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【摘要】介绍南宁市快速环道青竹立交D匝道桥台内侧支座脱空加固处理，措施包括箱梁、桥台基础钻孔、腹板处植螺栓、钢筋加大尺寸、安装钢拉杆进行张拉、并作防腐处理、封闭。
【关键词】曲线箱梁桥；支座脱空；加固施工
1. 原设计桥梁结构概况
南宁市快速环道青竹立交D匝道桥为5×30米一联等截面预应力砼连续梁。箱梁采用单箱单室截面、等高度腹板，截面高度1.80米，顶板宽度8.50米，底板宽度4.30米，跨中设置一道中横隔梁。本桥平面处于一个R=300米的右偏圆曲线和一个R=150米的右偏圆曲线以及一段缓和曲线内。本桥桥台为重力式台，桥墩均采用单柱方形桥墩，桩基础为钻孔灌注桩。在3号、4号墩顶支座设置了15厘米的预偏心，在桥台顶设置GPZ3000DX及GPZ3000SX两个盆式支座；中墩各设置一个GPZ8000DX或GPZ8000GD支座，全桥在0号台和5号台各设置一道GQF-MZL80型伸缩缝。桥梁的两侧设置墙式防撞栏，桥面弯道超高横坡最大为6%。
2. 桥梁施工情况
上部结构现浇预应力砼和预应力张拉完成后，大约5个月后进行了桥面铺装和防撞栏施工，在进行桥梁交工验收检查时发现两桥台靠曲线内侧支座悬空，在气温最高时悬空达6cm左右。
3. 支座原因分析
（1）该桥施工过程实行严格监理工程师制度，有监理旁站人员全过程控制；各级质量监督部门参与跟踪检查监督；施工单位也建立了三级质量体系和完善的质量检查制度，保证了桥梁施工的每一道工序严格按照原设计图纸和施工规范进行。发现支座脱空后，建设单位要求设计单位对设计资料重新计算，施工单位也认真查阅施工过程的原始记录，特别是砼灌注与预应力张拉记录，同时又聘请了省市交通部门、西南交通大学、同济大学，全国弯梁桥专家等多位教授和专家多次对此支座脱空进行研究分析，初步推定其支座脱空为浇筑防撞栏后三个月在夏季高温期间产生。通过对各墩台在恒载活载作用下的支座反力进行了验算，验算时箱梁顶、底板按升降温5度（三角形）考虑温度影响，基础不均沉降按5毫米计算，其它如恒载、预应力效应、活载等计算按原设计文件和规范执行。对D匝道桥原设计进行空间分析，结果见表1：
（2）从上述表中的计算结果可以看出，计算结果与目前内侧支座脱空实际情况基本相符，经分析内侧支座在恒载+桥面板升温+沉降的工况下将产生约50吨的拉力，致使内侧支座脱空。因为预应力曲线梁桥内力受温度、径向预应力等诸多因素作用下复杂多变，支座脱空产生的主要原因是设计时对预应力产生的径向力的扭转作用考虑不足。梁部及桥面系恒载在横桥向的不平衡效应、预应力效应（对曲线内侧有向心力）、混凝土收缩徐变以及温变效应等综合作用下，使梁体向曲线外侧产生扭曲变形，最后导致0号、5号台内侧支座脱空。
4. 加固处理措施
4.1加固处理设计采用的空间有限元分析软件为MIDASCIVIL（V6.33韩国版），方案为专家方案论证会一致通过的桥台内侧张拉预应力钢拉杆。预应力钢拉杆的具体位置为桥台处距箱梁右侧内侧防撞墙内缘145cm（即距离箱梁翼缘根部15cm），张拉力为800KN。预应力钢拉杆及其配套锚具均具均采用40Cr钢材，抗拉强度δb=980MPa，屈服点为=785MPa，预应力钢拉杆直径为80。
4.2加固处理分析时模拟施工过程，首先拆除内侧支座约束，试算使已脱空的内侧支座位置处的竖向位移刚好等于脱空值（即支座压实，按一天中最低温度时脱空值算）所需的拉杆预加力，之后变更内侧支座处约束形式，梁端形成双支座，继续增加拉杆拉力，直至内侧支座有一定的压力储备。
4.3钢拉杆上端锚固在桥面板内，为防止拉杆受力后桥面板开裂，设计时在拉杆对应处腹板设置加厚块，加厚块与梁端腹板形成整体共同承受钢拉杆拉力，下端锚固在桥台基础外露钢牛腿上，钢牛腿为2根40C槽钢预埋在桥台基础内，埋深达1.3米。
5. 加固处理
5.1加固处理顺序。
（1）桥面板钢拉杆处钻孔，桥台基础预埋槽钢处钻孔。
（2）在箱梁腹板加厚块相应处钻化学螺栓孔和在桥台基础对应处钻化学螺栓孔。
（3）加工钢构件并进行安装。
（4）安装满足设计要求后在腹板加厚块处植筋，绑扎钢筋。
（5）灌注腹板加厚块处砼和桥台刚牛腿处添塞砼。
（6）待砼达到设计强度后即安装钢拉杆、配套锚具及张拉所需组合件。
（7）在钢拉杆施加预应力前先把箱梁的横向位移（一般都会有1～5mm的横向位移）调整过来。利用桥台上某支撑点用机械千斤顶顶推。
（8）在脱空支座的下支座上加垫一块厚24mm的Q345B钢板，钢板底面贴有厚2mm的不锈钢板。
（9）选择清晨梁体温度最低，在做好张拉准备后即开始进行钢拉杆张拉，并及时填写张拉记录。
（10）对钢拉杆和外露钢构件进行防腐处理，并封闭锚槽口。
（11）凿除桥台搭板处桥面铺装砼，重新进行桥面铺装作业，用来顺接桥面与路面的高差。5.2加固处理施工技术要点。
（1）为保证腹板加厚块砼和桥台添塞砼密实，在钻孔时可在桥面钢拉杆中心附近开一个砼灌注孔，在台帽顶面斜向开两个灌注孔。
（2）在进行化学螺栓钻孔时，成孔要水平，碰到钢筋时要适当避让，钻孔深度不得小于25cm。
（3）为保证钢构件的安装精度，钢构件上的螺栓孔位要根据施工现场实际钻的孔位来确定。现场钻孔结束后，把孔位托出来并以此来加工钢构件上的螺栓孔。
（4）在进行植筋和植化学螺栓施工时要严格按《固特邦工程材料用户手册》来进行，以保证钢筋和螺栓的抗拔力。
（5）为保证钢构件与原砼有良好的接触，施工时采用固特邦灌注胶，既能够使钢构件与砼连接成一个整体，还能保证新砼的密实性，腹板加厚块靠梁体侧上下各留一个孔，桥台钢牛腿添塞砼顶底面亦各留一个孔，用来压注灌注胶。
（6）预应力拉杆张拉应缓慢匀速进行，单级加截不大于设计荷截的20%，并且箱梁的位移不得大于2mm。张拉时认真观测箱梁梁体位移、裂缝等情况，如果有异常应停止张拉。张拉力与下拉位移关系见表2。
6. 施工后使用情况
加固工程历时2个月全部施工结束，并进行交工验收通车；通过近6个月运行观察，未发现异常现象，初步说明加固方案可行。第二年夏季高温期间又作了全面的检测，仍未发现任何异常。
7. 结语
预应力曲线梁体内力受温度、径向预应力等诸多因素作用下复杂多变，在设计此类曲线梁时应充分考虑预应力径向扭转力，采用双支座、外侧支座外移或拉压支座或固结墩，避免类似情况再次发生，保证运营行车安全。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.
[文章编号]1619-2737（2013）01-28-570
[作者简介] 姜彬（1975.12-），男，学历：工学学士，职称：高级工程师，工作单位：南宁市城市建设投资发展有限责任公司，毕业院校：1997年毕业于西南交通大学桥梁工程。
【关键词】曲线箱梁桥；支座脱空；加固施工
1. 原设计桥梁结构概况
南宁市快速环道青竹立交D匝道桥为5×30米一联等截面预应力砼连续梁。箱梁采用单箱单室截面、等高度腹板，截面高度1.80米，顶板宽度8.50米，底板宽度4.30米，跨中设置一道中横隔梁。本桥平面处于一个R=300米的右偏圆曲线和一个R=150米的右偏圆曲线以及一段缓和曲线内。本桥桥台为重力式台，桥墩均采用单柱方形桥墩，桩基础为钻孔灌注桩。在3号、4号墩顶支座设置了15厘米的预偏心，在桥台顶设置GPZ3000DX及GPZ3000SX两个盆式支座；中墩各设置一个GPZ8000DX或GPZ8000GD支座，全桥在0号台和5号台各设置一道GQF-MZL80型伸缩缝。桥梁的两侧设置墙式防撞栏，桥面弯道超高横坡最大为6%。
2. 桥梁施工情况
上部结构现浇预应力砼和预应力张拉完成后，大约5个月后进行了桥面铺装和防撞栏施工，在进行桥梁交工验收检查时发现两桥台靠曲线内侧支座悬空，在气温最高时悬空达6cm左右。
3. 支座原因分析
（1）该桥施工过程实行严格监理工程师制度，有监理旁站人员全过程控制；各级质量监督部门参与跟踪检查监督；施工单位也建立了三级质量体系和完善的质量检查制度，保证了桥梁施工的每一道工序严格按照原设计图纸和施工规范进行。发现支座脱空后，建设单位要求设计单位对设计资料重新计算，施工单位也认真查阅施工过程的原始记录，特别是砼灌注与预应力张拉记录，同时又聘请了省市交通部门、西南交通大学、同济大学，全国弯梁桥专家等多位教授和专家多次对此支座脱空进行研究分析，初步推定其支座脱空为浇筑防撞栏后三个月在夏季高温期间产生。通过对各墩台在恒载活载作用下的支座反力进行了验算，验算时箱梁顶、底板按升降温5度（三角形）考虑温度影响，基础不均沉降按5毫米计算，其它如恒载、预应力效应、活载等计算按原设计文件和规范执行。对D匝道桥原设计进行空间分析，结果见表1：
（2）从上述表中的计算结果可以看出，计算结果与目前内侧支座脱空实际情况基本相符，经分析内侧支座在恒载+桥面板升温+沉降的工况下将产生约50吨的拉力，致使内侧支座脱空。因为预应力曲线梁桥内力受温度、径向预应力等诸多因素作用下复杂多变，支座脱空产生的主要原因是设计时对预应力产生的径向力的扭转作用考虑不足。梁部及桥面系恒载在横桥向的不平衡效应、预应力效应（对曲线内侧有向心力）、混凝土收缩徐变以及温变效应等综合作用下，使梁体向曲线外侧产生扭曲变形，最后导致0号、5号台内侧支座脱空。
4. 加固处理措施
4.1加固处理设计采用的空间有限元分析软件为MIDASCIVIL（V6.33韩国版），方案为专家方案论证会一致通过的桥台内侧张拉预应力钢拉杆。预应力钢拉杆的具体位置为桥台处距箱梁右侧内侧防撞墙内缘145cm（即距离箱梁翼缘根部15cm），张拉力为800KN。预应力钢拉杆及其配套锚具均具均采用40Cr钢材，抗拉强度δb=980MPa，屈服点为=785MPa，预应力钢拉杆直径为80。
4.2加固处理分析时模拟施工过程，首先拆除内侧支座约束，试算使已脱空的内侧支座位置处的竖向位移刚好等于脱空值（即支座压实，按一天中最低温度时脱空值算）所需的拉杆预加力，之后变更内侧支座处约束形式，梁端形成双支座，继续增加拉杆拉力，直至内侧支座有一定的压力储备。
4.3钢拉杆上端锚固在桥面板内，为防止拉杆受力后桥面板开裂，设计时在拉杆对应处腹板设置加厚块，加厚块与梁端腹板形成整体共同承受钢拉杆拉力，下端锚固在桥台基础外露钢牛腿上，钢牛腿为2根40C槽钢预埋在桥台基础内，埋深达1.3米。
5. 加固处理
5.1加固处理顺序。
（1）桥面板钢拉杆处钻孔，桥台基础预埋槽钢处钻孔。
（2）在箱梁腹板加厚块相应处钻化学螺栓孔和在桥台基础对应处钻化学螺栓孔。
（3）加工钢构件并进行安装。
（4）安装满足设计要求后在腹板加厚块处植筋，绑扎钢筋。
（5）灌注腹板加厚块处砼和桥台刚牛腿处添塞砼。
（6）待砼达到设计强度后即安装钢拉杆、配套锚具及张拉所需组合件。
（7）在钢拉杆施加预应力前先把箱梁的横向位移（一般都会有1～5mm的横向位移）调整过来。利用桥台上某支撑点用机械千斤顶顶推。
（8）在脱空支座的下支座上加垫一块厚24mm的Q345B钢板，钢板底面贴有厚2mm的不锈钢板。
（9）选择清晨梁体温度最低，在做好张拉准备后即开始进行钢拉杆张拉，并及时填写张拉记录。
（10）对钢拉杆和外露钢构件进行防腐处理，并封闭锚槽口。
（11）凿除桥台搭板处桥面铺装砼，重新进行桥面铺装作业，用来顺接桥面与路面的高差。5.2加固处理施工技术要点。
（1）为保证腹板加厚块砼和桥台添塞砼密实，在钻孔时可在桥面钢拉杆中心附近开一个砼灌注孔，在台帽顶面斜向开两个灌注孔。
（2）在进行化学螺栓钻孔时，成孔要水平，碰到钢筋时要适当避让，钻孔深度不得小于25cm。
（3）为保证钢构件的安装精度，钢构件上的螺栓孔位要根据施工现场实际钻的孔位来确定。现场钻孔结束后，把孔位托出来并以此来加工钢构件上的螺栓孔。
（4）在进行植筋和植化学螺栓施工时要严格按《固特邦工程材料用户手册》来进行，以保证钢筋和螺栓的抗拔力。
（5）为保证钢构件与原砼有良好的接触，施工时采用固特邦灌注胶，既能够使钢构件与砼连接成一个整体，还能保证新砼的密实性，腹板加厚块靠梁体侧上下各留一个孔，桥台钢牛腿添塞砼顶底面亦各留一个孔，用来压注灌注胶。
（6）预应力拉杆张拉应缓慢匀速进行，单级加截不大于设计荷截的20%，并且箱梁的位移不得大于2mm。张拉时认真观测箱梁梁体位移、裂缝等情况，如果有异常应停止张拉。张拉力与下拉位移关系见表2。
6. 施工后使用情况
加固工程历时2个月全部施工结束，并进行交工验收通车；通过近6个月运行观察，未发现异常现象，初步说明加固方案可行。第二年夏季高温期间又作了全面的检测，仍未发现任何异常。
7. 结语
预应力曲线梁体内力受温度、径向预应力等诸多因素作用下复杂多变，在设计此类曲线梁时应充分考虑预应力径向扭转力，采用双支座、外侧支座外移或拉压支座或固结墩，避免类似情况再次发生，保证运营行车安全。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.
[文章编号]1619-2737（2013）01-28-570
[作者简介] 姜彬（1975.12-），男，学历：工学学士，职称：高级工程师，工作单位：南宁市城市建设投资发展有限责任公司，毕业院校：1997年毕业于西南交通大学桥梁工程。