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1、第3 7 卷增刊建筑结构2 0 0 7 年7 月 地铁隧道施工中的既有桥梁改建加固 岳峰m 2 贺健3 提要】暖上海市宜山路蒲汇塘桥改建工程为例作该类工程的设计、施工和检测介绍。为解奂地铁隧道盾构 施工路线与既有桥梁桩基的冲突问题，该工程拆除障碍桩基，保留部分老桥，并在其两侧分别加建新桥至新规 划道路宽度，形成一座新老拼桥。其新桥设计和施工部分属普通常规技术，但是，该改建工程要在复杂的周边 建筑物、管线施工环境下处理好老桥上部结构的移除和下部桩基的拔除、老桥的补强和加固、老桥和新桥在上 部和下部的连接、桥梁新老桩基与推进穿越的地铁盾构的相互影响作用和相对位置关系、新老桥道路设计中 心线的5 0
2、 7 8 0 的斜交角所引起的问题等，具有一定的技术特点、施工难度和工程代表性。对类似工程有一定 的借鉴作用。 关键词】桥梁改建加固设计隧道盾构施工 R e c o n s t r u c t i o no fE x i s t i n gB r i d g ei nC o u r s eo fT u n n e lC o n s t r u c t i o n Y u eF e n 9 1 ”，H eJ i a n ( 1S c h o o lo fL a n d s c a p eA r c h i t e c t u r ea n dC i v i lE n g i n e e n n
3、g ，Z h e j i a n gF o r e s t r yU n i v e r s i t y 。L i n “ a n3 1 1 3 0 0 ，C h i n a ；2S c h o o lo fN a v a l A r c h i t e c t u r e ，O c e a na n dC i v i lE n g i n e e r i n g ，S h a n g h a iJ i a o t o n gU m v e m i t y ，S h a n g h a i2 0 0 0 3 0 ，C h i n a ；3S h a h g h a i M u n i e i
4、p aE n g i n e e r i n gD e s i g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t e ，S h a n g h a i2 0 0 0 9 2 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h er e c o n s t r u c t i o ne n g i n e e r i n go fS h a n g I I a iP u h u i t a n gB r i d g ei si n t r o d u c e d S o m eo ft h ep i l e so ft h i sb r i d g e
5、 b e c o m eb a r r i e r gi nt h ec o u r s eo fs h i e dc o n s t r u c t i o n0 fN o 9u n d e r g r o u n dr a i l w a yi nS h a n g h a i T h ei n v o l v e dp i l e sa n d t h ec o r r e s p o n d i n gt o pp a r t “t h ee x i s t i n gb r i d g ea r er e m o v e d ，a n d ，an e wc o m b i n e d
6、b r i d g ei sf o r m e db yc o n 8 t r u c f i n g t w on e wb r i d g e 8b e s i d e st h er e m a i n i n gb r i d g eu pt ot h er e dl i n e “t h er o a dl a y o u t U n d e rc o m p l i c a t e dc o n s t r u c t i o n c o n d i t i o n s i th a sm a n yr e p r e s e n t a t i v et e c h n i c
7、a lf e a t u r e sf o rh a v i n gs e t t l e dal o to fp r o b l e m ss u c h r e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ee x i s t i n gb r i d g ea n dt h en e wo n e s ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep i l e so fb r i d g ea n ds h i a l dc o n s t r u c t i o no ft h e t u n n e l
8、。t h et e c h n i q u e0 fr e m o v i n g “t h et o pp a r to ft h ee x i s t i n gb r i d g ea n de x i s t i n gp i l e s ，a n dt h ep r o b l e m so fh a v i n g b e v e lo f5 0 7 8 。b e t w e e n t h ee x i s t i n gd e s i g n i n gc e n t e ro fr o a da n d t h en e wo n e $ ，e t c I tC a l lb
9、 eh e l p f u l f o r t h es i m i l a r b r i d g er e c o n s t r u c t i o ne n g i n e e f i n g K e y w o r d s ：b r i d g e ；r e c o n s t r u c t i o n ；r e i n f o r c e m e n t ；d e s i g n ；t u n n e l ；s h i e d ；c o n s t r u c t i o n 1 工程概述 上海市宜山路潘家桥和蒲汇塘桥改建工程，分别 位于上海市徐汇区宜山路西上澳塘港河和蒲汇塘河
10、上。拟建上海轨道交通9 号线一期工程由松江新城至 凯旋路，途中穿越宜山路西上澳塘港河和蒲汇塘桥。 因受纵向坡度限制，隧道不能从现有桥梁桩基下通过， 根据隧道施工的要求，须将影响盾构穿越范围内的基 桩拔除，并按新规划道路红线尽快恢复桥梁原有使用 功能。以蒲汇塘桥改建工程为例进行该类工程的设计 和施工介绍。 改建前蒲汇塘桥为三跨钢筋混凝土板梁桥，桥宽 1 9 6 m ，桥长4 3 m ，跨径组合为1 3 m + 1 6 m + 1 3 m 。桥梁 上部结构采用钢筋混凝土盖粱和简支预应力混凝土空 心板。桥下基础采用4 8 0 0 钢筋混凝土钻孔灌注桩。 其中桥墩两座，每座桥墩柱设7 根桩，桩长3 0
11、 m ；桥台 6 2 0 两座，每座桥台设6 根桩，桩长2 6 m 。 改建后的蒲汇塘桥为3 跨简支梁桥拼桥，桥面拓 宽为3 8 ，6 m ( 新规划道路红线4 2 m = 桥面宽3 8 6 m + 管线过桥宽度两侧各1 7 m ) ，跨径组合为1 3 m + 2 0 m + 1 3 m 桥下基础采用由12 0 0 r a m 钢筋混凝土钻孔灌注 桩。为保证桥梁施工期间宜山路交通顺畅，结合隧道 穿越及周边环境，保留现有老桥1 3 m 左右的宽度，在两 侧分别建造新桥至规划宽度要求。桥台处和新老桥孳5 l 向接缝处设置R G 一8 0 型钢伸缩缝。桥墩处设置桥面 连续缝构造。图1 为蒲汇塘桥改建
12、工程平面图。 1 ) 浙江林学院园林学院牺安，3 1 1 3 0 0 ；2 ) 上海交通大学船舶海洋与 建筑工程学院2 0 0 0 3 0 ；3 ) 上海市政工程设计研究院，2 0 0 0 9 2 。 浙江林学院科学研究发展基金资助项目，浙江省高校青年教师费 助计捌项目。 ， 图1蒲 塘拼改建平面图 中部保留的部分老桥仍然维持原城一B 级汽车荷 载等级，两侧新建桥梁设计按照汽车一超2 0 级、验算 荷载为挂车一1 2 0 和特种平板挂车一3 0 0 ( 在道路上只 布置双向各一个重载车道) 、人群荷载3 5 k N m 2 设 计。桥梁改建按照原有梁底标高+ 5 5 0 0 m 恢复，以满 足
13、通航要求。 2 设计和施工的关键技术 该改建工程的新桥设计和施工部分属普通常规技 术。但是，由于该改建工程要在复杂的周边建筑物、管 线施工环境下处理好老桥上部结构的移除和下部桩基 的拔除、老桥的补强和加固、老桥和新桥在上部和下部 的连接、桥梁新老桩基与推进穿越的地铁盾构的相互 影响作用和相对位置关系、新老桥道路设计中心线的 5 0 7 8 0 的斜交角所引起的问题等，蒲汇塘桥改建工程 具有一定的技术特点和施工难度。 2 1 障碍旧桩的拔除 根据施工要求，必须将影响盾构穿越的老桥桩基拔 除。老桥桩基系钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长有3 0 m 和 2 6 m 两种，直径均为8 0 0 r a m ，
14、主筋1 2 巾1 8 。拔桩采用1 5 0 t 履带吊配备1 5 0 k W 振动锤打设12 0 0 钢套管一高压旋 喷减摩一液压千斤顶配合吊机拔桩一套管内灌浆一拔 除钢套管的方案进行施工。当遇到桩基凸桩时在桩基 四周钻孔减摩。施工尽量减小拔桩对土体的扰动。旧 桩拔除后，要用枯土配以一定比例的膨润土、石灰、粉煤 灰作为拔桩后的回填料进行回填，并在此基础上对该桩 位浇筑混凝土浆，以达到密实、隔水的效果。此措施主 要基于以下考虑：一是部分拟建新桩的桩位与旧桩的拔 除孔位置很近，需要利用地基土的摩阻力；二是旧桩拔 除后如果回填不密实，特别是河中的几个桩位易在盾构 推进中形成渗水路径，造成水土流失从而
15、增加新桥的 沉降变形。图2 ，3 为现场拔桩照片。 2 2 老桥盖梁的加固 切除老桥的盖梁和承台时。部分盖梁成为悬臂梁， 圈2 拔除老桥障碍桩现场1 躅3 拔除老桥障碍桩现场2 改变了原来的结构形式。须在盖梁和承台问补做新 墩。补做新墩应在老桥盖梁截断前施工新补墩可以 按照原立柱配筋现浇，采用C 5 0 微膨胀混凝土，立柱纵 筋须有效植入老桥盖梁和承台，植入深度 3 0 c m ，达到 设计强度后方能拆除临时支架和模板。同时，还需要 按照规划道路设计中心线和新老桥统一的横坡坡度， 来调整老桥盖梁的梁顶标高，使得建成后的新老拼桥 在纵向和横向上形成一个整体。 2 3 新、老桥桩基与盾构的相互影响
16、的处理 为保证新老拼桥道路纵向坡度的协调，新老桥的 各跨跨径基本接近，这就造成新老桩相距较近；同时受 隧道路线的限制，隧道距离新老桩也很近。按照有关 规范规定，各新桩外缘与相邻隧道结构的盾构外缘最 小净距控制为2 0 m 左右，难以处理的地方可以放宽到 1 5 m 。新桩与保留旧桩的桩中心最小直线距离控制 为2 ，5 D ( D 为钻孔灌注桩的成孔直径) 。 新桩施工对既有老桩也有一定影响，若发生太面 、6 2 1 积塌孔考虑采用旋喷注浆加固技术对老桩地基进行 加固。新桩浇注后约3 个月开始顶推穿越盾构，盾构 的施工对新桩和老桩的摩阻力会产生一定的影响，设 计新桩和验算老桩承载力时应对摩阻力加以折减。另 外，在隧道的河道穿越段外周要进行壁后二次压浆，用 以减小隧道后期沉降，从而也减小桥梁桩基沉降。 2 4 桩基的测试和成桥试验 新桥的每个盖梁仅有2 根新桩，因此新桩的施工 质量是保障桥梁的安全的重要因素。另外，加固后老 桥部分的加固效果和运营状况也是人们所关注的问 圈6 新桥桩基的大应变测试
