南寧市快速環(huán)道青竹立交D匝道橋曲線(xiàn)箱梁橋橋臺(tái)內(nèi)側(cè)支座脫空加固處理

【摘要】介紹南寧市快速環(huán)道青竹立交D匝道橋臺(tái)內(nèi)側(cè)支座脫空加固處理，措施包括箱梁、橋臺(tái)基礎(chǔ)鉆孔、腹板處植螺栓、鋼筋加大尺寸、安裝鋼拉桿進(jìn)行張拉、并作防腐處理、封閉。

【關(guān)鍵詞】曲線(xiàn)箱梁橋；支座脫空；加固施工

1. 原設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)概況

南寧市快速環(huán)道青竹立交D匝道橋?yàn)?×30米一聯(lián)等截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁。箱梁采用單箱單室截面、等高度腹板，截面高度1.80米，頂板寬度8.50米，底板寬度4.30米，跨中設(shè)置一道中橫隔梁。本橋平面處于一個(gè)R=300米的右偏圓曲線(xiàn)和一個(gè)R=150米的右偏圓曲線(xiàn)以及一段緩和曲線(xiàn)內(nèi)。本橋橋臺(tái)為重力式臺(tái)，橋墩均采用單柱方形橋墩，樁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。在3號(hào)、4號(hào)墩頂支座設(shè)置了15厘米的預(yù)偏心，在橋臺(tái)頂設(shè)置GPZ3000DX及GPZ3000SX兩個(gè)盆式支座；中墩各設(shè)置一個(gè)GPZ8000DX或GPZ8000GD支座，全橋在0號(hào)臺(tái)和5號(hào)臺(tái)各設(shè)置一道GQF-MZL80型伸縮縫。橋梁的兩側(cè)設(shè)置墻式防撞欄，橋面彎道超高橫坡最大為6%。

2. 橋梁施工情況

上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼和預(yù)應(yīng)力張拉完成后，大約5個(gè)月后進(jìn)行了橋面鋪裝和防撞欄施工，在進(jìn)行橋梁交工驗(yàn)收檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)兩橋臺(tái)靠曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)支座懸空，在氣溫最高時(shí)懸空達(dá)6cm左右。

3. 支座原因分析

（1）該橋施工過(guò)程實(shí)行嚴(yán)格監(jiān)理工程師制度，有監(jiān)理旁站人員全過(guò)程控制；各級(jí)質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)參與跟蹤檢查監(jiān)督；施工單位也建立了三級(jí)質(zhì)量體系和完善的質(zhì)量檢查制度，保證了橋梁施工的每一道工序嚴(yán)格按照原設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)支座脫空后，建設(shè)單位要求設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)資料重新計(jì)算，施工單位也認(rèn)真查閱施工過(guò)程的原始記錄，特別是砼灌注與預(yù)應(yīng)力張拉記錄，同時(shí)又聘請(qǐng)了省市交通部門(mén)、西南交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)，全國(guó)彎梁橋?qū)＜业榷辔唤淌诤蛯?zhuān)家多次對(duì)此支座脫空進(jìn)行研究分析，初步推定其支座脫空為澆筑防撞欄后三個(gè)月在夏季高溫期間產(chǎn)生。通過(guò)對(duì)各墩臺(tái)在恒載活載作用下的支座反力進(jìn)行了驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)箱梁頂、底板按升降溫5度（三角形）考慮溫度影響，基礎(chǔ)不均沉降按5毫米計(jì)算，其它如恒載、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、活載等計(jì)算按原設(shè)計(jì)文件和規(guī)范執(zhí)行。對(duì)D匝道橋原設(shè)計(jì)進(jìn)行空間分析，結(jié)果見(jiàn)表1：

（2）從上述表中的計(jì)算結(jié)果可以看出，計(jì)算結(jié)果與目前內(nèi)側(cè)支座脫空實(shí)際情況基本相符，經(jīng)分析內(nèi)側(cè)支座在恒載+橋面板升溫+沉降的工況下將產(chǎn)生約50噸的拉力，致使內(nèi)側(cè)支座脫空。因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力曲線(xiàn)梁橋內(nèi)力受溫度、徑向預(yù)應(yīng)力等諸多因素作用下復(fù)雜多變，支座脫空產(chǎn)生的主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的徑向力的扭轉(zhuǎn)作用考慮不足。梁部及橋面系恒載在橫橋向的不平衡效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)（對(duì)曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)有向心力）、混凝土收縮徐變以及溫變效應(yīng)等綜合作用下，使梁體向曲線(xiàn)外側(cè)產(chǎn)生扭曲變形，最后導(dǎo)致0號(hào)、5號(hào)臺(tái)內(nèi)側(cè)支座脫空。

4. 加固處理措施

4.1加固處理設(shè)計(jì)采用的空間有限元分析軟件為MIDASCIVIL（V6.33韓國(guó)版），方案為專(zhuān)家方案論證會(huì)一致通過(guò)的橋臺(tái)內(nèi)側(cè)張拉預(yù)應(yīng)力鋼拉桿。預(yù)應(yīng)力鋼拉桿的具體位置為橋臺(tái)處距箱梁右側(cè)內(nèi)側(cè)防撞墻內(nèi)緣145cm（即距離箱梁翼緣根部15cm），張拉力為800KN。預(yù)應(yīng)力鋼拉桿及其配套錨具均具均采用40Cr鋼材，抗拉強(qiáng)度δb=980MPa，屈服點(diǎn)為=785MPa，預(yù)應(yīng)力鋼拉桿直徑為80。

4.2加固處理分析時(shí)模擬施工過(guò)程，首先拆除內(nèi)側(cè)支座約束，試算使已脫空的內(nèi)側(cè)支座位置處的豎向位移剛好等于脫空值（即支座壓實(shí)，按一天中最低溫度時(shí)脫空值算）所需的拉桿預(yù)加力，之后變更內(nèi)側(cè)支座處約束形式，梁端形成雙支座，繼續(xù)增加拉桿拉力，直至內(nèi)側(cè)支座有一定的壓力儲(chǔ)備。

4.3鋼拉桿上端錨固在橋面板內(nèi)，為防止拉桿受力后橋面板開(kāi)裂，設(shè)計(jì)時(shí)在拉桿對(duì)應(yīng)處腹板設(shè)置加厚塊，加厚塊與梁端腹板形成整體共同承受鋼拉桿拉力，下端錨固在橋臺(tái)基礎(chǔ)外露鋼牛腿上，鋼牛腿為2根40C槽鋼預(yù)埋在橋臺(tái)基礎(chǔ)內(nèi)，埋深達(dá)1.3米。

5. 加固處理

5.1加固處理順序。

（1）橋面板鋼拉桿處鉆孔，橋臺(tái)基礎(chǔ)預(yù)埋槽鋼處鉆孔。

（2）在箱梁腹板加厚塊相應(yīng)處鉆化學(xué)螺栓孔和在橋臺(tái)基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)處鉆化學(xué)螺栓孔。

（3）加工鋼構(gòu)件并進(jìn)行安裝。

（4）安裝滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后在腹板加厚塊處植筋，綁扎鋼筋。

（5）灌注腹板加厚塊處砼和橋臺(tái)剛牛腿處添塞砼。

（6）待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即安裝鋼拉桿、配套錨具及張拉所需組合件。

（7）在鋼拉桿施加預(yù)應(yīng)力前先把箱梁的橫向位移（一般都會(huì)有1～5mm的橫向位移）調(diào)整過(guò)來(lái)。利用橋臺(tái)上某支撐點(diǎn)用機(jī)械千斤頂頂推。

（8）在脫空支座的下支座上加墊一塊厚24mm的Q345B鋼板，鋼板底面貼有厚2mm的不銹鋼板。

（9）選擇清晨梁體溫度最低，在做好張拉準(zhǔn)備后即開(kāi)始進(jìn)行鋼拉桿張拉，并及時(shí)填寫(xiě)張拉記錄。

（10）對(duì)鋼拉桿和外露鋼構(gòu)件進(jìn)行防腐處理，并封閉錨槽口。

（11）鑿除橋臺(tái)搭板處橋面鋪裝砼，重新進(jìn)行橋面鋪裝作業(yè)，用來(lái)順接橋面與路面的高差。5.2加固處理施工技術(shù)要點(diǎn)。

（1）為保證腹板加厚塊砼和橋臺(tái)添塞砼密實(shí)，在鉆孔時(shí)可在橋面鋼拉桿中心附近開(kāi)一個(gè)砼灌注孔，在臺(tái)帽頂面斜向開(kāi)兩個(gè)灌注孔。

（2）在進(jìn)行化學(xué)螺栓鉆孔時(shí)，成孔要水平，碰到鋼筋時(shí)要適當(dāng)避讓?zhuān)@孔深度不得小于25cm。

（3）為保證鋼構(gòu)件的安裝精度，鋼構(gòu)件上的螺栓孔位要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際鉆的孔位來(lái)確定?，F(xiàn)場(chǎng)鉆孔結(jié)束后，把孔位托出來(lái)并以此來(lái)加工鋼構(gòu)件上的螺栓孔。

（4）在進(jìn)行植筋和植化學(xué)螺栓施工時(shí)要嚴(yán)格按《固特邦工程材料用戶(hù)手冊(cè)》來(lái)進(jìn)行，以保證鋼筋和螺栓的抗拔力。

（5）為保證鋼構(gòu)件與原砼有良好的接觸，施工時(shí)采用固特邦灌注膠，既能夠使鋼構(gòu)件與砼連接成一個(gè)整體，還能保證新砼的密實(shí)性，腹板加厚塊靠梁體側(cè)上下各留一個(gè)孔，橋臺(tái)鋼牛腿添塞砼頂?shù)酌嬉喔髁粢粋€(gè)孔，用來(lái)壓注灌注膠。

（6）預(yù)應(yīng)力拉桿張拉應(yīng)緩慢勻速進(jìn)行，單級(jí)加截不大于設(shè)計(jì)荷截的20%，并且箱梁的位移不得大于2mm。張拉時(shí)認(rèn)真觀(guān)測(cè)箱梁梁體位移、裂縫等情況，如果有異常應(yīng)停止張拉。張拉力與下拉位移關(guān)系見(jiàn)表2。

6. 施工后使用情況

加固工程歷時(shí)2個(gè)月全部施工結(jié)束，并進(jìn)行交工驗(yàn)收通車(chē)；通過(guò)近6個(gè)月運(yùn)行觀(guān)察，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，初步說(shuō)明加固方案可行。第二年夏季高溫期間又作了全面的檢測(cè)，仍未發(fā)現(xiàn)任何異常。

7. 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力曲線(xiàn)梁體內(nèi)力受溫度、徑向預(yù)應(yīng)力等諸多因素作用下復(fù)雜多變，在設(shè)計(jì)此類(lèi)曲線(xiàn)梁時(shí)應(yīng)充分考慮預(yù)應(yīng)力徑向扭轉(zhuǎn)力，采用雙支座、外側(cè)支座外移或拉壓支座或固結(jié)墩，避免類(lèi)似情況再次發(fā)生，保證運(yùn)營(yíng)行車(chē)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011.

[2]《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ2-2008.

[文章編號(hào)]1619-2737（2013）01-28-570

[作者簡(jiǎn)介] 姜彬（1975.12-），男，學(xué)歷：工學(xué)學(xué)士，職稱(chēng)：高級(jí)工程師，工作單位：南寧市城市建設(shè)投資發(fā)展有限責(zé)任公司，畢業(yè)院校：1997年畢業(yè)于西南交通大學(xué)橋梁工程。