1、曲線梁橋病害現(xiàn)狀
深圳地區(qū)部分城市立交匝道出現(xiàn)曲線梁整體向曲線外側(cè)位移、爬行,導(dǎo)致端部共用墩處限位擋塊損壞、或兩匝道橋互相頂死,匝道橋兩聯(lián)之間橋面錯(cuò)位,獨(dú)柱墩支座上的橫向位移過(guò)大,導(dǎo)致有支座失效的可能的病害。主要工程實(shí)例有泥崗立交橋及創(chuàng)業(yè)路立交橋中部分曲線梁匝道加固,其主要采用的加固方法有固接墩加強(qiáng)加固、設(shè)置橫向限位裝置等加固方法。
2、曲線梁橋病害原因
曲線梁橋容易產(chǎn)生上述病害的主要原因有以下幾個(gè)方面:① 曲線粱縱向預(yù)應(yīng)力的橫向效應(yīng)使得曲線梁有變直的傾向,同時(shí)混凝土的徐變使得此傾向有加大的趨勢(shì)。②其次預(yù)應(yīng)力的縱向壓縮效應(yīng)、混凝土徐變、混凝土的收縮使得粱體有整體向固結(jié)墩位移的趨勢(shì)。③此外曲線梁橋的溫度效應(yīng)、車(chē)輛荷載的離心力等,有促使梁體外移的外部功存在。
3、曲線梁橋常見(jiàn)的加固方法
目前深圳地區(qū)部分立交橋梁出現(xiàn)的問(wèn)題屬于曲線梁橋的通病,有一定的共性,也有其個(gè)性。假如不加固處理的話,有關(guān)病害可能進(jìn)一步惡化。而選擇合適的加固方法限制變形加大是根據(jù)實(shí)際情況首當(dāng)其沖考慮的問(wèn)題。本文淺談深圳市創(chuàng)業(yè)路立交部分曲線梁匝道加固工程中使用的二種常見(jiàn)加固方法。
創(chuàng)業(yè)路立交部分曲線梁匝道維修加固的目標(biāo)主要有以下兩方面:
?。?)提高固結(jié)墩的剛度,增加其抗扭承載力,更好地達(dá)到約束粱體扭轉(zhuǎn)變形的效果。
?。?)采取必要措施對(duì)粱體進(jìn)行限位,解決箱梁橫向位移的問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)可能的各項(xiàng)維修加固方案進(jìn)行對(duì)比分析,綜合維修加固效果、施工可行性、經(jīng)濟(jì)性等各方面的因素,針對(duì)本橋梁的具體病害特性采用以下二種方法。
3.1加固獨(dú)柱固結(jié)墩
對(duì)于不同的跨徑組合、橋?qū)捈岸樟汗探Y(jié)形式,采取不同的處理措施:
?。?)固結(jié)墩加固設(shè)置位置:① 對(duì)于原來(lái)一聯(lián)中僅設(shè)一處墩粱固結(jié)的橋跨,對(duì)該固結(jié)墩進(jìn)行加大加強(qiáng):②對(duì)于原來(lái)一聯(lián)中設(shè)置兩處及以上墩梁固結(jié)的橋跨,設(shè)置兩個(gè)強(qiáng)大的固結(jié)墩;③ 歷史上已加固過(guò)的固結(jié)墩,則不再做處理。
?。?)固結(jié)墩加固形式:根據(jù)橋下場(chǎng)地的限制條件及匝道橋?qū)挼惹闆r,固結(jié)墩加固共分為A、B、C型三種形式,具體如下:
新舊樁基之間通過(guò)新設(shè)承臺(tái)相互聯(lián)系在一起。
(3)固結(jié)墩墩身加固:將原墩柱圓形截面加粗至扁矩形截面;根據(jù)上部箱梁不同的底寬來(lái)確定墩身矩形截面的寬度。
?。?)固結(jié)墩基礎(chǔ)加固:根據(jù)橋下場(chǎng)地的施工條件,分為常規(guī)的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和新型的微型樁兩種方法。
3.2設(shè)置橫向限位裝置
由于原橋梁支座均采用多向活動(dòng)支座,缺乏橫向限位約束,故在每聯(lián)橋跨的梁端和與其對(duì)應(yīng)的橋臺(tái)或共用墩蓋梁之問(wèn)設(shè)置限位設(shè)施,以控制箱梁梁體進(jìn)一步發(fā)生橫向位移趨勢(shì)。
4、具體工程實(shí)例加固方案及加固效果
創(chuàng)業(yè)路立交部分匝道具體加固方案如下:
4.1 A形固結(jié)墩加固
?。?)從曲線外側(cè)進(jìn)行加樁,樁徑D120cm,樁長(zhǎng)按35m設(shè)計(jì),新舊樁凈距按3.2m控制;樁身采用C25混凝土澆注,鉆孔灌注樁法施工。
?。?)新舊樁基之間通過(guò)設(shè)置承臺(tái)連接,共同受力;新設(shè)承臺(tái)寬2.5m,長(zhǎng)8.15m,高2.0m;承臺(tái)采用C30混凝土,現(xiàn)場(chǎng)立模澆注施工。
?。?)加大墩身截面成扁矩形,具體尺寸為頂部B=5.0m,H=1 5m;底部B=4.0m,H=1 5m;橫橋向設(shè)置R=14m的園曲線過(guò)渡墩身截面,變化范圍按3.7m控制。
4.2 B形固結(jié)墩加固
?。?)在原有樁基四周施工一組共22根微型樁,樁徑D25cm,樁長(zhǎng)按25m設(shè)計(jì),樁平面按梅花狀布置,間距@60x95cm;樁身采用C30水泥漿灌注,鉆孔灌注樁法施工。
(2)在原墩柱樁基連接處,增設(shè)一矩形承臺(tái),承臺(tái)寬2.5m,長(zhǎng)5.0m,高2.0m;承臺(tái)采用C30混凝土,現(xiàn)場(chǎng)立模澆注施工。
?。?)加大墩身截面成扁矩形,具體尺寸為頂部B=5.0m,H=1.5m;底部B=4.0m,H=1.5m;橫橋向設(shè)置R=14m的園曲線過(guò)渡墩身截面,變化范圍按3.7m控制。
4.3 C形固結(jié)墩加固
?。?)從曲線kiln進(jìn)行加樁,樁徑DI20cm,樁長(zhǎng)按35m設(shè)計(jì),新舊樁凈距按3.2m控制;樁身采用C25混凝土澆注,鉆孔灌注樁法施工。
(2)新舊樁基之間通過(guò)設(shè)置承臺(tái)連接,共同受力;新設(shè)承臺(tái)寬2.5m,長(zhǎng)6.9m,高2,0m;承臺(tái)采用C30混凝土,現(xiàn)場(chǎng)立模澆注施工。
?。?)加大墩身截面成扁矩形,具體尺寸為頂部B=3.0m,H=1.5m;底部B=2.0m,H=1.5m;橫橋向設(shè)置R=14m的園曲線過(guò)渡墩身截面,變化范圍按3.7m控制。
4.4 限位設(shè)施安裝
(1)對(duì)于橋臺(tái)處:直接在臺(tái)帽上增設(shè)鋼筋混凝土限位擋塊。擋塊高50cm,保持與臺(tái)帽同寬同厚;擋塊與箱粱腹板之間留有5cm的空隙,內(nèi)塞一橡膠墊塊,起到緩沖消能的功能。
?。?)對(duì)于共用墩處:分別在箱粱粱底、共用墩蓋梁側(cè)面種植螺栓,安裝鋼構(gòu)件;通過(guò)箱梁梁底伸出來(lái)的銷,插入共用墩蓋梁處制作的栓內(nèi),利用銷栓的原理來(lái)限制位移;兩者之間留有5cm的空隙,內(nèi)塞一橡膠墊塊,起到緩沖消能的功能。本橋采用這二種方案的加固效果如下:
?、俟探Y(jié)墩加強(qiáng)的效果
采取扁矩形墩身進(jìn)行加強(qiáng),為歷史加固中所采用的方法。從目前使用情況看,效果明顯,未出現(xiàn)有異常。對(duì)于中間設(shè)墩粱固結(jié)的橋跨,設(shè)置如此剛性強(qiáng)大的固結(jié)墩,能有效地約束梁體的扭轉(zhuǎn)變形等。
?、谙尬谎b置的效果
采取鋼銷栓方法進(jìn)行限位。該形式在目前新建曲線橋中均有設(shè)置,從外觀形式上看有所不同,但作用原理是相通的。
5、具體加固方法的施工要點(diǎn)
5.1獨(dú)柱固結(jié)墩施工
?。?)在曲線外側(cè)施工一根D=120cm樁基(或四周先施工D=25cm的微型樁);
?。?)鑿毛舊樁基項(xiàng)部混凝土,表面處理后植筋,綁扎承臺(tái)鋼筋并澆注混凝土;
(3)鑿毛舊墩柱四周及箱梁底部混凝土,表面處理后植筋,綁扎墩身鋼筋并澆注混凝土;
?。?)拆模養(yǎng)生,加固完畢。
5.2 限位設(shè)施安裝一共用墩處
(1)按設(shè)計(jì)圖紙對(duì)箱梁底部及共用墩側(cè)面種植螺栓;
?。?)將工廠預(yù)制的鋼構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝到位;
(3)塞入橡膠墊塊,施工完畢。
5.3 限位設(shè)施安裝一橋臺(tái)處
?。?)按設(shè)計(jì)圖紙對(duì)臺(tái)帽帽頂進(jìn)行植筋,并進(jìn)行表面處理;
?。?)綁扎擋塊鋼筋并澆注混凝土,養(yǎng)生;
?。?)塞入橡膠墊塊,施工完畢。
6、結(jié)束語(yǔ)
深圳地區(qū)部分立交匝道曲線梁橋存在上述病害,其程度已危及橋梁使用壽命及運(yùn)營(yíng)安全,有些病害發(fā)展并不十分明顯,對(duì)橋梁的使用未產(chǎn)生即時(shí)危險(xiǎn),須繼續(xù)嚴(yán)密監(jiān)測(cè),以防止病害的迅速發(fā)展對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)的潛在威脅。同時(shí)建議應(yīng)盡快對(duì)產(chǎn)生上述病害的曲線梁橋制定切實(shí)可行的維修加固方案,對(duì)其進(jìn)行維修加固,以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。