市政橋梁拼寬加固設計研究

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷增長，車輛荷載等級不斷增加，為了保證市政道路橋梁交通通行性能，宜對原有橋梁進行拼寬加固設計。在不改變原有橋梁布置的前提下，通過對橋梁的橫向分布系數(shù)進行調整來對原有橋梁進行拼寬加固設計，取得了良好的效果。

關鍵詞：橋梁加固 橫向分布系數(shù) 拼寬設計

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0142-01

1 市政橋梁拼寬加固設計

1.1 橋梁加固改造的技術途徑

通常情況下個橋梁加固是通過補強構件來加強構件的承載力或結構性能，以延長它的壽命。改造技術主要包括這幾個：減輕橫載、增加輔助構件、進行基礎和墩臺加固、改變結構體系以及加強薄弱構件等。

1.2 上部結構常用的加固方法

運用的比較普遍的加固方法有改變結構受力體系加固法、加大截面加固法、增加構件加固法、體外預應力加固法以及粘貼鋼板加固法等。其中應用的最普遍的是粘貼鋼板加固法，這種方法的原理是利用粘結劑將抗拉強度高的鋼板粘到混凝土結構物的表面，使它與結構物形成整體并共同受力，以此來使梁的承載能力得到提高。合理使用這種方法對改善原結構受力是十分有利的，能使結構具有更強的承載能力。

1.3 應用實例

1.3.1 工程概況

1996年新建的某道路寬度為34～40m，要進行擴寬改建。橋梁為15m、25m、以及15m三跨構成的簡支梁橋。其中高為80cm、寬為99cm的鋼筋混泥土空心板為15m的跨，高為110cm、寬為99cm的預應力鋼筋混凝土空心板是25m的跨。設計的橋梁荷載為掛-100、汽-20。橋梁最開始是36m的寬度，快車道的寬度為8.5m，橋面拓寬后為53m，快車道拓寬后為12m，橋面拓寬以后以前的機非隔離帶變成了快車道。改造之前12孔電信干管和DN220煤氣管道分別位于橋梁的北側機非隔離帶與南側機非隔離帶。改造之后橋梁的機非隔離帶下是懸臂長度為30cm的邊板，懸臂端之間距離為45cm。

要在交通不公路科學研究所檢測完橋梁的質量，并確定橋梁符合原設計荷載要求后在確定橋梁的改造方案。拓寬時無需改變原有橋梁的位置，只需在原有橋梁的兩側拼寬新橋來拓寬它的面積。橋梁在改造以后是按照城-A級荷載設計的。

拓寬之后的橋梁荷載值也增加了，由汽-20變?yōu)槌?A。為了避免出現(xiàn)意外，在不更換橋板的基礎上運用橫向分布系數(shù)法來加固原橋梁板，以滿足城-A的荷載。

1.3.2 梁板加固方案

將原橋梁懸臂部分的混凝土鑿開，使鋼筋置于外面，連結機非隔離帶下的兩塊邊板，將露出的鋼筋與φ14結構的鋼筋焊接在一起，然后在澆筑C50混凝土濕接縫。采用厚度為15mm、寬度為400mm的A3鋼板，運用粘貼鋼板法對全幅梁板進行加固，按20m的間距沿橋橫向進行布置，采用C50環(huán)氧砂漿來粘結牢固空心板和A3鋼板。為了增強鋼板與橋面鋪裝層的粘結力，可以按照梅花型A3鋼板上焊接長為20cm的φ25的鋼筋，鋼筋之間的距離為20cm。最后在橋面鋪裝C50混凝土。

1.3.3 加固前原結構的橫向分布系數(shù)和承載能力

（1）計算加固前的橋梁的橫向分布系數(shù)

運用“鉸接板梁法”來計算原結構主車道1～9號梁板的橫向分布系數(shù)，選擇最不利于1號梁板的工況，此工況的各梁板分布系數(shù)為：1號梁板-20，2號梁板0.252，3號梁板0.234，4號梁板0.227，5號梁板0.218，6號兩邊那0.214，7號梁板0.21，8號梁板0.205，9號梁板0.200。

（2）實測加固橋梁的橫向分布系數(shù)

檢測單位檢測了原橋梁主車道1～9號梁板的橫向分布系數(shù)，測出了最不利于1號梁板的車載工況，通過實測，該工況的各梁板的橫向分布系數(shù)分別為：1號梁板-20，2號梁板0.247，3號梁板0.231，4號梁板0.226，5號梁板0.218，6號梁板0.216，7號梁板0.212，8號梁板0.21，9號梁板0.204。

由此可見，1號橋板橫向分布系數(shù)的實測值比計算值要小，可以得出橋梁間的橫向連接性能實際上比假定的要好，所以橋梁加寬時不需要重新澆筑鉸縫。

1.3.4 加固后結構的橫向分布系數(shù)以及承載能力

（1）加固后橫向分布系數(shù)計算

拓寬后的道路是雙向6車道，重新計算了梁板的橫向分布系數(shù)之后，采用有限元模分析加固后的橋梁，找出最不利于1號梁板的車載工況，按照該工況計算出各梁板的橫向分布系數(shù)：1號梁板為0.23，2號梁板為0.224，3號梁板為0.219，4號梁板為0.215，5號梁板為0.211，6號梁板為0.207，7號梁板為0.200，8號梁板為0.197，9號梁板為0.195，-1號梁板為0.215。

（2）加固后橋梁承載力分析

綜上所述可以得知，能使橋梁滿足規(guī)范要求的設計是承載力極限狀態(tài)設計，同時通過對使用階段的短期作用分析得知，1號橋梁的下緣壓應力區(qū)間是[5.15，10.18]MPa，上緣壓應力區(qū)間是[1.39，7.25]MPa，屬于全預應力構件，符合規(guī)范要求。

（3）加固后橋梁承載力檢驗

橋梁拓寬以后，運用上述的加載模式來實地加載，測取了1號梁板的的實測活載最不利彎矩值。對比計算數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)以后，可以看出1號梁板的活載內力大概是相同的，符合承載力的要求，在設計橋梁加固時。將原道路的兩車道設計成了三車道，荷載也發(fā)生了變化，這十分不利于梁板的受力。在實踐中，采用粘貼鋼板法將梁板固定以后，有機的連結了梁板懸臂的部分，有效的調整了1號梁板的受力，降低了橫向分布系數(shù)，從而平衡了各部分梁板之間的受力情況，這種加固方案使橋梁的整體剛度都有所提高，因此，粘貼鋼板法加固的方法是可行的。

2 結語

（1）拓寬橋梁道路時，分幅橋梁的車輛荷載和車道布置往往會發(fā)生改變，可以采用加強橋板橫向聯(lián)系的方法，不改變原有橋板布置來平衡橋梁的橫向分布系數(shù)，從而使活載分散開來，延長梁板的使用期限。

（2）鋼板經(jīng)過加貼以后，可以有效的提高梁板頂板的含鋼率，使截面抗彎能力大大的提高，有利于延長梁板的壽命。

（3）鋼板經(jīng)過加貼以后，橫橋的梁板位移可以更好的受到約束，使梁板和鉸縫更加緊密的聯(lián)系在一起，可以使梁板間的橫向交接作用受到限制。

（4）該橋梁工程竣工后經(jīng)過近5年的通行，目前總體運行情況依然良好。

參考文獻

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