導(dǎo)語(yǔ)：淺談立交匝道獨(dú)柱墩加固設(shè)計(jì)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1概述

佛山市南海區(qū)桂江立交是南海區(qū)與周邊市區(qū)連接的重要的樞紐型互通式立交，是連接南海大道、桂和路和海八路的一座全互通立交橋;采用板苜蓿葉式和半定向式相結(jié)合的線性，空間形式為三層半式立交;于1997年建成通車。桂江立交共由三條主線橋及八條匝道橋組成，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力整體式箱梁。原設(shè)計(jì)匝道橋過(guò)渡墩采用了獨(dú)柱墩上設(shè)蓋梁，雙支座;中墩采用獨(dú)柱墩單支座形式，支座居中布置。根據(jù)《橋梁檢測(cè)報(bào)告》以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示，桂江立交匝道一、二、三、四等4座彎橋出現(xiàn)曲線梁出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，箱梁腹板及底板開(kāi)裂，獨(dú)柱墩墩頂支座內(nèi)側(cè)脫空，獨(dú)柱墩出現(xiàn)多處橫向裂縫等，橋梁存在傾覆的危險(xiǎn)，急需進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2匝道橋獨(dú)柱曲線梁病害原因的分析

2．1曲線梁橋獨(dú)柱墩結(jié)構(gòu)受力分析。曲線梁橋受力特點(diǎn)是獨(dú)柱支承曲線梁加偏心受力，由于主梁的平面彎曲使得下部結(jié)構(gòu)墩往的支承點(diǎn)不在同一條直線上，梁體在自重和預(yù)應(yīng)力荷載作用下容易出現(xiàn)扭矩和扭轉(zhuǎn)。經(jīng)驗(yàn)算，本項(xiàng)目匝道橋均位于平曲線半徑R≤80m的曲線段落上，預(yù)應(yīng)力荷載作用最大扭矩值達(dá)縱向最大彎矩值的30%左右，巨大的扭矩力從而導(dǎo)致箱梁腹板豎向開(kāi)裂，底板橫向開(kāi)裂。由于曲線梁下部結(jié)構(gòu)中墩采用獨(dú)柱墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)柱墩支承曲線梁橋處采用單支座連接，支點(diǎn)抗扭能力較弱，梁體的整體穩(wěn)定性較差。當(dāng)主梁偏心受力傳遞到梁端部及支座時(shí)，會(huì)造成過(guò)渡墩頂部支座橫向受力不均，個(gè)別支座還會(huì)出現(xiàn)負(fù)反力想象，從而導(dǎo)致支座支座脫空，增加了曲線梁的扭矩和變形。2．2匝道橋獨(dú)柱曲線梁抗傾覆驗(yàn)算。根據(jù)曲線梁橋受力特點(diǎn)，對(duì)桂江立交梁體進(jìn)行全面的整體受力計(jì)算分析，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG3362-2018)，在作用標(biāo)準(zhǔn)值組合下，連續(xù)梁橋中箱梁的作用效應(yīng)組合應(yīng)符合下列要求:∑Sbk，i∑Ssk，i≥Kqf;抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)，取kqf=2．5;結(jié)構(gòu)計(jì)算采用空間桿系有限元程序Midas及平面桿系有限元程序QJX計(jì)算進(jìn)行建模計(jì)算?？箖A覆穩(wěn)定性安全系數(shù)K=1．4小于kqf=2．5，不滿足規(guī)范要求，需要采取措施加大梁體的抗傾覆能力。

3桂江立交獨(dú)柱墩曲線梁加固設(shè)計(jì)方案

3．1獨(dú)柱墩曲線梁加固思路。針對(duì)本項(xiàng)目為小半徑平曲線段落的現(xiàn)澆箱梁較多的特點(diǎn)，曲線梁橋需要采用合理的支承方式，減少曲線梁的扭矩和偏心對(duì)其曲線梁體、獨(dú)柱橋墩結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響，使彎橋結(jié)構(gòu)受力采用的支承方式更加合理:(1)現(xiàn)澆箱梁端橫隔梁下橫橋向設(shè)置雙支座，當(dāng)橋梁位于平曲線小半徑的曲線段落時(shí)，將端橫隔梁寬度加大，并加大雙支座橫橋向?qū)挾?中橫隔梁在條件具備時(shí)，采用雙柱雙支座，對(duì)于橋下受限而采用獨(dú)柱時(shí)，將獨(dú)柱支承中心向曲線外側(cè)偏移。上述措施，可有效地提高主梁的橫向抗扭性能，均可使支座受力更加合理，避免支座脫空，保證梁體的橫向穩(wěn)定性。(2)采用獨(dú)柱墩的三跨現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋，為加強(qiáng)橋梁上下部的整體性能，抵抗溫度位移及橫橋向離心力，均固結(jié)一個(gè)墩柱，采用獨(dú)柱墩頂與梁固結(jié)的方式。墩柱可承擔(dān)一部分主梁扭矩，對(duì)主梁的扭轉(zhuǎn)變形有一定約束，并增強(qiáng)梁體的橫向穩(wěn)定性。(3)連續(xù)箱梁橋進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力張拉工藝時(shí)，箱梁結(jié)構(gòu)采用搭架逐跨施工，整體一次現(xiàn)澆，逐跨張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，分次落架的施工順序，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置在腹板中，采用相對(duì)應(yīng)錨具或聯(lián)接器張拉錨固。經(jīng)對(duì)梁體進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，該工藝可有效地減少梁體的預(yù)應(yīng)力損失和曲線梁的扭矩。3．2獨(dú)柱墩曲線梁加固方案。經(jīng)對(duì)原桂江立交匝道橋曲線梁進(jìn)行驗(yàn)算，并進(jìn)行全面的整體的空間受力計(jì)算分析，橋梁的抗傾覆承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。加固設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須對(duì)其在承受縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)和翹曲作用下，結(jié)合自重、預(yù)應(yīng)力和汽車活載等荷載進(jìn)行詳細(xì)的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu)的空間受力特點(diǎn)才能得到安全可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于桂江立交梁體出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，內(nèi)側(cè)支座脫空，蓋梁開(kāi)裂等，本次加固方案在多種維修加固設(shè)計(jì)措施中，選用了粘貼鋼板加固法與增大梁截面加固法相結(jié)合，地采用了擴(kuò)大截面并外套鋼管箍的方式進(jìn)行加固，本次加固方案為對(duì)該4個(gè)匝道的獨(dú)柱墩進(jìn)行擴(kuò)大截面設(shè)計(jì)，先在獨(dú)柱墩外套一個(gè)2．2m的鋼管箍，鋼管箍與橋墩外緣留有50cm的空隙，鋼管箍與橋墩間的空隙內(nèi)填C40微膨脹混凝土，墩頂通過(guò)加勁鋼板使獨(dú)柱墩與曲線梁進(jìn)行固結(jié)處理，并調(diào)整外套鋼管箍位置，使支撐中心往外側(cè)偏心來(lái)改善曲線梁橋受力的平衡設(shè)計(jì)。曲線梁獨(dú)柱墩加固設(shè)計(jì)如下圖:匝道橋曲線梁獨(dú)柱墩加固后，再次對(duì)匝道曲線梁進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，加固后橫向抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)K=3．6，大于kqf=2．5，滿足規(guī)范要求。經(jīng)過(guò)橋梁檢測(cè)，鋼管箍和內(nèi)填混凝土能充分粘結(jié)，沒(méi)有出現(xiàn)脫空，鋼管箍和混凝土共同聯(lián)合受力，墩頂與梁固結(jié)處加勁鋼板的粘鋼效果良好。加固后桂江立交匝道橋經(jīng)過(guò)多年的使用，橋梁使用狀況良好，曲線梁箱梁腹板及底板的裂縫沒(méi)有繼續(xù)發(fā)展，墩頂支座更換后沒(méi)有出現(xiàn)再次脫空，墩頂加勁鋼板與梁體的固結(jié)效果良好，獨(dú)柱墩的抗傾覆能力和梁體的橫向穩(wěn)定性得到有效的提升，橋梁承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

4結(jié)論

(1)橋梁通車兩年后，對(duì)匝道橋進(jìn)行了全面的特殊檢查項(xiàng)目。橋梁靜態(tài)測(cè)試，在等效設(shè)計(jì)荷載作用下，實(shí)測(cè)應(yīng)變及撓度均小于理論計(jì)算值，縱向傳力能力良好，橫向傳力能力基本正常，卸載后應(yīng)變及變形基本恢復(fù)，試驗(yàn)跨最大正彎矩及負(fù)彎矩承載能力均基本滿足原設(shè)計(jì)要求。橋梁動(dòng)態(tài)測(cè)試，由模態(tài)試驗(yàn)前1階實(shí)測(cè)主頻和理論計(jì)算值對(duì)比可以看出，實(shí)測(cè)自振頻率值均大于理論計(jì)算值，說(shuō)明加固后的橋梁整體剛度大于理論剛度，橋梁承載力滿足設(shè)計(jì)要求。(2)舊橋加固的措施很多，有體外預(yù)應(yīng)力加固、粘貼鋼板加固法、增大梁截面加固法、碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)等，本次加固方案采用粘貼鋼板加固法與增大梁截面加固法相結(jié)合，創(chuàng)新地采用了擴(kuò)大截面并外套鋼管箍進(jìn)行加固墩柱墩的方式，該設(shè)計(jì)堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都有明顯的提高，該設(shè)計(jì)對(duì)日后的曲線梁橋獨(dú)柱墩加固設(shè)計(jì)的提供了成功經(jīng)驗(yàn)。

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作者:關(guān)孝森 單位:天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院佛山分院