高速公路匝道桥桥梁横向爬移的原因及加固处治方案

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×（5×20）+（26+35+26）+4×（6×20），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

j

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(7×20)+（26+35+26)+(6×20)+（5×20），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。