一跨线桥盖梁的加固设计与施工

维普资讯 http://www.cqvip.com ．施ｐＲＥＳＴＲＥＳＳ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　工疲术　《窃左　技术》２∞７年第２期总第６１期　一跨线桥盖梁的加固设计与施工　彭栋木，　陈宜言　（深圳市市政工程设计院　广东深圳５１８０３５）　摘要：通过对１【）７国道一跨线桥的现场调查，分析了该桥盖梁病害产生的原因，并进行了相关的计算分析，提　了三种　加固方案，并进行了方案比选。加固措施实施后，效果良好。　关键词：跨线桥盖梁加固设计施工　１．工程概况　本跨线桥上跨深圳市境内的１０７国道，是　通往深圳方向和深圳机场的重要交通要道。跨　线桥分为南、北两幅桥，为双向八车道，总　长１　５６米。桥梁的设计荷载为：汽一超２　０，　挂一１２０，人群设计荷载为３．５　ｋ　Ｎ／ｍ　２。上部　结构采用预应力混凝土连续箱梁（梁高１．１　米），桥台采用重力式桥台，在两联的共用墩处　设盖梁。该跨线桥于２００３年底建成通车。由于　图２跨线桥上交通堵塞照片之二　该桥南侧道路尚未施工、开通，跨１０７国道的　２．存在问题及维修加固措施　右转车辆与直行车辆均通过一匝道（７米宽，　设计对该桥的超载情况估计不足，盖梁墩　见冈１）进入１０７国道，导致四车道（有时达横　顶负弯距区配筋偏少，引起盖梁墩顶两侧出现　向５列车）的车辆均须通过设计仅一车道宽的　裂缝（见图３），需要处理。　转弯匝道。　图１跨线桥上交通堵塞　强片之一　图３帽梁裂缝图　因此跨线桥桥面经常发生严重堵车现象，　由于现有交通不可能中断，维修加固必须　车辆密密麻麻地堵塞在桥面上（见图２），而且　在有载情况下实施。在加固期间，必须进行相　超重车辆较为普遍，荷载远大于设计的《公路　应的施工监测、监控。针对盖梁的裂缝情况，　桥梁设计通用规范》（ＪＴＪ０２１—８９）上的汽一超２０级　拟采用以下三种加固措施：１．体外预应力方　的设计荷载标准。经专家组鉴定，超载是该桥　法：在盖梁两端增设钢横梁，在钢横梁上穿预　梁盖梁产生竖向裂缝的根本原因。　应力束施加预应力，提高盖梁墩顶负弯矩区的　维普资讯 http://www.cqvip.com 施工技术　：ＰＲＥＳＴＲＥＳＳ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　《ｊ５ｆ左　技末》２０ｏ７年第２期总第６１期　抗弯承载力；２．粘贴钢板法；　３．粘贴碳纤维板　方法。采用这三种加固方式有三个优点：（１）　好结合。　（３）打凿５０×５０×１００ｍｍ凹坑，保证新浇　提高承载力，可以避免裂缝进一步发育。（２）　可以在不中断交通的情况下施工。（３）施工操　作简单，周期短，影响小。　混凝土形成剪力键，承受新增梁体与原梁体之　间的剪力，保证二者共同参加受力。　（４）　植筋。沿附加梁体的顶部，间距　２００ｍｍ，用ＪＧＮ结构胶，将　１　２螺纹钢植入原梁　３．计算分析　在维修加固施工前，进行了详细的结构计　体内，植入深度１８０ｍｍ，外伸２２０ｍｍ，与附加梁　的箍筋绑扎。这些植入的钢筋加强了附加梁与　算和加固方法比选。基于本盖梁加固的以下三　个基本原则：（１）补充负弯距钢筋，（２）基　原梁之间的连结，并承受短悬臂附加梁在横向　本不改变原盖梁外型，（３）不影响现有交通。　承受的负弯距。　最后确定采取体外预应力方法进行加固。　（５）焊接铁横梁。由于受到盖梁端部空间　经详细的结构计算，采用５孔圆形锚板，盖　的限制，钢横梁无法实行整体吊装。只能采用　梁每侧采用２束１５—５　１５．２４钢绞线，每根　１５．２４　现场焊接方法进行施工。首先将１　６厚钢底板用　钢绞线张拉力为１８０ｋＮ，进行加固后，可以使盖　１２＠１００膨胀螺栓固结在盖梁端面上，然后焊　梁满足承载能力及正常使用极限状态的应力和　接４片２２ａ槽钢，最后焊接二片钢盖板。从实际　裂缝要求，详见图４。　操作情况看，这种方法质量好，安全可靠。　（６）安装附加梁底模。为防止底模在浇　＼　一　・］　墩柱　，一一　注混凝土时发生横向外移，安装时在原梁上植　＼／　人　８＠２００带拉勾的膨胀螺栓，再用铁丝将底模　１　帽粱　０　ｎｌ　‘—’——’　一　一　与勾端拉结。　、　＼　＼　／　钢　／　／　（７）在底模上绑扎钢筋笼。　～一　一　／　１＂５　（８）安装锚板，穿钢绞线。　（９）安装附加梁的侧模。为防止侧模横向　图４维修加固平面图　移动，并保证模型尺寸，侧模上部用拉条和顶　另外，对于盖梁现有的裂缝，采用ＪＧＮ结构　杆固定，侧模下部用压条固定　胶封闭裂缝。为防止水气通过裂缝进入混凝土　（１０）　张拉钢绞线。用５孑Ｌ圆形锚板，每　内部，造成钢筋锈蚀及混凝土深部碳化，采用　侧２×１５—５　１５．２４钢绞线，每根　１５．２４钢绞线张　标准程序在裂缝中深部灌ＡｊＧＮ结构胶进行填充　拉力为１８０ｋＮ。　和密封。这样就能保证盖梁在正常使用极限状　（１１）安装梁端模板。　态的要求。　（１２）　浇注Ｃ４０混凝土。考虑到现场浇注　４．维修加固施工　混凝土的空间狭窄，特别是梁顶只有２００ｍｍ空　综合考虑施工现场的实际情况，采用如下　间可供作业，故采用免振捣流动性混凝土。为　步骤进行施工：　确保浇注质量，实际操作时还是用插入式振捣　（１）搭设脚手架。脚手架沿盖梁周围搭　器进行了捣固。　设。在盖梁的两端搭设４×６米的平台，以便于　（１３）用ＪＧＮ结构胶灌注裂缝。为防止水　钢横梁的焊接安装及钢绞线的张拉。　气通过裂缝进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀及　（２）施工放线，凿毛原混凝土表面，其目　混凝土深部碳化，采用标准程序在裂缝中深部　的是保证新浇注的混凝土与原混凝土表面的良　灌ＡＪＧＮ结构胶进行填充和密封。　囝　维普资讯 http://www.cqvip.com 施工疲末　ＰＲＥＳＴＲＥＳＳ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　《嵌左　拉末》２００７年第２期总第６１期　（１４）混凝土洒水养护，每２小时洒水一　的，既满足承载能力的要求，又满足正常使用　遍，保证混凝土充分硬化。　极限状态的应力和裂缝要求；　（１　５）浇注七天之后，并继续拆模洒水　（２）本加固工程未改变盖梁高度，未中断　养护。　现有交通，而且施工工作面仅限于绿化带里，　５．结语　施工操作简单，周期短，社会负面影响小，对　本盖梁维修加固工程完成至今，已一年有　同类型工程的加固具有一定的推广价值。　余，盖梁运营情况良好，未再出现裂缝，可见　参考文献：　加固的效果满足承载能力及正常使用极限状态　【ｌ】李有丰，林安彦．桥梁检测评估与补强【Ｍ】．北京：机械工业　的应力和裂缝要求。通过本维修加固工程，可　出版社，２００３．　【２】ＪＴＧ　Ｄ６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计　以得到如下结论：　规范【ｓ】．　（１）用体外预应力方法加固盖梁是可行　【３】ＪＴＧ　Ｄ６０—２００４，公路桥涵设计通用规范【ｓ】．　（上接第１１页）　从抗震要求来看，周期长对地震反应较小，但　了多次调索。因此，研究单向坡斜拉桥合理的调　位移反应大，故在设计中在索塔下横梁设置了　索方案，是推动单向坡斜拉桥发展的难点和重　纵向挡块。挡块和主梁间安装了橡胶支座，防　点。根据我们的经验，斜拉桥进行３次以下调索　止主梁纵向移过大。另外，文献【１］还对该桥的　较为合适。　反应谱进行分析，当桥址处发生７度及７度以下　４．４开展单向坡斜拉桥的非线性分析　的地震作用时，斜拉桥的主要功能部件均可较　相对于双坡斜拉桥，单向坡斜拉桥各索长都　好的工作，不会受到破坏。　不尽相同，且不对称，其非线性影响也不完全对　４．单向坡斜拉桥发展有待解决的问题　称，研究其对单向纵坡斜拉桥稳定性的影响及单　４．１最佳坡度选择　向纵坡斜拉桥动力特性分析，是推动单向坡斜拉　考虑到单向纵坡对主梁的应力、位移有一　桥发展必不可少的内容。　定的影响，其坡度必须控制在一定的范围之　我们国家地势复杂，山地较多，特别是西部　内，才是安全、经济的。由于实际工程较少，　地区，研究单向纵坡斜拉桥在这些地区的应用十　没有更多的经验可以借鉴，且理论分析和实际　分必要。我们对单向坡斜拉桥力学特性的研究有　情况会有差别，所以随着斜拉桥的发展，最佳　待于进一步深入，设计理论需更加完善。相信单　坡度的研究十分重要。　向坡斜拉桥必将以其独特的性能在山区公路桥梁　４．２最佳体系的研究　建设中占有一席之地。　那种体系更有利于控制坡度对斜拉桥的影　参考文献　响，减小塔顶位移及主梁水平滑移，减小坡度　【１】　苏启旺，邬贵全．彭溪河特大斜拉桥地震反应分析【Ｊ】．　四川建筑，２００５，（２）：９４＿＿Ｊ９５．　对主梁应力的影响，这对斜拉桥的发展至关重　【２　刘远平，肖理，程向阳．大跨度Ｐｃ斜拉桥主梁施工工艺　要，只有选择合理的体系才能更有利于桥梁的　【Ｊ】．桥梁建设，２００３，（５）：５８—６１．　安全和经济，现在这方面研究的较少，随着发　【３】　周绪红，狄谨，戴公连、大跨径预应力混凝土斜拉桥　主梁节段模型的研究【Ｊ】．土木工程学报，２００５，（３）５９—６３．　展必将得以加强。　【４】　黄侨，吴红林，刘绍云．大跨度斜拉桥几何非线性分　４．３减少索力调整次数　析及程序实现们，哈尔滨工业大学学报，２００４，（１１）：１５２１　—１５２３．　由于单向坡斜拉桥的索力都不相同，且不对　【５】　ＪＴＪＯ２７—９６，公路斜拉桥设计规范【Ｓ】．　称，这样就增加了调索的难度和次数。调索的次　【６】　马坤全．大跨径斜拉桥建设与展望【Ｊ】．国外桥梁，２０００，　数越多，工程量越大，难度较高。彭溪河大桥除　（４）：６０—６５．　【７】　严国敏、现代斜拉桥【Ｍ】．成都：西南交通大学出版社．　了每个施工阶段进行调索外，全桥合拢后还进行　１９９６