安装吊车站
T梁安装前，沿施工区域用水马及导流锥将西六环高速单幅双车道改变为单车道，从而将施工区域封闭起来，运梁车将T梁沿高速运送至加宽桥既有桥面上停放，然后采用2台汽车吊进行联吊，1台130t站位在加宽桥既有桥面上，1台250t汽车吊停放在下面。吊车站位示意图详见T梁安装吊车站位图。
当两吊车挂好钩后，梁车解开固定倒链，两吊机同时起吊，起吊T梁垂直起50cm后平移至待架梁位置上方，然后两吊车同时缓慢落钩至离支座顶2cm-3cm位置，人工精拟定位，最后吊车落梁。T梁就位后及时用木楔将T梁楔紧在盖梁挡块位置临时固定，同时每隔5m焊接将相邻两片T梁焊接固定在一起，形成一个整体，防止倾覆。T梁安装时，T梁与支座接触不密实采用厚度为3mm、5mm、10mm不等的钢板进行楔紧，保证支座受力均匀。
3、汽车吊起重能力验算
以2台吊车起重能力最不利的情况为例进行分析，250t吊车在起重幅度为16m，吊车主臂长33.7m时，起重能力为53t；130t吊车在起重幅度为12m，吊车主臂长17.14m时，起重能力为39.8t。
（1）250吨汽车吊性能参数

表1 250吨汽车吊性能参数

（2）130吨汽车吊性能参数
表2 250吨汽车吊性能参数

表3 吊车重要参数表
序号
级别
杆长
有效半径
额定起重量
备注
吊车
250t汽车吊
33.7m
16m
53t
双机抬吊时半径16米，额定载荷53吨，不超过额定起重量70%
吊车
130t汽车吊
17.14m
12m
39.8t
双机抬吊时半径12米，额定载荷39.8吨，不超过额定起重量70%

2、起重机起重高度计算
以250t汽车吊为例验算：
H≥h1＋h2＋h3＋h4
H：起重机的起重高度（m）；
h1：安装支座表面高度（m）；
h2：安装间隙（m）取（0.2~0.5m）；
h3：绑扎点至构件吊起后底面距离（m）；
h4：吊索高度（m）。
25米T梁吊装所需高度：H≥h1＋h2＋h3＋h4=8＋0.5＋(1.4＋1.2sin60)＋3.5＝13.04m
起重臂的安全仰角α一般为（70゜～77゜）
吊钩钩口至起重臂顶端定滑轮中心最小距离h取3.5m
250t汽车吊吊装T梁的起吊高度H1min＝√[33.72－(16－1.5)2 ]＋2.65＝33.07m≥13.04m
130t汽车吊大臂仰角可随意，周边无障碍，所以在此不做验算。
4、钢丝绳安全校核
钢丝绳选用6×37＋1（Ф60.5mm），截面积为1366.28mm2，破断拉力总和F＝2462KN，查《路桥施工计算手册》P804附表3-35得：
Α＝0.82（钢丝绳之间荷载不均匀系数）
K＝6（钢丝绳使用安全系数）
故钢丝绳允许拉力[F]＝α×F/K＝0.82×2462023÷6＝336473N
本工程使用双股钢丝绳，故最大可以吊装重量为：
2×336473×sin60°＝582789N＝58.28t≥(48×1.2)t/2=28.8t。
图8 T梁钢丝绳吊装吊具立面图
上式中48t为T梁单片最重重量。
故选用的钢丝绳满足强度规定。
5、地基承载力校核
250吨汽车吊单腿最大反力计算：
预制T梁最大重量为50吨，取250吨汽车吊自重为72吨,配重96.6吨；

图9 250t汽车吊立面尺寸图

图10 250t汽车吊立面尺寸图
通过验算本方案选用的吊装设备及吊索具均能满足规定，具体验算过程如下：
根据汽车吊单腿最大反力计算公式：
P＝1.2（G＋Q）=1.2×（72＋96.6＋50×1.1）＝223.6t＝2191.28KN
式中：P—汽车吊支腿最大反力；
G—吊车自重；
Q—吊重；
图11 250t汽车吊占位立面图
吊车接地面积为2×2×4＝16m2，所以地基所承受的应力为：
223.6t/16m2＝13.975t/m2≤20t/m2。现有地基满足吊装。
当两吊车挂好钩后，梁车解镖绳，两吊机同时起吊，桥梁超盖梁后，两台汽车吊同时行走就位，就位时，一定要对好中心线和端头线，无误后及时加固。T梁就位后用钢片、木楔子和导链加固好，钢片垫在垫石下面，木楔垫在端横梁下，保证T梁重心和垂心在同一直线上。钢片采用20cm×10cm，厚度为3mm、5mm、10mm不等，木楔采用40cm×10cm×10cm的棱锥体。吊梁时注意已吊梁位置，防治碰撞，就位后及时进行湿接头钢筋焊接。其余梁吊装方法相同。
3.2.4 T梁后浇段及湿接缝施工
图12 箱梁后浇段及湿接缝图示
新旧桥相接处现浇段采用C70砼，新桥与新桥相接处现浇段及湿接缝采用C50混凝土。新旧桥相接处的端横梁及中横梁宽153~172cm，悬臂面板湿接缝宽33~52cm；新桥与新桥相接的现浇段涉及悬臂面板、端横梁、中横梁和边梁悬臂现浇段三部分，悬臂面板、端横梁及中横梁后浇段宽43.5~56cm，边梁悬臂现浇段宽19~72cm。
1、植筋
新旧桥的连接需要在旧桥端横梁及横隔板位置植入钢筋，两个加宽桥的旧桥边板长度均为25m，每片边梁共5道横梁，新旧桥共设5道横向连接，其中3道中横梁，两道边横梁，每道横梁共植入6根钢筋，除中横梁底排钢筋为避让钢束植入深度20cm外，其余植入深度25cm。此外，在旧桥边板悬臂下缘每40cm增长植筋1根。
植筋的施工流程：弹线定位→钻孔→洗孔→钢筋解决→注胶→植筋→固化养护→抗拔实验→绑钢筋浇筑混凝土。
后植入的钢筋通过锚固胶连接，锚固胶的性能应通过专门的实验拟定。对获准使用的锚固胶，除说明书规定可以掺入定量的掺和剂外，现场施工中不宜随意添加掺料。如使用环氧基锚固胶，锚固胶的性能指标应符合《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2023的规定，如是用其它品种的锚固胶，其性能应厂家通过专门的实验拟定和认证。植筋用锚固胶的粘结强度设计值fbd应符合《混凝土结构加固设计规范》GB50367－2023的规定。
植筋现场质量检测，植筋质量检查分为施工前和施工后检查。施工前要进行现场抗拔破坏实验，检查标准是钢筋达成屈服时不被拔出，此时混凝土完好即为合格；施工后要进行的是非破坏实验，同规格的钢筋每100根随机抽样1组，每组3根，进行试拉。如达成安全拉力钢筋不被拉出，混凝土完好说明植筋施工质量合格。
2、砼施工
后浇段接缝施工，一方面将两梁板钢筋连接，采用焊接方式。然后安装模板，模板与梁体尽量吻合，缝隙用海绵条粘贴，防止漏浆。待模板安装完毕，浇筑混凝土，在浇筑混凝土过程中应保证各部位混凝土振捣密实。当混凝土达成一定强度时，拆除模板，对后浇混凝土部分进行养护。
本工程着重分析的是新旧桥连接处的砼施工，该部位采用C70砼，新旧桥连接作为加宽桥改扩建工程的重难点，有着诸多的质量危害因素。其一：旧桥交通不断交，通车时，旧桥会产生颤动变形，当新旧桥后浇段砼施工时，旧桥受行车的振动会伤害后浇砼的强度和内部结构；其二：新旧桥的砼构件收缩变形限度不同，旧桥时间长期，未来变形不大，而新桥砼构件时间较短，村子的未来变形较大，当后浇段砼收缩变形时，便会使连接处的砼出现裂缝活士断裂的严重病害。针对上述两个难题，本工程选用微彭C70砼浇筑，缩短砼终凝时间，减小行车扰动对后浇砼的伤害；通过后浇砼的微彭现象抵消因砼未来收缩变形带来的构件裂缝问题。
施工中特别注意的是防止高空物体坠落。混凝土浇筑时，罐车、泵车不好到达的部位，采用小车人工推运，卸料平稳慢放，杜绝飞溅现象发生。
4 结论
通过对北京西六环加宽桥预制T梁拼接工程的施工，一些先进工艺和优化方案的应用，使加宽桥改扩建工程很好的完毕了桥梁设计的多项指标，新技术的运用也取得了很好的效果。但是，加宽桥的通车运营效果和长期运营效果都还不能考证，这一点需要在未来进行长期观测，对桥梁的沉降，后浇段砼连接强度以及连接筋，特别是新旧桥连接部位，要进行观测和记录，以作为未来桥梁加宽改扩建工程的经验数据，为我国桥梁工程事业积累宝贵经验。
参考文献:
[1] 徐强.高速公路改扩建工程桥涵结构物拼接技术.出版地：北京市朝阳区安定门外外馆斜街3号，人民交通出版社，2023年.