張舜 楊耀生 徐贊

摘 要：等截面現(xiàn)澆箱梁常用于互通體系中，是高速互通中必不可少的組成部分。該結(jié)構(gòu)具有整體性較好等優(yōu)勢，但在使用中也出現(xiàn)了諸多病害。依托賀蘭互通立交，對其等截面現(xiàn)澆箱梁匝道橋病害展開分析研究，并提出對應(yīng)的處理技術(shù)和施工工藝方案，以期減少病害的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：匝道橋；連續(xù)箱梁；病害；裂縫

1 工程實例

賀蘭互通立交位于銀川繞城高速北段，主要由賀蘭立交1橋、B2匝道橋、C匝道橋、D匝道橋以及E1匝道橋構(gòu)成。該互通立交均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，賀蘭立交1橋、B2匝道橋、E1匝道橋均為7×25 m跨徑布置，C匝道橋為3×25 m跨徑布置，D匝道橋為6×25 m跨徑布置。該互通立交下部結(jié)構(gòu)為獨柱或雙柱式墩和肋板臺。

2 工程問題

由于匝道較多，現(xiàn)以B2匝道橋為主，論述該類結(jié)構(gòu)主要病害。該橋分為兩聯(lián)，第一聯(lián)4跨，第二聯(lián)3跨，橋梁立面如圖1所示。

2.1 橋面系

（1）橋面鋪裝出現(xiàn)坑槽兩處。

（2）該匝道橋設(shè)置3道伸縮縫，均出現(xiàn)沙石堵塞問題。

（3）護欄以及欄桿多出現(xiàn)豎向裂縫問題。

2.2 上部結(jié)構(gòu)

翼板出現(xiàn)3條橫向裂縫，多位于跨中附近；腹板出現(xiàn)3條豎向裂縫，多位于跨中附近；距聯(lián)端100 cm處出現(xiàn)3條L形裂縫，自翼板延伸至底板，且伴有泛堿滲水現(xiàn)象。L形裂縫如圖2所示。

2.3 下部結(jié)構(gòu)

（1）橋墩出現(xiàn)5條豎向裂縫及1處砼破損。裂縫多處于墩底，1條從墩底延伸至墩頂。

（2）護坡勾縫部分脫落且伴有沉降現(xiàn)象。

2.4 支座

支座出現(xiàn)2處剪切變形且伴有輕微脫空，獨柱墩處出現(xiàn)2處病害，剪切偏向于彎橋所處圓弧內(nèi)側(cè)，程度范圍為10°～15°。

3 病害形成因素

3.1 跨中腹板豎向裂縫、翼板橫向裂縫

為防止跨中腹板產(chǎn)生豎向裂縫、翼板出現(xiàn)橫向裂縫，減小連續(xù)梁梁高并施加預(yù)應(yīng)力鋼束，以提高結(jié)構(gòu)承載力。但在施工過程中，很難避免一些實際問題，例如預(yù)應(yīng)力鋼束由于混凝土腹板的反力無法完全到達設(shè)計值，造成預(yù)應(yīng)力損耗；預(yù)應(yīng)力鋼束位置發(fā)生偏移，未能在最合理受力區(qū)受力，上述情況均會造成預(yù)應(yīng)力損耗，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力降低。在結(jié)構(gòu)使用過程中，車輛來往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)逐步疲勞損傷，發(fā)生疲勞形變，以致結(jié)構(gòu)剛度減小，進而結(jié)構(gòu)承載力下降。由于承載力下降，腹板處出現(xiàn)豎向裂縫，底板出現(xiàn)橫向裂縫，嚴重時可能出現(xiàn)腹板豎向裂縫與底板橫向裂縫交接，生成L形裂縫。

3.2 梁端L形裂縫

梁端L形裂縫主要是由梁體兩側(cè)溫度應(yīng)力不同、腹板水平縱向抗裂配筋不足造成的[1]。溫度應(yīng)力造成腹板拉應(yīng)力超限，當(dāng)陽光輻射在一側(cè)時，受輻射一側(cè)溫度升高產(chǎn)生纖維膨脹，帶動另一側(cè)伸長，導(dǎo)致另一側(cè)相對低溫區(qū)的腹板受拉，加上腹板水平縱向抗裂配筋不足，容易形成豎向開裂。

3.3 護坡沉降及勾縫脫落

護坡沉降時由于護坡土質(zhì)疏松，逐漸松散，價值基礎(chǔ)夯實程度不足[2]。在自重作用下，護坡逐漸下沉。同時，由于橋面車輛來往，在上下橋過程中因道路不平整發(fā)生顛簸，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，發(fā)動機運作產(chǎn)生振動，致使橋梁上部結(jié)構(gòu)發(fā)生振動，由于支座在豎向剛度較大、阻尼較小，處于彈性階段，無法耗能，只能將振動下傳至下部結(jié)構(gòu)。在護坡位置，自身振動頻率難免會與復(fù)雜的車輛產(chǎn)生的振動發(fā)生擬合，產(chǎn)生共振，使得結(jié)構(gòu)逐步松散，導(dǎo)致勾縫脫落、下沉。

3.4 支座剪切變形

由于匝道橋多為彎橋、斜橋，橫坡較一般直橋大，且由于該種橋梁較窄，以往橋梁下部結(jié)構(gòu)多使用經(jīng)濟、美觀的獨柱墩，結(jié)構(gòu)沿梁底方向與垂直于梁底方向進行正交分解后，存在一個沿梁底的分力，使得獨柱墩處支座受到額外的水平力發(fā)生剪切變形，而非僅受豎直力影響。梁體自重分解如圖3所示。

4 病害防治措施

4.1 上部結(jié)構(gòu)

在施工過程中，預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)依照施工圖紙布置，與掛籃支架、普通鋼筋碰撞時，應(yīng)以預(yù)應(yīng)力管道位置為主?；炷连F(xiàn)澆前應(yīng)進行大量試驗，以驗證混凝土最佳的骨料級配和配合比等性能[3]。在澆筑時，應(yīng)對其進行充分的振搗，避免混凝土內(nèi)部出現(xiàn)大量氣泡與空洞，特別是在預(yù)應(yīng)力管道處，一面混凝土與預(yù)應(yīng)力無法良好地結(jié)合，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。在脫模后，應(yīng)及時將空洞修補好。做好養(yǎng)護工作，避免混凝土干縮、塑型收縮、水化熱裂縫等問題產(chǎn)生。

4.2 下部結(jié)構(gòu)

在澆筑橋墩過程中保持連續(xù)的振搗，鋼筋間距以及位置依照設(shè)計圖紙布置，箍筋綁扎應(yīng)注意扎絲方向的不一致，防止部分矮墩由于人為原因發(fā)生剪切破壞。養(yǎng)護需要到位，避免產(chǎn)生干縮、塑型收縮裂縫。

在護坡施工中，基礎(chǔ)部位土質(zhì)需夯實，護坡結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)嚴密，不應(yīng)出現(xiàn)較大間隙，保持護坡整體性良好。

4.3 支座

支座應(yīng)使用承載力稍大的型號，加裝限位裝置，避免在橋梁自重與車輛荷載組合作用下發(fā)生側(cè)翻，正確引導(dǎo)車輛行駛路線，避免偏心矩過大造成不必要的損害。

5 結(jié)語

現(xiàn)澆箱梁廣泛應(yīng)用于各類匝道體系，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)始終保證處于彈性階段，下部結(jié)構(gòu)應(yīng)注意塑型角區(qū)域的鋼筋，我國現(xiàn)階段已不再修建獨柱墩結(jié)構(gòu)，但是對于已有的獨柱墩結(jié)構(gòu)，需要定期排查、檢測、維護。

[參考文獻]

[1] 思曉龍.正交異性板鋼箱梁橋溫度應(yīng)力場研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2019.

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[3] 馬軍海.基于全壽命的橋梁設(shè)計過程及其在混凝土連續(xù)梁橋中的應(yīng)用[D].上海：同濟大學(xué)，2008.