梁善斋

摘 要：某跨铁路立交转体桥在转体施工前进行顶板束张拉时，中横梁附近顶板倒三角混凝土发生崩裂。针对此病害提出了在箱室内部破损区域增设20cm钢筋砼套拱的加固方案，并通过对加固设计方案的结构分析。从计算结果得出加固方案总体上能满足在转体桥施工及使用阶段的结构变形及受力要求，主梁后补混凝土在梁体落架时，会出现较大纵向拉应力，因此后补混凝土结构普通钢筋直径的选择和布置方式应充分考虑，避免裂缝的出现以保证后续施工质量和施工安全。

关键词：转体桥;墩顶顶板;崩裂;结构分析

中图分类号：TV21             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）11-0149-03

1引言

某跨铁路立交桥转体桥全长140m，与铁路交叉交角为79.1°。桥跨按正交布置，主桥采用70+70mT型刚构桥，搭设支架现浇施工，桥梁宽度26.9m。上跨铁路立交桥转体长度采用（65.5+65.5）m，主梁浇筑完成后逆时针转体79.1°，全桥转体重量约13800吨。

上部结构采用单箱三室斜腹板箱形截面，中支点中心梁高6.8m，端部中心梁高2.5m，梁底线形按二次抛物线变化。下部结构主桥（20#墩）采用墩梁固结，单箱双室单柱矩形空心墩，桥墩高8.5m，横桥向壁厚1.8m，顺桥向壁厚1.5m，横桥向宽度12.0m，纵桥向宽度6.0m;主墩承台厚5.0m，其中转体施工阶段厚4.0m，余下1.0m在转体施工完成后现浇。承台平面尺寸为23.0m（横桥向）×19.0m（顺桥向），承台下设置30根Φ1.5m钻孔灌注，桩长55m，桩顺桥向间距4m，横桥向间距4m。承台采用C50混凝土，桩基为C35水下混凝土。过渡墩采用四柱式高低盖梁结构，高度最小处2.2m。柱墩采用矩形墩，顺桥向宽2m，横桥向宽1.8m，横向间距6.0m。矩形承台尺寸为7.8m（顺桥向）×2.8m（横桥向），厚度为2.5m，承台系梁宽2.2m，承台下设置8根Φ1.5m钻孔灌注桩，纵向桩间距5.0m。

2病害描述

2021年3月5日，箱梁开展预应力张拉工作。至2021年3月16日15时，中支点处大里程侧中箱室内中横梁与中腹板交接处，顶板倒三角处产生了明显的开裂情况。具体病害情况如下。

3加固方案

针对上述病害，采用加固方案如下：

在箱室内部破损区域增设20cm钢筋砼套拱，对箱梁破损区域起到一定的支撑和传力作用。根据破损情况不同，在预应力钢束弯折点处设置1～2道横隔板，通过横隔板自身较大刚度承担钢束在此位置的径向力，横隔板需与腹板可靠连接。新增套拱、横隔板与箱梁破损区域间采用布置钢筋、植筋、同步浇筑高强无收缩自密实灌浆料的方式进行锚固连接，与健康混凝土间采用凿毛植筋的方式锚固连接。

4加固后结构分析

计算软件采用Midas Civil，建立梁单元模型进行计算。把整个桥梁结构离散为40个单元共有42个结点，根据施工程序分为8个施工阶段对施工过程进行模拟计算。第一批顶板束张拉控制应力按照设计顶板钢束伸长量减小7mm 推算求出。结构离散图和预应力钢束图如下图所示。

将全桥上部结构施工过程划分为8个施工阶段，见下表。

4.1位移计算结果

在主梁加固后，模拟支架浇筑的施工状态，在混凝土浇筑前提供施工预拱度，一方面确保主梁成桥内力满足设计要求，另一方面使主梁线形光滑平顺。关键施工阶段的主梁挠度线形见下图。

4.2应力计算结果

施工过程中，主梁破损段的最大拉应力为0.002MPa，最大压应力为-13.60MPa。施工过程中，主梁上下缘的应力分布见下图。

施工过程中，主梁加固段的最大拉应力为2.04MPa;主梁最大压应力为-1.93MPa。施工过程中，主梁上下缘的应力分布见下图。

4.3小结

（1）在箱梁加固施工过程中，主梁最大竖向变形为-160.92mm，与原成桥状态主梁最大竖向变形差距较小;

（2）在箱梁施工过程中，主梁结构施工过程中最大拉应力为0.77MPa，小于1.15ftk=3.15MPa;最大壓应力为-16.59MPa，小于0.7fck=24.85MPa，箱梁的截面承载力满足规范要求;

（3）在加固及后期施工过程中，破损区的主梁既有结构最大拉应力为0.002MPa，小于1.15ftk=3.15MPa;最大压应力为-13.60MPa，小于0.7fck=24.85MPa，箱梁的截面承载力满足规范要求;

（4）在加固及后期施工过程中，破损区的主梁后补混凝土结构最大拉应力为2.04MPa，小于1.15ftk=3.15MPa;最大压应力为-1.93MPa，小于0.7fck=24.85MPa，箱梁的截面承载力满足规范要求。

5结论

本文针对某跨铁路立交转体桥在转体施工前中横梁附近顶板倒三角预应力束，提出了在箱室内部破损区域增设20cm钢筋砼套拱的加固方案，通过对加固设计方案的结构分析计算结果可知：

（1）基于现有的结构病害假定状态，加固方案总体上能满足在转体桥施工及使用阶段的结构变形及受力要求;

（2）主梁后补混凝土结构施工完成后，在梁体落架工况时，会出现较大纵向拉应力。考虑到本加固方案的指导思路及施工实际情况与理论计算情况的偏差，后补混凝土结构普通钢筋直径的选择和布置方式应充分考虑，避免裂缝的出现。

参考文献：

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