立交桥加固设计论文.doc

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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