高速公路互通匝道桥典型病害分析及加固设计方案探讨

1 概述
在例行养护检查中发现，多跨箱梁腹板出现竖向裂缝，箱梁底板出现纵横向和斜向裂缝。梁端腹板出现斜向裂缝。墩柱上部出现竖向和环状裂缝，部分墩柱横向出现偏位。为此，检测单位对病害进行了专项检测，对病害成因进行分析，并提出相应的加固设计方案。
2.1 检测内容和检测方法
（1） 墩柱和梁体外观检测：近距离主要以目测为主，发现问题进行详细观察。发现裂缝的位置，红笔标识并拍照，并用刻度尺、裂缝宽度仪和深度仪对裂缝长度、宽度、深度进行观测及记录。
（3） 墩柱的变位观测：该桥属于曲线桥，桥墩为墙式桥墩，同时桥墩高度均较大。为保证测量的精度，墩柱的偏位采取在每个墩柱横向和纵向的正前方架设全站仪，分别测量墩柱的横向和纵向偏位。
通过以上检测，得到梁体、墩柱和支座病害，简要记录如下：
8根墩柱距墩顶4～5m范围内出现横向裂缝和竖向裂缝。
（3） 墩柱横向偏位最大为13、14号墩，倾斜度为6.1‰；纵向偏位最大为6号墩，但倾斜度为2.9‰。
（1） 梁端腹板出现斜向裂缝，主要集中于第五跨、第十跨、第十一跨等安装伸缩缝的梁端位置。由于匝道桥平曲线半径较小，箱梁在弯矩和扭矩复合作用下，伸缩缝附近的梁端腹板可能出现局部受剪过大现象，从而出现斜向裂缝。
（3） 墩柱裂缝主要产生在距顶部4～5m处，这是由于该桥属于连续刚构结构，桥墩在整体受力协调变形后，在距墩顶和墩底约1/3处受力最大，从而该部位易出现开裂现象。
针对该桥出现的典型病害情况，经过反复的验算，参照其它类似桥梁的加固经验，提出以下加固方案。
（1） C匝道5号墩顶向4号墩侧箱梁两侧腹板、10号墩顶向9号墩侧箱梁两侧腹板、10号墩顶向11号墩侧箱梁两侧腹板，需要采用碳纤维布加固。
4.2 更换支座
（2） 在加固后墩顶设置临时顶梁支点。
经分析考虑，对C匝道10号、15号、20号墩下部结构进行加固。下部结构加固分三个方面：
原桥墩身为花瓶式墩，墩身中下部尺寸为200cm 120cm并设有25cm 15cm倒角的等截面矩形段，上半部分为410cm高的花瓶式变宽段，墩顶平面尺寸为400cm 140cm并设有10cm 6cm倒角。墩身的加固为对称加固，新老墩身竖向中心线重合。加固后的墩身中下部尺寸为360cm 180cm并设有25cm 15cm倒角的等截面矩形段，上半部分为410cm高的花瓶式变宽段，墩顶平面尺寸为560cm 180cm并设有25cm 15cm倒角。
（2） 承台的加固。
将原承台横桥向侧面砼凿除20cm厚，露出横桥向承台底面钢筋，并将其与加固部分钢筋双面等强焊接。将原承台顶面及纵桥向侧面充分凿毛，使新旧砼能结合紧密，共同受力，并在纵桥向侧面以30cm 30cm左右的间距植入普通剪力筋。
原桥承台下桩基为单根直径180cm桩基，在原桥墩桩基中心线横桥向两侧各450cm补设两根直径120cm的桩基，与加固部分承台对应。
① 墩身及承台的施工注意事项。
b.种植锚筋前，钻孔要用刷子及清洁压缩空气清孔，并满足植筋的干燥要求，抗拔种植锚筋所用的胶剂，设计参考采用喜利得HY-150化学粘合剂固定钢筋，要求200C凝胶时间10min以内，固化时间1h以内。钻孔植筋应由专业人员操作，并对所用胶剂进行粘结抗拔试验，验证凝胶和固化时间，合格后，方可正常使用，植筋结束后，应进行清整。
② 桩基施工注意事项。
b.桩底进入微风化岩面长度应全截面进入岩面不少于1.5倍桩径，桩底沉渣不得大于3cm。
5结束语
在高速公路桥梁中，匝道桥最容易出现病害，且病害的形式多而杂，匝道桥多为带坡度的弯桥，病害的检测多要采用桥|来源|考试|大|检车或搭脚手架进行，故病害不易发现，通过本文的典型病害分析，可以为其它匝道病害的观测和加固提供借鉴。