高速公路橋梁加固施工技術要點分析

王東闊

江蘇捷達交通工程集團有限公司

高速公路橋梁加固施工技術要點分析

王東闊

江蘇捷達交通工程集團有限公司

國家實施“十三五”發(fā)展規(guī)劃目標以來，國內(nèi)交通運輸業(yè)的發(fā)展，致使我國公路建設發(fā)生了翻天覆地的改變，高速公路一條條的建成，高速橋梁的一座座架設，這些都將昭示著我國社會的全面發(fā)展已進入一個嶄新的篇章。橋梁作為連接道路的樞紐，其質(zhì)量、安全對高速公路是否可以正常的運營發(fā)揮著關鍵性作用。然而，隨著新建高速公路的投入運營，隨著橋梁荷載力的加強以及材料結(jié)構的性能的日漸疲勞、以及橋梁的長期運行環(huán)境等因素的影響下，總會出現(xiàn)一些不同程度的損壞現(xiàn)象，而這些病害如得不到及時處理，不僅直接影響高速公路的通行質(zhì)量，損害嚴重的可能直造成不可逆轉(zhuǎn)的交通事故。因此，針對橋梁運行的現(xiàn)狀，對既有橋梁進行維修加固是擺在我們面前亟需解決的重大課題。基于此，文章以寧杭高速公路土城頭路上跨橋梁為例，對該橋梁的加固施工主要技術進行研究分析，以供參考。

高速公路；橋梁加固；施工要點

1 案例分析

寧杭高速公路二期全線采用雙向8車道標準建設，該路段行車速度設計為120km/h，現(xiàn)有路基寬度42m，分離式路基的有效寬度為2×21m，該路段其它建設標準按照《公路工程技術標準》(JTG BO1-2003)規(guī)范執(zhí)行。土城頭路上垮橋是寧杭高速公路主線上重要的節(jié)點橋梁，下為當?shù)刂饕ㄐ械缆吠脸穷^路。土城頭上垮橋跨徑為4×30m，橋梁的上部結(jié)構主要是混凝土空心板，橋長125.65m正交，橋梁下部結(jié)構的橋墩為雙柱式、橋臺為肋板式、橋梁的基礎部分為鉆孔灌注樁施工。

2 土城頭上垮橋梁主要病害及成因

2.1 梁橋混凝土空心板病害

對土城頭路上垮橋空心板預制結(jié)束時，我們發(fā)現(xiàn)梁板連續(xù)端的端頭的受力筋和錨墊板的位置存在異樣，通過對其核查發(fā)現(xiàn)其外側(cè)鋼筋、內(nèi)側(cè)鋼筋以及內(nèi)外側(cè)鋼筋均在箍筋外。168片梁板中有132片梁板的抗彎矩受力筋在箍筋外側(cè)，這樣會造成空心板受力筋握裹力失效，空心板兩端都存在問題的有61片，空心板一端存在這種問題的有58片。因此，該橋梁空心板大部分都存在質(zhì)量病害，對其采取補強措施完全有必要。

2.2 病害原因分析

土城頭路上垮橋30m空心板于2012年7月12日預制，由于施工方采購的錨墊板尺寸偏大，在預制過程中再加上工人對鋼筋的綁扎缺乏規(guī)范性，從而導致梁板連續(xù)端受力筋和錨墊板位置異樣，與實際設計圖紙不相符。通過查閱設計圖紙發(fā)現(xiàn)，原設計圖對所有負彎矩受力筋均為箍筋內(nèi)側(cè)，而在實際施工中有大多數(shù)負彎矩受力筋在箍筋外側(cè)，造成梁板連續(xù)端受力筋握裹力失效嚴重。

3 土城頭路上垮橋空心板的加固措施

根據(jù)30m空心板的結(jié)構現(xiàn)狀，對其通過結(jié)構驗算分析，本次空心板的補強設計必須遵循施工簡便、造價合理以及安全可靠的原則，通過預應力套箍鑲嵌法對空心板進行補強加固施工。

第一，為使板端腹板具備較強的受彎能力，把現(xiàn)澆混凝土沿著空心板的空腔向內(nèi)延伸穿越平滑段（80cm），充分至內(nèi)腔縱向30cm的范圍，以此構成一個像楔子一樣的套箍鑲嵌體。如此一來，形成的楔形體混凝土在凝固時會形成一個類似“反八字墻”，其與兩側(cè)的腹板能夠緊密的咬合，將現(xiàn)澆段的反八字與空心板的兩側(cè)腹板牢固的扣在一起，從而增強空心板的板端與現(xiàn)澆段的整體受力，這樣既增強了抗剪力，又形成了較好的抗彎效果。

第二，為了控制楔形體混凝土對空心板頂板的翹頂問題，在進行補強施工時，將空心板空腔頂板粘上厚1 cm泡沫板。一般情況下，空心板跨中正常承受的撓度值在1.5cm左右，最大極限值可達3.3cm。當處于極限撓度值時，楔形體的外端和頂板之間距離僅為0.5cm，而由于楔形體混凝土的收縮以及重力作用等的影響，造成該距離通常會大于0.5cm。由此可知，楔形體混凝土對空心板的頂板不會造成翹板現(xiàn)象。

4 加固后的數(shù)值計算

4.1 補強后的承載能力極限狀態(tài)分析

通過對各個節(jié)點按照極限荷載組合進行承載力的計算可知，空心板的上緣抗彎能力以及抗剪強度均符合設計要求，計算結(jié)果見表1數(shù)據(jù)。

表1 補強后現(xiàn)澆連續(xù)段受力狀態(tài)計算結(jié)果

4.2 補強后正常使用極限狀態(tài)分析

土城頭上跨橋梁以A類預應力構件進程驗算，其在正常使用極限狀態(tài)下驗算其裂縫寬度。根據(jù)規(guī)范中對預應力混凝土構件最大裂縫寬度應＜0.20mm的要求，其計算結(jié)果見表2所示。

表2 補強后的現(xiàn)澆連續(xù)段裂縫寬度計算結(jié)果（單位：mm）

根據(jù)上述計算結(jié)果：采取補強措施后的空心板現(xiàn)澆部分抗彎承載上緣的裂縫均＜0.20mm,符合設計要求。

[1]李航.高速公路橋梁加固施工技術與及質(zhì)量控制探究[J].黑龍江交通科技,2015(5):119.

[2]王鏡越.探討山區(qū)高速公路橋梁施工技術要點[J].黑龍江交通科技,2014(7):144.

[3]王雪梅.碳纖維加固橋梁結(jié)構及其應用研究[D].重慶交通大學,2014.

[4]饒遷根.夯實水泥土楔形樁復合地基法加固高速公路軟土地基的技術評估[D].湖南工業(yè)大學,2014.