高速公路互通匝道桥典型病害分析及加固设计方案探讨

1、高速公路互通匝道桥典型病害分析及加固设计方 案探讨 来源：福建交通科技 ,2008 年第 2 期 发布时间： 2008-11-05 作者：王林燊 摘要： 本文通过对高速公路互通匝道桥进行典型病害检测，分析病害成因，并提出详细的 加固设计方案，为该类桥型的病害分析及加固设计提供一定的借鉴。 1 概 述 马 尾互 通 C 匝道 桥位 于 马尾 互通 区内 ，全 长 652.50m ， 桥跨 组 合 5 X25m+1 x 20m+2 x 30m+2 x 25m+5 x 25m+5 x 25m+5 x 25m+1 x 21m ;上部结 构为等截面预应力砼连续刚构箱梁；平曲线最小半径为127.75m 。

2、下部结构为墙式桥 墩、钻孔灌注桩基础、整体式桥台、扩大基础;球型支座;桥面设 80 型伸缩缝。 在例行养护检查中发现，多跨箱梁腹板出现竖向裂缝，箱梁底板出现纵横向和斜向裂 缝。梁端腹板出现斜向裂缝。墩柱上部出现竖向和环状裂缝，部分墩柱横向出现偏位。为 此，检测单位对病害进行了专项检测，对病害成因进行分析，并提出相应的加固设计方 案。 道桥病 害检测 2.1 检测内 容和检测方 利用桥检车提供的平台，对匝道桥箱梁梁体底板、腹板和翼缘板等进行全面检查，并对 墩柱外观和偏位，以及支座工作状况进行详细的检测 （ 1 ） 墩柱和梁体外观检测：近距离主要以目测为主，发现问题进行详细观察。发现裂 缝的位置，

3、红笔标识并拍照，并用刻度尺、裂缝宽度仪和深度仪对裂缝长度、宽度、深度 进行观测及记录。 （ 2 ） 支座工作状况检查：目测破损、异常变形等情况，有无明显的变位痕迹、垫石破 损等情况。如发现支座有变形、位移等，分别用游标卡尺、垫尺等进行量测。 （3） 墩柱的变位观测：该桥属于曲线桥，桥墩为墙式桥墩，同时桥墩高度均较大。为 保证测量的精度，墩柱的偏位采取在每个墩柱横向和纵向的正前方架设全站仪，分别测量 墩柱的 横 向 和 纵 向 偏 位。 2.2 检 测 结 果 通过以上检测， 得 到梁体、 墩柱和 支座 病害， 简要记 录如下： （ 1 ） 梁体和墩柱裂缝。梁端腹板斜向裂缝主要集中于第五跨、第十

4、跨、第十一跨;梁 体腹板竖向和底板纵向、横向和斜向裂缝主要集中于第三跨、第四跨、第十四跨、第十七 跨、第十九跨、二十五跨 8根墩柱距墩顶45m 范围内出现横向裂缝和竖向裂缝。 3 ） 墩柱横向偏位最大为 13 、 14 号墩，倾斜度为 6.1 %。；纵向偏位最大为 但倾斜 为2.9 % 6号 。 2 ） 14 个支座出现横向滑移，最大位移量为 4.0cm 。大部分螺栓螺母锈蚀。其中一 个 支 座 上 下 螺栓卡位 3 病 害 原 因 分 析 （1 ） 梁端腹板出现斜向裂缝，主要集中于第五跨、第十跨、第十一跨等安装伸缩缝的 梁端位置。由于匝道桥平曲线半径较小，箱梁在弯矩和扭矩复合作用下，伸缩缝附

5、近的梁 端 腹 板 可 能 出 现 局 部 受 剪 过 大 现 象 ， 从 而 出 现 斜 向 裂 缝 。 （2） 梁体腹板竖向和底板纵向、横向和斜向裂缝主要集中于第三跨、第四跨、第十四 跨、第十七跨、第十九跨、二十五跨。这些裂缝的出现，与匝道桥平曲线半径较小、箱梁 的弯矩和扭矩复合作用明显有关，并由于超载车辆的通行加剧裂缝的出现。 （3 ） 墩柱裂缝主要产生在距顶部 4 5m 处，这是由于该桥属于连续刚构结构，桥墩 在整体受力协调变形后，在距墩顶和墩底约 1/3 处受力最大，从而该部位易出现开裂现 象 4结构加固方案 针对该桥出现的典型病害情况，经过反复的验算，参照其它类似桥梁的加固经验，提

6、出 以下加固方案。 4.1上部结构加固 （1 ） C 匝道 5 号墩顶向 4 号墩侧箱梁两侧腹板、 10 号墩顶向 9 号墩侧箱梁两侧腹 板、10 号墩顶向 11 号墩侧箱梁两侧腹板，需要采用碳纤维布加固。 （2） 加固范围为靠梁端 3m 区段整腹板，纵向及竖向均采用 30cm 宽碳纤维布，间 距20cm。 4.2更换支座 （ 1 ） 需要进行支座更换的墩号为： C 匝道桥 15 号墩靠 14 号墩侧。将原支座更换为 单、双向滑动盆式橡胶支座，纵桥向平面曲线内侧更换为GPZ （ II ）2.5DX ，曲线外侧更 换为GPZ（II）2.5SX。 2） 在加固后墩顶设置临时顶梁支点 4.3 下部

7、结 构加固方案 经分析考虑，对 C 匝道 10 号、 15 号、 20 号墩下部结构进行加固。下部结构加固分三 个 方 面： (1 ) 墩 身的加固。 原桥墩身为花瓶式墩，墩身中下部尺寸为200cm x 120cm 并设有25cm x 15cm倒角 的等截面矩形段， 上半部分为 410cm 高的花瓶式变宽段， 墩顶平面尺寸为 400cm x 140cm 并设有 10cm x 6cm 倒角。墩身的加固为对称加固，新老墩身竖向中心 线重合。加固后的墩身中下部尺寸为360cmx 180cm 并设有 25cmx 15cm 倒角的等截 面矩形段，上半部分为 410cm 高的花瓶式变宽段，墩顶平面尺寸为5

8、60cmx 180cm 并 设有25cmx 15cm倒角。 在墩身四周各面，以 40cm x 40cm 筋，逐段浇筑墩身砼。在墩身顶面以下竖向 左右的间距植入普通剪力筋后，绑扎加固墩身钢 15cm 间距种植两排抗拔钢筋，横向间距为 30cm 植筋结束后应进行清整， 方可进行加固部分的钢筋及砼的施工。 2) 承台的加固 原桥墩承台为纵横桥向均为 320cm 横桥向长 1120cm ，纵桥向宽 380cm 重合，为 3) 桩基的加固 补设两 根直径 120cm 的 桩 基， 与加固 部 分承台对应。 ( 4 ) 下 部 结 构加 固 要 点。 墩 身 及 承 台 的 施工 注 意 事 项。 原桥承

9、台下桩基为单根直径 180cm 桩基，在原桥墩桩基中心线横桥向两侧各 450cm a. 植筋钻孔应尽量采用小的振动工艺，植入深度应大于 12d ，直径为 25mm 的钢筋钻 孔直径为 32mm ，直径为 20mm 的钢筋钻孔直径为 28mm ，钻孔时要避开原结构钢 筋，若钻眼位置与原结构钢筋相碰，可适当挪动钻眼位置 12cm，以保证不损伤原结构 钢筋 每个钻孔结束后应尽 快安排植筋工作 、厚 200cm 的矩形承台，加固厚的承台尺寸为： 、厚 250cm 。新旧承台底面同标高，竖向中心线 对称布置 将原承台横桥向侧面砼凿除 20cm 厚，露出横桥向承台底面钢筋，并将其与加固部分 钢筋双面等强焊

10、接。将原承台顶面及纵桥向侧面充分凿毛，使新旧砼能结合紧密，共同受 力， 并在纵桥向侧面以 30cmx 30cm 左右的 间距植入普通剪力筋。 b. 种植锚筋前，钻孔要用刷子及清洁压缩空气清孔，并满足植筋的干燥要求，抗拔种植 锚筋所用的胶剂，设计参考采用喜利得 HY-150 化学粘合剂固定钢筋，要求 200C 凝胶时 间10min以内，固化时间1h以内。钻孔植筋应由专业人员操作，并对所用胶剂进行粘结 抗拔实验，验证凝胶和固化时间，合格后，方可正常使用，植筋结束后，应进行清整。 c.墩身及承台原结构表面要充分凿毛，使新旧混凝土能结合紧密，共同受力。 桩 基 施 工 注 意 事 项 a. 桩基施工要

11、求钢护筒落入岩面，全过程采用回旋钻钻孔，反循环吸浆工艺，施工过程 中 避 免 对 桩 周 土 体 产 生 震 动 b. 桩底进入微风化岩面长度应全截面进入岩面不少于1.5倍桩径，桩底沉渣不得大于 3cm 50%，焊接采用双面焊接, 于5d c. 桩内主筋需要焊接时，每个断面接头数不应超过主筋的 焊缝长度不小 在高速公路桥梁中，匝道桥最容易出现病害，且病害的形式多而杂，匝道桥多为带坡度 的弯桥，病害的检测多要采用桥检车或搭脚手架进行，故病害不易发现，通过本文的典型 病害分析，可以为其它匝道病害的观测和加固提供借鉴。 版权申明 本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整 理。版权为潘宏亮

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