曲线独柱墩连续箱梁抗倾覆加固设计实践

1、曲线独柱墩连续箱梁抗倾覆加固设计实践引言在城市高架、城市立交桥以及高速大路的匝道桥建设中，独柱式桥墩继续梁桥因为具有结构轻松，桥下通透性好、视野开阔，易适应地形，下部工程量小等优点而在桥梁工程中广泛采用，在许多跨线桥的空间位置受到限制的状况下，往往成了唯一的桥型抉择。但是，随着独柱继续箱梁桥应用的推广，很多过去未曾预料到的问题渐渐显现出来，其中最引人注目的要属桥梁整体倾覆的问题。如2022年8月24日，哈尔滨阳明滩跨江大桥一段引桥发生整体塌落，造成不小的经济损失和极为不良的社会影响。箱梁桥倾覆过程是在活载的倾覆作用下，上部结构整体失去平衡的破坏。结构倾覆时，事前并无显然表征，其危害性极大。因此

2、，对已建继续箱梁配独柱墩桥型的横向整体抗倾覆能力举行验算，并对不满意要求的箱梁举行加固设计就成了当前一个重要课题。验算力学模型的建立及求解桥梁在一个平面内，由若干个支座支承，要发生整体倾覆，总是存在一个翻转轴，在外力的变化下，这个翻转轴的一个方向翻转的力矩不断增大，达到并超过了囫囵结构对于这个翻转轴所能承受的抵挡翻转力矩，整体结构就会发生翻转并倾覆。随意两个最外侧支座的连线就构成一个翻转轴,当翻转轴外侧的活载力矩过大,超过箱梁自重所能承受的抵挡力矩后,箱梁整体将向偏载一侧翻转。为了分析桥梁横向抗倾覆能力,先做出以下假设,以简化问题：(1)桥梁整体简化为一个平面结构；(2)桥梁纵横向强度、刚度满

3、意要求,即不会发生除横向倾覆失稳以外的其他破坏形式；(3)计算抗倾覆能力时,不考虑桥梁变形对受力的影响，即假定桥梁整体上部结构为刚体。可以用抗倾覆稳定系数作为评价继续梁桥抗倾覆能力的指标，计算公式如下。式中：抗倾覆稳定系数；使上部结构倾覆的作用效应；使上部结构稳定的作用效应。现行大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2022）中未对箱梁上部结构抗倾覆稳定性验算举行规定，本次验算参考大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（征求看法稿）第4.1.9条，该条规定如下：采用整体式断面的中小跨径梁桥应举行上部结构抗倾覆验算。上部结构的抗倾覆稳定系数应满意下式要求：式中：抗倾覆稳定系数

4、；使上部结构倾覆的汽车荷载（含冲击作用）标准值效应；使上部结构稳定的作用效应标准组合。原设计结构概况本文加固项目为某互通立交匝道桥的一联箱梁，跨径组合为：2*20+19.3m。上部结构为钢筋混凝土继续箱梁，箱梁平面位于A=179.444，R=230的缓和线和圆曲线上，桥面宽8.5m。过渡墩采用D=100cm的双柱墩，支座间距2.5m；桩基采用两根D=120cm的钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩中心间距320cm；桩、墩间采用厚150cm的承台相连。非过渡墩采用D=120cm独柱墩，墩柱中心与箱梁中心重合；桩基采用两根D=120cm的钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩中心间距320cm；桩、墩间采用厚150cm的

5、承台相连。结构加固措施按照以上验算结果及施工条件的要求，为保证结构的抗倾覆稳定平安性，设计加固方案在原有独柱墩的外侧包裹混凝土形成圆端形板式墩。墩身横桥向宽3.5m，顺桥向宽1.5m，两端设D=1.5m圆弧，以弱化墩身体量，改善加固后结构的景观效果。墩顶横桥向设两个支座，支座间距2.5m，加强结构抗倾覆性能。经上述墩身加固处理，中间非过渡墩均采用双支座，箱梁倾覆轴线发生变化，箱梁加固。1、植筋混凝土表面处理：按照要求并结合现场测量定位，在墩柱、承台新旧混凝土结合面，凿除68mm厚的表层砂浆，使坚实的混凝土石外露，并凿成高低不平的粗糙面，再用钢丝轮清除表面浮浆，剔除表层疏松物。钻孔植筋：依照要求

6、放出需钻孔的位置，并用钢筋测试仪探明原桥钢筋位置，调节并终于决定钻孔位置，然后钻孔。钻孔时应避开碰及原有钢筋。孔径和孔深应严格按设计要求施工。灌入植筋的粘合剂应采用符合要求的产品，施工工艺务必符合植筋技术要求。为削减钻孔对截面的减弱，植筋钻孔应分两批举行，相邻钢筋应间隔先后施工。待第一批植筋胶固化后方可举行其次批钢筋的钻孔施工。2、安装梁底调平钢板按照调平钢板四角高度，加工调平钢板成楔形。钢板加工前需对箱梁对应位置进测量，可按照现场状况对钢板四角高程举行适当调节，保证钢板安装后，其顶面与梁底面密贴，钢板底面水平。凿除钢板黏贴区混凝土表面的表层砂浆，使坚实的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面，表面不平处应用尖凿轻凿整平，剔除表层疏松物。按照调平钢板锚栓孔、支座钢板锚栓孔位置举行钻孔，匀称涂抹环氧树脂砂浆，采用锚栓固定调平钢板。3、浇注墩柱混凝土立模浇注墩柱混凝土，新老砼结合面在砼浇注之前均刷(或喷)界面胶，留意预埋支座垫石的预埋钢筋。4、顶升箱梁、增强支座顶升箱梁施工时应封闭交通。支座更换应采用整联顶升，横桥向务必严格同步。顶升梁体的暂时支架应满意强度、刚度及稳定性的要求。新支座施工完毕后拆除原有支座。本联箱梁恒载总重约880吨。小结本文以箱梁整体刚性假设为基础，采用大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（征求看法稿）的抗倾覆稳定计算公式，验算了某互通立交