高速公路匝道桥桥梁横向爬移的原因及加固处治方案.doc

高速公路匝道桥桥梁横向爬移的原因及加固处治方案 韩 民 (河南省交通运输厅京珠高速公路新乡至郑州管理处 河南郑州 450000)摘要：根据高速公路匝道桥的受力特点，判断桥梁梁体病害的产生的原因，提出具体的加固方案和施工注意事项。 关键词：高速公路匝道桥；病害情况；病害原因分析；加固方案；施工注意事项 一、概述 郑州军扬立交B、C匝道桥位于连霍高速和郑州西南环城高速公路的交汇处，是连接连霍高速和西南绕城高速的重要通道。 军扬立交B匝道桥起始桩号为BK0+134.550，跨径组合3（520）+（26+35+26）+4（620），全桥总长867m，下部结构中墩为独柱式，墩径1.4m，连接墩及桥台为双柱式，墩径1.2m。军扬立交B匝道桥第一、二、三、五、六、七和第八联为跨径20米的普通混凝土连续梁，梁高1.2m，由单箱单室截面组成。腹板厚度0.4m，底板厚0.25m、宽6.2m，箱梁顶板厚0.25m、宽10m，翼缘板悬臂长度为1.9m，每跨端部设置横隔板。第四联为26+35+26的预应力混凝土连续桥，梁高1.6m，由单箱单室截面组成。腹板厚度0.45m，底板厚0.25m、宽6.2m，箱梁顶板厚0.2m、宽10m，翼缘板悬臂长度为1.9m。预应力段配置15.24钢绞线。 军扬立交C匝道桥位于河南省郑州市西南绕城高速公路军扬互通式立交匝道CK0+964.883处，跨径组合为(720)+（26+35+26)+(620)+（520），桥梁全长为447米，下部结构中墩为独柱式，墩径1.4m，连接墩及桥台为双柱式，墩径1.2m。军扬立交C匝道桥第一、三、四联为跨径20米的普通混凝土连续箱梁，梁高1.2m，由单箱单室截面组成；腹板厚度为0.4m，底板厚0.25m、宽4.7m，箱梁顶板厚0.2m、宽8.5m，翼缘板悬臂长度为1.9m，每跨端部设置横隔板。第二联为26+35+26的预应力混凝土连续桥，梁高1.6m，由单箱单室截面组成。腹板厚度为0.45m，底板厚0.25m、宽4.7m，箱梁顶板厚0.25m、宽8.5m，翼缘板悬臂长度为1.9m。 二、匝道桥病害情况（1）B、C匝道桥主梁曾发生较大横向爬移，已经造成连接墩外挡块被推倾斜开裂，独柱墩下部桥梁平曲线内侧出现横向裂缝等病害；（2）现主梁位置虽有所恢复，但仍存在最大1.4cm的爬移量；（3）主梁底板存在较严重的横向裂缝，腹板存在竖向裂缝，部分裂缝已经向上发展至翼缘板处，裂缝宽度也超过规范限制值 三、病害原因分析 (1)支撑位置偏差主要是由于施工过程中支座安装误差造成的；(2)墩柱裂缝主要是由于梁体横向爬移引起的，另外由于支座的安装误差进一步加剧了梁体的横向爬移，造成了绝大部分的墩柱都存在底部内侧环向横缝的病害；(3)梁体裂缝的原因主要是由于超载、施工等原因造成的，梁底横向裂缝产生的主要原因由于正截面抗弯强度不足，腹板斜裂缝产生的主要原因是由于斜截面抗剪强度不足引起。另外，由于支座的安装误差改变了原有梁体的受力体系，进一步加剧了梁体裂缝的病害；(4)连接墩挡块开裂主要是由于梁体横向爬移引起的。 四、加固原则在现桥墩承载能力范围内，通过在部分单柱桥墩上部添加盖梁，并在盖梁外侧增加盆式橡胶支座，改变结构的受力状态，使得加固后的结构受力尽量接近原设计状态；通过在梁底面、侧面粘贴钢板，在墩外侧包裹碳纤维来增强结构强度；在选择加固的桥墩、新加支座偏移量时通过试算，在保证结构受力符合要求的前提下尽量减少施工工程量。 五、结构加固方案 5.1 增加盖梁： 在不改变原有体系的前提下选择B匝道和C匝道部分独柱墩墩顶增设盖梁，在盖梁外侧增加支座把原有的单支撑变成双支撑形式，减小扭转作用，减轻梁的横向爬移。施工要点 (1)钢板的焊接采用手工电弧焊，尽量采用坡口双面焊，要对焊缝的质量按连接的受力性能和所处部位进行分级检验。 (2)支座安装缓慢顶升梁，在顶升过程中要时刻注意梁上缘，如果有裂缝出现或裂缝加宽现象要立刻停止顶升，并及时通知业主、监理和设计单位，要严格按设计要求高度顶升；支座安装时保证新支座、楔形块和垫石的高度和与原梁底到墩顶的距离相等，或略小于梁底到墩顶的距离（误差小于2mm），即保证新旧支座同时受力，严禁新支座比旧支座提前受力的情况发生。 5.2 墩柱处理 对B匝道桥与C匝道桥所有墩柱采用包裹碳纤维布法加固，对全部墩柱进行整体包裹。 5.3 防震挡块加固： 先去除原有开裂的挡块，在原盖梁上植筋浇注新的挡块。 (1)凿除原破损挡块； (2)对原钢筋进行除锈； (3)架设模板、焊接、绑扎新钢筋； (4)浇筑混凝土； (5)拆除模板； (6)填充橡胶垫块。 5.4 普通混凝土梁加固： 首先要修补裂缝，然后采用粘贴钢板或者粘贴碳纤维的方法提高梁体的承载能力； (1)修补裂缝、破损：对宽度小于0.2mm的裂缝经行封闭处理；采用灌浆法灌注治理宽度大于0.2mm以上的裂缝；用环氧砂浆修补破损部分； (2)粘贴钢板：粘贴腹板外侧和跨中底板外侧钢板，钢板型号为Q345钢； A、在混凝土和钢板上钻孔以备安装膨胀锚固螺栓； B、被粘混凝土和钢板粘合面表面处理； C、建筑结构胶配置并涂敷； D、粘结钢板； E、安装膨胀锚固螺栓并加压； F、常温固化； G、防锈处理； 3、主桥箱梁腹板、底板外侧进行涂装。 4、如果构件个别有破损，可按原桥图纸重新预制。 5.5 预应力梁加固 B匝道桥第四联与C匝道桥第二联为预应力混凝土连续梁桥，且均为跨线桥梁。在不影响桥下交通，同时不降低桥下净空的情况下，采用底板全部粘贴碳纤维布加固。腹板采用粘贴钢板加固。 5.6 主要加固材料 挡块采用C30混凝土，HRB335钢筋，橡胶块；盖梁混凝土采用50号混凝土，Q345q（D）钢板，TLS400系列粘贴钢板胶，GPZ(KZ)3.5SX抗震橡胶支座，植筋胶；钢板粘贴采用TLS400系列粘贴钢板胶，TLS系列修补裂缝胶；日本东丽UT70-30型碳纤维布包裹桥墩。 六、施工注意事项（1）施工前，应对设计图纸详细核查，如有疑问及时与设计单位联系。（2）植筋、粘贴钢板、封闭裂缝等应严格按照本说明施工工艺施工，未尽事宜参照混凝土结构加固设计规范。（3）桥梁加固过程中应建立完善的监控措施，确保桥梁施工过程的安全。（4）施工过程中，临时设施严禁伤害主梁梁体。（5）盖梁钢板之间拐角处焊接时，在空间允许的情况下尽量采用双面焊，采用单面坡口焊的地方要保证坡口的角度和深度都符合规范要求。（6）支座的顶升安装要待到混凝土强度达到设计强度90%后进行，要在桥墩两侧同时顶升，在支座顶升过程中要控制顶升的速度，并时刻注意主梁的情况，如果发现有失稳和梁体开裂、裂缝变宽的现象要立即停止顶升。 支座安装时保证新支座、楔形块和垫石的高度和与原梁底到墩顶的距离相等，或略小于梁底到墩顶的距离，即保证新旧支座同时受力，严禁新支座比旧支座提前受力的情况发生。 7、碳纤维使用注意事项（1）碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。（2）施工过程中应避免碳纤维片材弯折。（3）碳纤维片材配套树脂的材料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。 8、YJS-502使用注意事项： （1）温度较低时，可将甲组份，乙组份分别在6080的温水锅（桶）中温化，减小粘度；（2）施工环境温度宜在60以下，常温下初凝时间1.5小时，常温下一天完全固化，在负温或潮湿环境中固化时间稍长； 9、结束语 随着高速公