摘要：本文以一座高架桥的小半径曲线钢箱梁匝桥发生病害情况，针对每种病害情况提出相应的加固设计方案，设计方案思路清晰、明确，针对小半径曲线桥梁支座易发生滑移和剪切破坏形式的问题，提出了解决方案，并应用于工程实践，取得了良好的加固效果，可为同类工程提供借鉴。
关键词：小半径；钢箱梁；支座滑移；同步顶升
1 概述
某高架桥G线匝道桥钢箱梁位于二环路快速干道中山路与公滨路交口，修建于2000年，是一座多层互通式立交桥。该设计中的6跨钢箱连续梁位于公滨路立交桥的G线匝道上，其墩号为G13～G19。桥梁跨径为24.4+25+50+50+40+32.912m。桥梁结构形式如下：上部结构为6跨钢箱连续梁桥，单箱三室；下部结构为圆柱形高墩及钻孔灌注桩基础。设计荷载：城-A级车道荷载，桥面净宽：7.0m。部分桥跨位于半径为R=85m的平曲线上，部分桥跨位于半径R=2000m的竖曲线上，桥面纵坡0.3%～3.5%，桥面横坡为-1～2%，由钢箱梁的顶板自倾而成。该桥的一个边跨和一个次边跨为变高度梁，其余各跨均为等高度梁段，梁高变化范围为0.95m～1.5m，按二次抛物线变化。桥面铺装：防水混凝土层10cm，沥青混凝土5cm。为保证桥面混凝土与钢梁顶板连接，在钢桥表面设置了钢筋剪力键。
图1 桥梁现状照片
2 桥梁现状及检测结果
根据检测中心提供的检测报告及桥梁现状，该桥存在的主要问题如下：
1、上部钢箱梁发生了滑移现象。
2、支座有剪切变形和偏移现象，且最大偏移量达11cm。
3、桥墩墩身有裂缝，最大裂缝宽度为0.2mm。
4、根据检测结果及复核计算，桩基承载力不满足城-A荷载要求。
5、伸缩缝橡胶止水带脱落，盖梁渗水严重。
3 加固维修原则
匝道桥钢箱梁加固维修方案遵循以下几点原则：
1、尽量减少对原结构的损伤。
2、技术可靠，具有长期加固效应，能满足耐久性要求。
3、材料用量少，费用低。
4、养护工作量少。
4 加固维修项目
根据对该桥的检测结果，以及桥梁的现有状态，对该桥按照城-A荷载进行加固，采用如下加固措施：
1、对G14～G18采用补桩方式对桩基进行加固；
为使新旧承台紧密贴合，在新旧承台相交处预留3.2mx2.2mx0.15m的后浇带，承台C40混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到95%以后，将两个YBD100-15扁形千斤顶置于新旧承台间预留15cm空隙内，千斤顶同步给油，待每个千斤顶顶升力达到800KN时，在预留范围内压注C40微膨胀水泥浆。新承台下为2根直径为1.2m、桩长为30m的钻孔灌注桩。
2、对G14～G18桥墩采用外包混凝土及钢板进行加固；
在G14～G18原桥墩外侧外包20cm的C50小石子混凝土及12mm/16mm（墩顶3m处）钢板，新浇筑C50微膨胀混凝土与原桥墩采用植筋的方式进行连接，外包钢板与新浇筑混凝土之间M12高强螺栓进行连接。桥墩新增钢筋需植入承台60cm，外包钢板与承台用法兰盘进行连接。
图2 加固前桥梁横断面布置图
3、为防止钢箱梁倾覆，对G14～G18桥墩采用增加钢承托方式进行加固。
4、对钢梁进行纠偏处理。
5、对于G14～G18桥墩支座，除G16桥墩支座为固定支座外，其余各墩更换为单向滑动支座，在新增钢承托上增设板式橡胶抗倾覆支座，新增板式橡胶支座为后安装，并保证板式橡胶支座与梁底贴紧。
6、更换G13、G19墩钢梁侧伸缩缝止水带。
5 加固维修施工技术要点
5.1植筋工艺
1、钻孔植筋前，必须探明钢筋位置，严禁盲目钻孔植筋，如有冲突，可适当调整植筋位置，施工前应在现场进行拉拔试验，检验植筋工艺。
2、植筋时其成孔必须采用电锤钻钻孔，禁止采用金刚石钻孔机成孔。
3、在进行植筋时，安装锚固筋前，必须采用人工或高压风、水清除孔内积水和岩粉、碎屑等杂物，同时对需植入钢筋上的锈迹、油污进行除锈与清理，必须确保孔内清洁无灰尘，且必须保持干燥，
图3 加固后桥梁横断面布置图
以确保锚固质量。
4、锚固钢筋用胶性能应符合《公路桥梁加固
设计规范》（JTG/TJ22-2008）相关规定。施工时应注意材料与配胶方式的相互配套。
5、植筋用胶黏剂应采用专门灌注器或注射器进行灌注，灌注量一般为孔深的2/3，并应保证在植入钢筋后有少许胶黏剂溢出。
6、注入胶黏剂后应立即单向旋转插入钢筋，直至达到设计的深度。胶黏剂固化前，不得触动或振动已植入的钢筋，以免影响其粘结性能。
7、植入钢筋不得有松动，表面不应有损伤，钢筋应在植入锚固前成型，不得锚固后改变其形状。同时应严禁采用将胶黏剂直接涂抹在钢筋上植入孔中的植筋方式。
8、对施工中钻出的废孔，应采用高于构件混凝土一个强度等级的水泥砂浆、聚合物水泥砂浆或锚固胶黏剂进行填实，必要时应植入钢筋。
9、植筋孔注胶24小时后方可对被加固构件进行下道工序。
本桥植筋（植栓）用胶均采用A级胶。
5.2 同步顶升施工工艺
本工程中支座更换均采用同步顶升的施工工艺，顶升位置应在钢箱梁横隔板处，顶升时应注意钢箱梁整体稳定性及结构外形尺寸不变，并采取有效的控制措施，钢梁纠偏后其具体操作步骤见下图。
1、顶升反力基础的确定是同步顶升技术中关键的一环，反力基础选取是否得当，直接影响到顶升的效果。根据上部结构形式及重量，确定千斤顶的个数、型号及安放位置，同时要求千斤顶的顶升力有不小于2.0倍主梁自重的安全储备系数。
2、顶升前需确认原桥梁结构为满足顶升条件，薄弱断面是否完全加固完毕，达到顶升要求。认真检查各项施工准备是否到位，千斤顶给油过程是否有漏油现象，监控设备是否完全安放就位，横向限位装置是否牢固等等。准备全部完毕后，需进行试顶，验证千斤顶的同步性，消除千斤顶的非弹性变形，同时验证各项施工工序衔接是否顺畅，消除顶升过程中可能发生的意外状况，保证顶升过程顺利进行及各部分信息的及时汇总。试顶完毕后，各项均正常即可准备开始正式顶升，顶升就严格按照顶升工艺进行，分级顶升达到设计要求高度，不可一次顶升即达到设计高度，以减少对主梁受力的影响。
3、顶升施工前需搭设简易脚手架方便施工及设备的安放，脚手架搭设要求施工时便于人员在上行走，梁体顶升前，须对千斤顶、油泵、压力表等设备进行全面的调试检查，检查润滑油是否够用，油泵上的设施是否漏油，损坏、油管是否破裂，老化、长度是否合适，千斤顶行程及速度是否正常，有无漏油现象。至此完全符合要求。
4、梁体顶升时采用位移与顶力双控，以梁体位移为主，当油表出现异常时则立即停止工作，待查明原因后再进行梁体顶升工作。顶升过程中加强对主梁进行监测，一旦出现异常应立即停止，查明原因后，制定出可靠的施工方案，经监理工程师批准后再恢复施工。顶落梁时，安排专职人员对梁体进行监控。顶升时随升随用楔子楔紧，顶升后梁下用钢楔子对称顶好。
5、落下时分步分阶段进行，每步每阶段回落过程，梁体落放要认真检查，查看新支座有无严重变形，支座和梁有无位移、不平、漏空等缺陷。如发现问题及时纠正处理，不留后患。
6、复核桥面标高，检查梁体外观和支座与梁体的密贴程度。
结论
1、维修加固工程是一项综合性工程，考虑到维修工作的复杂性和特殊性，设计单位应制定完整详尽的加固组织计划；
2、加固维修应综合考虑工序、工法，合理安排各加固措施先后顺序，合理组织施工；
3、通过综合性手段解决桥梁病害问题，对旧桥尤其是重要交通节点桥梁有重要的现实意义；
4、同步顶升技术在桥梁更换支座以及应用于解决小半径钢箱梁滑移纠偏病害中可靠。
5、单支点匝桥支座滑移问题需在设计中予以重视，支座布置以及滑动方向应合理。
参考文献：
[1] JTG/T J22-2008，公路桥梁加固设计规范[S]
[2]白志平，彭泽友，袁学伦，大跨连续曲线钢箱梁桥静力特分析[J]，公路，2013（3）
[3]黎海堤，连续曲线钢箱梁的空间受力分析 [D]，华南理工大学，2005
作者简介：
冯宏宇 男 汉族 工学硕士 工程师 目前就职于哈尔滨市市政工程设计院
论文作者:冯宏宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/29
标签：支座论文; 桥梁论文; 钢筋论文; 千斤顶论文; 桥墩论文; 混凝土论文; 锚固论文; 《基层建设》2018年第10期论文;