2022年高速公路互通匝道桥典型病害分析及加固设计方案探讨 .pdf

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525m+1 20m+2 30m+2 25m+5 25m+5 25m+5 25m+1 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。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。2 匝道桥病害检测情况2.1 检测内容和检测方法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，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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页8根 墩 柱 距 墩 顶4 5m范 围 内 出 现 横 向 裂 缝 和 竖 向 裂 缝 。（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） 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6 号墩，但倾斜度为2.9 。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页4.3 下部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 120cm并设有 25cm 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 140cm并设有10cm 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360cm 180cm并设有25cm 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560cm 180cm并设有25cm 15cm倒角。在墩身四周各面，以40cm 40cm左右的间距植入普通剪力筋后，绑扎加固墩身钢筋，逐段浇筑墩身砼。在墩身顶面以下竖向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 、厚 200cm的矩形承台，加固厚的承台尺寸为：横桥向长1120cm，纵桥向宽380cm、厚250cm。新旧承台底面同标高，竖向中心线重合，为对称布置。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30cm 30cm左 右 的 间 距 植 入 普 通 剪 力 筋 。（3）桩基的加固。原桥承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。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1 2cm ，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。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凝胶时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页间 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。c. 桩内主筋需要焊接时，每个断面接头数不应超过主筋的50% ，焊接采用双面焊接，焊缝长度不小于5d。5 结束语在高速公路桥梁中，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。版权为潘宏亮个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership. 用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee. 转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目的的合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任。Reproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页