許志凌

摘 要：本文以江肇高速公路為例，分析了高速公路橋梁在建設(shè)中存在的一些問題及設(shè)計隱患，在此基礎(chǔ)上，提出了高速公路橋梁獨柱墩加固設(shè)計與施工方案，旨在為高速公路橋梁建設(shè)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高速公路 獨柱墩 加固設(shè)計 施工技術(shù)

1.工程概況

廣東江肇高速公路是國家高速公路網(wǎng)珠江三角洲經(jīng)濟區(qū)外環(huán)高速公路中的重要的一段，主線全長107.7km，設(shè)計速度為100公里/小時，雙向六車道。由于橋面行車超重導(dǎo)致產(chǎn)生的力矩過大，獨柱墩設(shè)橋梁的抗傾覆能力變?nèi)?，橋梁結(jié)構(gòu)部件受力不均勻而造成橋梁偏載，支座脫空，進而造成橋梁整體平衡性失調(diào)而傾覆。因此，需對高速公路橋梁獨柱墩進行加固處理。加固處理方案包括：端橫梁設(shè)拉桿、橋墩加蓋梁改多支承以及端橫梁拉大支座間距等。

2.公路橋梁獨柱墩加固設(shè)計與施工

2.1橋梁獨柱墩抗傾覆驗算

2.1.1主要驗算依據(jù)

（1）南粵交通投資建設(shè)有限公司《獨柱墩連續(xù)箱梁橋橫向抗傾覆安全性評估驗算專題會議紀要》（[2015]80號）及其附件《獨柱墩橋梁橫向抗傾覆安全性評估驗算指導(dǎo)細則》

（2）廣東省交通運輸廳關(guān)于印發(fā)廣東省公路獨柱墩橋梁設(shè)計與整治工程指導(dǎo)意見的通知（粵交基[2015]1049號）及其附件《廣東省公路獨柱墩橋梁設(shè)計與整治工程指導(dǎo)意見》

2.1.2 獨柱墩抗傾覆驗算規(guī)定及條款

（1）橋梁結(jié)構(gòu)在持久狀況下，將不會改變結(jié)構(gòu)體系，其橫橋向抗傾覆性能驗算規(guī)定如下：

a.支座在荷載作用下應(yīng)處于受壓狀態(tài)。

b.連續(xù)梁橋在標準值組合下，其箱梁作用效應(yīng)需要滿足以下要求：

在上式中：kqf——抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)，其值一般取2.5；當(dāng)橋梁獨柱墩路段發(fā)生超載，其值需適當(dāng)提高；

Sbk，i ——使上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的效應(yīng)設(shè)計值；

Ssk，i——使上部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的效應(yīng)設(shè)計值；

li——第i個橋梁獨柱墩處失效支座與有效支座的支座中心間距，在傾覆失穩(wěn)極限狀態(tài)，各橋梁獨柱墩僅存在一個有效支座；

RGki——第i 個橋梁獨柱墩處失效支座的永久作用支反力，按全部支座有效的支承體系計算；

RQki——第i 個橋梁獨柱墩處失效支座的可變作用支反力，應(yīng)按照支座支承體系計算汽車荷載效應(yīng)，再按照各失效支座對應(yīng)的最不利布置形式取值。

（2）連續(xù)梁橋在標準值組合下，汽車荷載效應(yīng)分項系數(shù)為3.4 時，獨柱中墩支座轉(zhuǎn)角不得大于0.02rad；

其它說明：

①上述驗算汽車荷載考慮沖擊系數(shù)。

②在基本組合和汽車荷載效應(yīng)分項系數(shù)為3.4，活載及橫向分布系數(shù)均按照《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01-2014）取值。

2.2橋墩加蓋梁改多支承方案

2.2.1設(shè)計要點

經(jīng)驗算獨柱中間墩橋墩和樁基強度能滿足加固前提下，中墩可采用單支座改為橫向多支承體系。為了加強結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)變形能力，滿足抗傾覆要求，應(yīng)采用增設(shè)墩頂蓋梁的方式。本方案一般適用于箱梁寬度較小的情況。

根據(jù)建設(shè)條件和主要材料，可分為以下兩種方案：

（1）普通鋼筋混凝土蓋梁方案。在墩頂重新增設(shè)混凝土蓋梁，并對植筋和界面進行處理，以確?；炷辽w梁與原墩柱相互連接。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁方案。此方案是在普通鋼筋混凝土蓋梁上，結(jié)合受力需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束。

2.2.2施工要點

①橋墩搭設(shè)施工平臺及支架，按圖紙要求進行橋墩植筋。

②布設(shè)和澆注蓋梁、墊石鋼筋。對于預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁，應(yīng)布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線，待混凝土達到一定強度以后，方可進行預(yù)應(yīng)力張拉。

③限制交通。在支座墊石澆筑，應(yīng)按設(shè)計要求進行澆筑，并安裝新增支座，通過梁底植入的方式對鋼板錨栓進行調(diào)整，使梁底鋼板與支座緊密貼在一起，在箱梁底和梁底鋼板之間灌注環(huán)氧砂漿。在整個安裝過程中，要確保原支座的受力狀態(tài)不會改變。同時，在橡膠支座四周安裝限位措施。

④蓋梁和支座安裝完畢后，應(yīng)定期對加固后蓋梁和支座進行養(yǎng)護和監(jiān)測。

2.3端橫梁拉大支座間距方案

2.3.1設(shè)計要點

將過渡墩和橋臺位置處的多支承的間距拉大，可使端支座在基本組合下（單車道偏載，汽車荷載分項系數(shù)為3.4時）不出現(xiàn)負反力，即支座不出現(xiàn)脫空。

（1）過渡墩處增設(shè)蓋梁加固設(shè)計方案

①在原有墩身上植筋新建蓋梁，蓋梁高度根據(jù)計算確定，需在橋墩頂一定范圍側(cè)面相應(yīng)位置進行鑿毛、刻槽和植筋。

②結(jié)合空間及受力需要，新建蓋梁采用預(yù)應(yīng)力砼蓋梁或鋼筋砼蓋梁。

③立模澆筑新增蓋梁、墊石混凝土，對預(yù)應(yīng)力蓋梁待混凝土達到設(shè)計強度后張拉蓋梁預(yù)應(yīng)力（二次張拉工藝）。

④安裝新增支座。

⑤先在端橫梁的側(cè)面相應(yīng)位置進行鑿毛和植筋，綁扎端橫梁加長段鋼筋，立模澆筑端橫梁加長段及梁底調(diào)平塊。澆筑砼時，宜選擇在夜間車流量較小時澆筑。

（2）橋臺處拉開支座加固設(shè)計方案

①先在端橫梁的側(cè)面相應(yīng)位置進行鑿毛和植筋，以備下一步加長端橫梁。

②增大橋臺蓋梁截面，在相應(yīng)交界面上進行鑿毛、植筋。

③清除橋臺位置處原防撞擋塊，增設(shè)新的支座墊石、擋塊植筋。

④綁扎新增蓋梁鋼筋，立模澆筑新增蓋梁截面、新防撞擋塊和新支座墊石。宜選擇在夜間車流量較小時澆筑。

⑤安裝新增支座。

⑥綁扎端橫梁加長段鋼筋，立模澆筑端橫梁加長段砼及梁底調(diào)平塊。澆筑砼時，宜選擇在夜間車流量較小時澆筑。endprint

2.3.2施工要點

（1）新增蓋梁施工

①鑿毛：對墩身頂部相應(yīng)結(jié)合面進行鑿毛，表面要求平整，局部要粗糙，且鑿至堅實層，露出骨料。施工時不能使用大型機械，以免原有橋梁結(jié)構(gòu)損害。

②植筋：按設(shè)計圖紙進行植筋。植筋前應(yīng)先探明原橋墩墩柱鋼筋位置，核對標記植筋部位，若與墩柱鋼筋相沖突，可在原植筋位置旁稍做調(diào)整，但現(xiàn)場不得隨意調(diào)整植筋孔位置。植筋施工具體要求見后述植筋工藝說明。

③綁扎鋼筋：根據(jù)設(shè)計圖紙，將新增蓋梁鋼筋進行綁扎，形成鋼筋籠。蓋梁主筋須嚴格按照設(shè)計要求布置，架立筋和面層鋼筋如與預(yù)應(yīng)力鋼束、錨筋相沖突時，可適當(dāng)微挪鋼筋架立筋和面層鋼筋。

④預(yù)應(yīng)力鋼筋波紋管預(yù)埋。在預(yù)應(yīng)力鋼筋選用時，應(yīng)選用直徑為15.2mm的鋼筋，鋼絞線選用抗拉強度標準值fpk=1860MPa的鋼絞線。

⑤預(yù)應(yīng)力張拉：在鋼束張拉時，應(yīng)采用張拉預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)進行張拉，張拉端和錨固端應(yīng)選用合適的張拉錨具。同時，在蓋梁澆注以后，要確保砼強度達到設(shè)計要求的90%左右，且齡期應(yīng)大于7天。在鋼束張拉中，應(yīng)采用單端張拉方式，并以張拉力控制為主。一般情況下，張拉應(yīng)力控制在1302MPa。在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時，應(yīng)采用對稱交錯方式進行張位。

⑥預(yù)應(yīng)力鋼鉸線張拉完畢，嚴格禁止撞擊錨頭，鋼筋多余的長度應(yīng)用切割機切割。張拉灌漿后應(yīng)及時恢復(fù)槽口鋼筋并封錨。

⑦蓋梁砼澆筑完成后， 注意灑水養(yǎng)生， 以減少表面溫度裂縫的發(fā)生。

（2）橋臺蓋梁加固

①拆除原有橋臺擋塊：為了新建端支座，必須鑿除原有橋臺臺帽上防撞擋塊。鑿除過程中，應(yīng)避免震動過大對原橋臺蓋梁造成損傷。

②對橋臺臺后填料為中粗砂、石粉、石屑的橋臺，先對橋臺臺帽底1.5m高度范圍，采用袖閥管注漿固化處理（對橋臺臺后填料為粗粒土、砂性土的可不進行注漿處理），然后再從橋臺臺帽底進行開挖，邊開挖邊進行噴射混凝土進行防護，開挖高度約1.5m，露出部分臺帽底。

其鑿毛、植筋、綁扎鋼筋、混凝土澆筑工藝、預(yù)應(yīng)力張拉等施工同以上新增蓋梁施工。

3.結(jié)語

綜上所述，本文以江肇高速公路橋梁為例，分析了高速公路獨柱墩橋梁在應(yīng)用中存在的問題和隱患，并提出了以建設(shè)過程中加固設(shè)計與施工方法。通過對獨柱墩橋梁加固改造方案的研究，旨在為未來的橋梁建設(shè)提供依據(jù)。

參考文獻：

[1]姜振關(guān).高速公路匝道橋梁橫向爬移的原因以及加固處治方案[J].科技向?qū)В?011，5（8）：44.

[2]劉罡.邛名高速公路新店立交匝道橋梁跨高速公路施工[J].云南水力發(fā)電，2012，28（1）：59.endprint