高速公路匝道桥桥梁横向爬移的原因及加固处治方案.doc

1、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

2、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+

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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、

8、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

9、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

10、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 随着高速公路在国民经济中所起的地位日益提高，通过精细化设计和施工避免或减少互通立交匝道桥主梁发生横向爬移，确保高速公路的安全运行已显得尤为重要。通过本文的病害原因分析和加固方案的阐述，可以为其它桥梁类似病害的观测和加固提供借鉴。