曲線獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁抗傾覆加固設(shè)計(jì)實(shí)踐

1、曲線獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁抗傾覆加固設(shè)計(jì)實(shí)踐引言在城市高架、城市立交橋以及高速大路的匝道橋建設(shè)中，獨(dú)柱式橋墩繼續(xù)梁橋因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)輕松，橋下通透性好、視野開闊，易適應(yīng)地形，下部工程量小等優(yōu)點(diǎn)而在橋梁工程中廣泛采用，在許多跨線橋的空間位置受到限制的狀況下，往往成了唯一的橋型抉擇。但是，隨著獨(dú)柱繼續(xù)箱梁橋應(yīng)用的推廣，很多過(guò)去未曾預(yù)料到的問(wèn)題漸漸顯現(xiàn)出來(lái)，其中最引人注目的要屬橋梁整體傾覆的問(wèn)題。如2022年8月24日，哈爾濱陽(yáng)明灘跨江大橋一段引橋發(fā)生整體塌落，造成不小的經(jīng)濟(jì)損失和極為不良的社會(huì)影響。箱梁橋傾覆過(guò)程是在活載的傾覆作用下，上部結(jié)構(gòu)整體失去平衡的破壞。結(jié)構(gòu)傾覆時(shí)，事前并無(wú)顯然表征，其危害性極大。因此

2、，對(duì)已建繼續(xù)箱梁配獨(dú)柱墩橋型的橫向整體抗傾覆能力舉行驗(yàn)算，并對(duì)不滿意要求的箱梁舉行加固設(shè)計(jì)就成了當(dāng)前一個(gè)重要課題。驗(yàn)算力學(xué)模型的建立及求解橋梁在一個(gè)平面內(nèi)，由若干個(gè)支座支承，要發(fā)生整體傾覆，總是存在一個(gè)翻轉(zhuǎn)軸，在外力的變化下，這個(gè)翻轉(zhuǎn)軸的一個(gè)方向翻轉(zhuǎn)的力矩不斷增大，達(dá)到并超過(guò)了囫圇結(jié)構(gòu)對(duì)于這個(gè)翻轉(zhuǎn)軸所能承受的抵擋翻轉(zhuǎn)力矩，整體結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)并傾覆。隨意兩個(gè)最外側(cè)支座的連線就構(gòu)成一個(gè)翻轉(zhuǎn)軸,當(dāng)翻轉(zhuǎn)軸外側(cè)的活載力矩過(guò)大,超過(guò)箱梁自重所能承受的抵擋力矩后,箱梁整體將向偏載一側(cè)翻轉(zhuǎn)。為了分析橋梁橫向抗傾覆能力,先做出以下假設(shè),以簡(jiǎn)化問(wèn)題：(1)橋梁整體簡(jiǎn)化為一個(gè)平面結(jié)構(gòu)；(2)橋梁縱橫向強(qiáng)度、剛度滿

3、意要求,即不會(huì)發(fā)生除橫向傾覆失穩(wěn)以外的其他破壞形式；(3)計(jì)算抗傾覆能力時(shí),不考慮橋梁變形對(duì)受力的影響，即假定橋梁整體上部結(jié)構(gòu)為剛體。可以用抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)作為評(píng)價(jià)繼續(xù)梁橋抗傾覆能力的指標(biāo)，計(jì)算公式如下。式中：抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；使上部結(jié)構(gòu)傾覆的作用效應(yīng)；使上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用效應(yīng)?，F(xiàn)行大路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2022）中未對(duì)箱梁上部結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算舉行規(guī)定，本次驗(yàn)算參考大路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（征求看法稿）第4.1.9條，該條規(guī)定如下：采用整體式斷面的中小跨徑梁橋應(yīng)舉行上部結(jié)構(gòu)抗傾覆驗(yàn)算。上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)滿意下式要求：式中：抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)

4、；使上部結(jié)構(gòu)傾覆的汽車荷載（含沖擊作用）標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)；使上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)概況本文加固項(xiàng)目為某互通立交匝道橋的一聯(lián)箱梁，跨徑組合為：2*20+19.3m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土繼續(xù)箱梁，箱梁平面位于A=179.444，R=230的緩和線和圓曲線上，橋面寬8.5m。過(guò)渡墩采用D=100cm的雙柱墩，支座間距2.5m；樁基采用兩根D=120cm的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁中心間距320cm；樁、墩間采用厚150cm的承臺(tái)相連。非過(guò)渡墩采用D=120cm獨(dú)柱墩，墩柱中心與箱梁中心重合；樁基采用兩根D=120cm的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁中心間距320cm；樁、墩間采用厚150cm的

5、承臺(tái)相連。結(jié)構(gòu)加固措施按照以上驗(yàn)算結(jié)果及施工條件的要求，為保證結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定平安性，設(shè)計(jì)加固方案在原有獨(dú)柱墩的外側(cè)包裹混凝土形成圓端形板式墩。墩身橫橋向?qū)?.5m，順橋向?qū)?.5m，兩端設(shè)D=1.5m圓弧，以弱化墩身體量，改善加固后結(jié)構(gòu)的景觀效果。墩頂橫橋向設(shè)兩個(gè)支座，支座間距2.5m，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗傾覆性能。經(jīng)上述墩身加固處理，中間非過(guò)渡墩均采用雙支座，箱梁傾覆軸線發(fā)生變化，箱梁加固。1、植筋混凝土表面處理：按照要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位，在墩柱、承臺(tái)新舊混凝土結(jié)合面，鑿除68mm厚的表層砂漿，使堅(jiān)實(shí)的混凝土石外露，并鑿成高低不平的粗糙面，再用鋼絲輪清除表面浮漿，剔除表層疏松物。鉆孔植筋：依照要求

6、放出需鉆孔的位置，并用鋼筋測(cè)試儀探明原橋鋼筋位置，調(diào)節(jié)并終于決定鉆孔位置，然后鉆孔。鉆孔時(shí)應(yīng)避開碰及原有鋼筋。孔徑和孔深應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。灌入植筋的粘合劑應(yīng)采用符合要求的產(chǎn)品，施工工藝務(wù)必符合植筋技術(shù)要求。為削減鉆孔對(duì)截面的減弱，植筋鉆孔應(yīng)分兩批舉行，相鄰鋼筋應(yīng)間隔先后施工。待第一批植筋膠固化后方可舉行其次批鋼筋的鉆孔施工。2、安裝梁底調(diào)平鋼板按照調(diào)平鋼板四角高度，加工調(diào)平鋼板成楔形。鋼板加工前需對(duì)箱梁對(duì)應(yīng)位置進(jìn)測(cè)量，可按照現(xiàn)場(chǎng)狀況對(duì)鋼板四角高程舉行適當(dāng)調(diào)節(jié)，保證鋼板安裝后，其頂面與梁底面密貼，鋼板底面水平。鑿除鋼板黏貼區(qū)混凝土表面的表層砂漿，使堅(jiān)實(shí)的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面，表面不平處應(yīng)用尖鑿輕鑿整平，剔除表層疏松物。按照調(diào)平鋼板錨栓孔、支座鋼板錨栓孔位置舉行鉆孔，勻稱涂抹環(huán)氧樹脂砂漿，采用錨栓固定調(diào)平鋼板。3、澆注墩柱混凝土立模澆注墩柱混凝土，新老砼結(jié)合面在砼澆注之前均刷(或噴)界面膠，留意預(yù)埋支座墊石的預(yù)埋鋼筋。4、頂升箱梁、增強(qiáng)支座頂升箱梁施工時(shí)應(yīng)封閉交通。支座更換應(yīng)采用整聯(lián)頂升，橫橋向務(wù)必嚴(yán)格同步。頂升梁體的暫時(shí)支架應(yīng)滿意強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的要求。新支座施工完畢后拆除原有支座。本聯(lián)箱梁恒載總重約880噸。小結(jié)本文以箱梁整體剛性假設(shè)為基礎(chǔ)，采用大路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（征求看法稿）的抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算公式，驗(yàn)算了某互通立交