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时间:2021-03-19
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1、立交桥加固设计论文1工程概况集灌路分离式立交桥位于厦漳高速公路厦门段,原桥名为官林头互通I-1桥,为左右幅分离的钢筋混凝土矮墩连续刚构箱梁,桥跨组合为(20.5+2×21.5+20.5)m,全长88.30m。单幅上部结构采用单箱三室混凝土箱梁,梁高1m,顶宽12.5m,底宽6.5m,腹板厚0.40m,顶底板厚0.25m。下部结构采用薄壁墩、单排3根Φ1.2m钻孔灌注桩基础,墩梁固结。桥址区基岩埋深大于40m,基础按摩擦桩设计。该桥于1997-07月竣工通车,检测发现该桥混凝土保护层厚度与设计值相比偏薄,梁体出现结构受力的横向裂缝,加固后粘贴的玻纤布老化,局部出现脱落,技术评定
2、为三类桥。改扩建需要将原有桥梁拼宽至8车道。主要技术标准如下:(1)设计荷载,老桥为汽—超20,挂—120;拼宽新梁为公路Ⅰ级;(2)设计车速为120km/h;(3)桥面宽度:老桥总宽26.0m,双向4车道,扩建后的桥梁总宽为42.0m,双向8车道,在老桥两侧各拼宽8.0m。(4)地震基本烈度为Ⅶ度。2扩建方案根据老桥现状调查、桥梁检测报告及静、动力荷载试验结果,经过综合分析,认为老桥经加固后可以继续正常运营。桥梁扩建方案为:保留老桥并采取一定的加固措施,新建结构类型相同或相近的新桥,通过翼缘板湿接缝连接新老桥梁,最后形成双向8车道的桥梁结构。2.1结构体系分析5学海无涯鉴于
3、老桥采用墩梁固结矮墩连续刚构体系,在同跨径桥梁中比较少见,为考察箱梁病害是否结构体系的问题,是否需要利用体系转换来改善当前结构受力状态,拼宽新桥采用何种结构形式比较有利,对如下2种不同结构体系进行分析比较:体系1:维持原有结构体系不变,进行加固、拼宽;体系2:解除2个边墩的墩梁固结,维持中墩固结,进行加固、拼宽。采用midasCivil程序,以老桥为例,建立结构体系对比计算模型,主要考察箱梁边跨跨中截面、中跨跨中截面、边墩墩顶截面、中墩墩顶截面的面内弯矩以及边墩墩底推力的差异。体系1与体系2计算结果的比值为1.012~1.112,结构体系的影响对桥梁上部箱梁结构受力影响并不显
4、著。因此,老桥加固以及新桥设计仍然采用原有的矮墩连续刚构体系,以避免老桥因体系变化导致次生病害产生,并保证活载作用下新老桥横向变形比较一致。2.2新桥结构新桥采用与老桥相同的跨径及上下部结构,以保证外观一致且变形协调。桥跨组合为20.5m+2×21.5m+20.5m,全长88.30m。上部结构采用单箱双室混凝土箱梁,梁高1m,顶宽8.0m,底宽5.5m,腹板厚0.40m,顶底板厚0.25m。薄壁墙式墩,墩身宽度3.0m,厚度0.6m,单排2根Φ1.2m钻孔灌注桩基础,墩梁固结;肋式台、双排4根Φ1.2m钻孔灌注桩基础。2.3老桥加固为确保桥梁能够安全、正常的运营,在拼宽之前,
5、必须对老桥进行加固,以提高既有结构的承载能力、耐久性。按照“老桥老规范、新桥新规范”的原则进行维修加固,即对原桥的结构验算仍然采用85年颁布的相关规范(简称旧规范),但加固工程中涉及的材料、工艺等部分,执行最新颁布的规范(简称新规范)。除一般病害(如非结构性裂缝,混凝土表层破损、脱落,支座老化、破坏等)采用常规处治措施外,对主要病害箱梁腹板、底板裂缝,需进一步研究合理的维修加固措施。2.3.1老桥主要病害主要病害为箱梁腹板、底板裂缝、玻纤布老化,第4跨梁底玻纤布局部脱落,梁体出现超限宽的横向受力裂缝,梁底共13条横向裂缝,缝宽0.18~0.28mm,共计缝长22.1m。核查以
6、往养护、桥检资料,该桥在粘贴玻纤布加固之前的主要病害为:梁侧腹板存在较多裂缝,均为竖向裂缝,右幅第1~3跨梁侧腹板裂缝部分延伸至梁底,左幅第1跨梁侧裂缝部分延伸至梁底,最大缝宽0.20mm;左幅第2跨1/4L~3/4L、第3跨1/4L~3/4L存在梁底横向裂缝,最大缝宽0.10mm。2.3.2病害成因分析5学海无涯经过综合分析,产生上述病害的主要原因如下:(1)施工措施不当,施工中混凝土震捣不密实、钢筋位置偏差、保护层过薄、养护欠妥当等,造成混凝土质量不均匀,在受到较大荷载时,沿腹板产生的表面裂缝易与受拉区裂缝相连接[。(2)腹板侧面裂缝部分从梁底向上开裂,梁底面出现横向裂缝
7、,均与主筋垂直,属于梁受拉区出现的弯曲裂缝,说明结构抗力不足。(3)刚构桥属于超静定结构,混凝土收缩、徐变、温度变化等都会对结构产生附加应力,导致混凝土开裂。2.3.3加固方案综合考虑加固效果、施工便利性及加固施工过程中的通车要求等因素,在清理混凝土表面,对裂缝灌浆、封闭后,采用高强不锈钢铰线网-渗透性聚合物砂浆技术进行加固,施加预应力高强钢铰线网提高结构的承载能力,抗剪与抗弯加固的不锈钢铰线分别采用Φ3.2mm和Φ4.8mm规格,种类均为6×7+IWS,同时通过在外表面涂刷3cm厚度的配套高强渗透性砂
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