高架桥下部结构加固设计

１工程概 况 分析出现这种现象主要原因如下 ： ０ ＠２ ｍ和 ３ ｍ连续箱梁下所用 ０ 某高架桥全长约 ２ ｋ 于 １９ 年开工建设 ，９ ２ １ 月竣工通 的板式墩盖梁构造尺寸基本一致 ；②２ｍ连续箱梁下的板式墩盖梁的 ． ｍ， ９ １ ２ １９ 年 ２ ０ 车。 该桥经过近 ２ 年的运行 ， ０ 下部结构存在较多的病害， 已经影响到结 顶面受力主筋贯穿整个盖梁受力长度方 向， ３ ｍ连续箱梁下的板式 而 ０ 构的安全运行，迫切需要对其进行维修加固。该桥上部结构有空心板 墩盖梁的顶面受力主筋只布在盖梁两侧悬臂端 ，在盖梁受力不利断面 梁、 连续箱梁 、 简支箱梁等结构形式 ； 下部结构为 ｕ型桥 台、 双柱墩 、 之一处即盖梁中间位置却没有主筋穿过。 以上两点 ， 单 从 并结合对盖梁进 柱墩 、 板式墩 ， 钻孔灌注桩基础。 该桥设计荷载为公路一 Ⅱ级， 桥面宽度 ： 行有限元建模计算的结果 ， ：０ 可知 ３ ｍ连续箱梁下的板式墩盖梁受力比 ０ ｍ 护栏 ）１． 行车道） ５ （ ． （ ５ ＋ ０ １ ｍ（ 加． 护栏）１ｍ。 ｍ ＝２ ２ｍ连续箱梁下的板式墩盖梁受力大， ０ 但构造却一样 ， 在受力最不利的 ２下部结构存在的主要病害 地方配筋却比 ２ ｍ连续箱梁下 的板式墩盖梁弱 ， ０ 受力主筋少 ， 直接导致 该桥下部结构分别采用 Ｕ型桥台 、 双柱式墩 、 单柱式墩、 板式墩和 了其大量受力裂缝的出现 ，而受力裂缝的出现又进一步恶化了其承载 Ｕ型分隔 墩 。 能力 ， 反过来又导致裂缝长度和宽度的发展。 单柱式墩主要病害表现在 ：个别墩位处的单柱式墩盖梁在柱顶两 因此， 分别考虑了贴钢板和体外预应力两种加固方法。 侧各有一条竖向裂缝 ， 裂缝长度约 ０ ｍ， ． 裂缝宽度 ０ ５０ ５ ｍ。 ８ ． ，． ｍ １ －２ 贴钢板加固 ： ①优点： 占空间小， 所 对被加 固结构外观和使用空间 板式墩主要病害表现在 ： ｍ连续箱梁下的板式墩盖梁均出现多 影响小 ； 固施工周期短 ； ３ ０ 加 材料消耗少 ； ②缺点： 受结构现场条件 限制 ， 条竖向裂缝 ， 裂缝大部分位于墩顶上部 ， 且在盖梁前后两侧基本成对称 钢板无法贴到盖梁的受拉边 ， 即盖梁顶面 ， 只能贴于盖梁的侧面 ， 这样 分布， 裂缝长度约 １ ￣． 裂缝宽度较大， ． ２ ｍ， Ｏ ５ 介于 ０ ００６ ｒ ． ，． ａ ３ － ０ ｍ之 间， 个 的话钢板只能在盖梁顶面向其下 ３ ｅ ０ｍ范围内发挥作用 ， 其余范围内几 别裂缝宽度大于 １ ｍ 已严重超出规范限制。 ． ｍ， ０ 乎发挥不了作用。 ３维修 加 固设计要 点 、 及方 法 内容 体外预应力加 固： ①比 ： 能够显著改善原结构 内力分布并降低原 本桥的上部结构有空心板、 箱梁等形式 ， 下部结构根据上部结构的 结构应力水平 ， 能使结构的承载能力较显著的提高， 具有加固、 卸载 、 改 具体形式而有所不 同， 有双柱式墩 、 单柱式墩 、 板式墩等形式 ， 相应的有 变结构内力的三重效果；②缺点：体外预应力筋无混凝土保护易遭火 双柱式墩钢筋混凝土盖梁、单柱式墩预应力混凝土固装置因承受着巨大的 混 凝土盖 梁 。 纵 、 向力而特别笨重 ； 固施工周期长 ， 横 加 施工工艺复杂 ； 对防护措施要 本桥的一部分单柱式墩预应力混凝土盖梁和板式墩钢筋混凝土盖 求 比较严格。 梁存在较严重的裂缝， 基本上均属于受力裂缝。 这反映了目前盖梁的受 通过对比两种加固方法的优缺点 ， 结合盖梁实际状况 ， 采取相应的 力 已经超出了其正常使用的要求， 随着裂缝 的发展， 其满足正常使用的 加固措施： 部分墩位处板式墩盖梁采用体外预应力进行加固 ； 部分板式 能力进一步降低 ，而满足正常使用能力 的降低又进一步导致了其裂缝 墩盖梁采用粘贴钢板进行加固。 的发展， 循环下去 ， 将会使盖梁的满足正常使用的能力一步一步衰减， ４ 维修加 固施 工工序 及要点 直至承受不住上部结构传来的荷载而垮塌。因此 ， 应对盖梁的构造和受 ４１ ．盖梁体外预应力加 固。本桥体外预应力钢绞线采用 Ｐ Ｅ系列成 Ｅ １Ｂ １Ｄ，每个单 柱式墩 盖梁 和板式墩 盖梁 均采用 ２束 力机理及受力状态进行详细的分析 ， 并有针对 『 生的采取相应有效措施。 品索 Ｐ Ｊ５ 一０ ３１ ．单柱式墩预应力混凝土盖梁。本桥 中， 通过对出现病害的单柱 Ｐ Ｊ５ 一 ０ 。预应力钢绞线的张拉控制应力值 盯 Ｅ １Ｂ １Ｄ ≤０ ５ 为预应 ． （ ６ 式墩预应力混凝土盖梁进行建模模拟计算 ，可知在出现裂缝的这些墩 力钢绞线抗拉强度设计值） 。锚具采用配套专用锚具 。 位处 ， 主要是由于预应力混凝土盖梁 内的预应力失效较大， 经裂缝宽度 ４１ 单柱式墩盖梁体外预应力施工 。 ．１ ． 施工放样及钢筋位置探测 ０ 模拟计算 ， 原预应力钢束应力损失达 ７％， ０ 达不到设计和结构正常安全 作加工各类钢构件— 钢构件防腐处理一 采取措施 ，把单柱墩与盖梁相接 位置（ 两边） 从上向下各凿除 ２ ｃ 穿入预应力钢绞线一 ０ ｍ， 张拉预应力钢 使用的要求 。分别考虑 了贴钢板和体外预应力两种加固方法。 贴钢板加固： ①优点 ： 所占空间小 ， 对被加固结构外观和使用空间 绞线并锚固一 对锚具和钢构件进行防腐处理。 影响小 ； 加固施工周期短； 材料消耗少 ； ②缺点 ： 受结构现场条件限制 ， ①预应力钢铰线的安装及张拉。体外预应力加 固中预应力钢筋的 钢板无法贴到盖梁的受拉边， 即盖梁顶面 ， 只能贴于盖梁的侧面 ， 这样 安装方法与其构造方式有关。在安装之前先检查各种锚夹具是否能正 的 话钢板只能在盖梁顶面向其下 ３ｅ 范围内发挥作用， ０ｒ ａ 其余范围内 几 常工作。 张拉时采用两端张拉， 对于同—个盖梁的两侧预应力钢束应尽 乎发挥不了作用。 量做到同步张拉，以保证盖梁两侧的钢束具有相等或相近的预应力状 应先对千斤顶及油泵进行校准和标定 ， 以确保张拉吨 体外预应力加固： ①优点： 能够显著改善原结构内力分布并降低原 态。在张拉之前 ， 结构应力水平 ， 能使结构的承载能力较显著的提高 ， 具有加固、 、 位的精度。在张拉过程 中， 卸载 改 对盖梁原有裂缝进行观测 ， 作为监测体外索 变结构内力的三重效果 ；②缺点 ：体外预应力筋无混凝土保护易遭火 索力的一种重要辅助手段 。为保证设计预应力的沿程应力 ，张拉结束 灾，并要限制 自由长度 以控制振动；转向和锚固装置因承受着 巨大的 后 ， 自振频率法量测的体外索索力要达到设计要求。否则 ， 用 要重新张 纵、 横向力而特别笨重； 加固施工周期长 ， 施工工艺复杂； 对防护措施要 拉。②防腐处理。体外预应力加固体系中的主要构件如钢绞线束 、 垫板 及锚具等均应进行防腐处理。 防腐处理应尽可能在张拉前完成， 在条件 求 比较严格 。 基于本桥的实际情况， 固的最重要 目的： 从加 提高盖梁的安全使用 不允许时亦可在张拉之后进行。凡在工厂制作的杆件应先除锈并刷一 水平出发 ， 采取体外预应力的加 固方法进行加固。 层除锈漆， 再涂一层红丹及两层防锈灰漆。 每一道工序均应等前一道工 ３ 板式墩盖梁。 ． ２ 本桥中， 从检测报告反映的情况看：０ ２ ｍ连续箱梁 序的涂料完全干了之后再进行。支座及支座垫板的光洁度应达到设计 下的板式墩盖梁均没有出现裂缝 ， ３ ｍ连续箱梁下的板式墩盖梁均 要求。上述钢件在运送或储存过程 中应有专人保管， 而 ０ 避免受雨水浇淋。 出现很严重的裂缝。这些出现严重裂缝的墩位处的盖梁已经严重不能 锚具裸露在空气中的部分或承压板的表面应具防腐功能。 ４１ 板式墩体外预应力施工。 ．２ ． 施工放样及钢筋位 （ 下转 １ ４页 ） ８ 满足结构安全使用的要求。
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工 程 科 技
高架桥下部结构加 固设 计
孙 亚刚
（ 西安 市政设计研 究院有 限公 司， 陕西 西安 ７ ０ ６ ） １０ ８ 摘 要： 某高架桥 ， 下部结构 出现较 多病 害， 通过采取体外预应 力、 粘贴钢板等加 固措施 ， 取得 了较好的加 固效果 。 关 键 词 ： 架桥 ； 梁 ； 外预 应 力 高 盖 体