淺談預應力混凝土小箱梁的粘鋼加固

勵東東 郝興東

長安大學公路學院（71006 4）

0 引言

先簡支后連續預應力混凝土小箱梁因具有較大的截面抗扭強度、抗彎強度以及在造價、施工速度等方面的優勢而得到了廣泛的應用。由于設計、施工及養護等方面的問題，許多在役橋梁出現了許多病害,有些嚴重的病害已經危及橋梁的使用，亟需加固。

某橋上部為30 m先簡支后連續預應力混凝土小箱梁，七孔一聯，在使用過程中發現存在嚴重病害，底板和腹板有許多開裂現象，經過對該橋全面檢查和具有代表性孔的荷載試驗，確認該橋存在嚴重病害，部分橋孔已危及行車安全，需要立即對該橋采取加固措施以確保行車的安全。

1 工程概況

某橋上部為30 m先簡支后連續預應力混凝土小箱梁，七孔一聯。橋梁單幅橋面由4片預制小箱梁組成，梁高1.5 m，中梁寬2.4 m，邊梁寬3.3 m，中梁與邊梁采用后澆濕接縫連接，其橫截面布置見圖1。

經過多年的運營使用,該橋出現了許多病害,主要表現為:多發生在跨中的箱梁底板橫向裂縫；多發生在箱梁的L/4和3L/4附近箱梁腹板較多的斜裂縫和多發生在跨中附近的豎向裂縫，且各聯邊跨及次邊跨較嚴重。再次檢測時還發現：箱梁腹板部分裂縫有變寬、加重的跡象；重車通過時，腹板斜縫有擴展跡象。

2 加固方案

橋梁加固應依據橋梁結構自身特點，在認真對橋梁進行詳細檢測、試驗的基礎上，結合理論計算，分析出橋梁病害的成因，并據此選擇切實可行的加固技術，所選加固技術應能切實解決橋梁存在的各類病害，恢復橋梁承載能力，并且要從技術、造價、工期、交通管制等多方面進行比較論證。

本橋腹板加固采用粘貼8 mm厚Q235鋼板（距支點 2 m～3L/8和 5L/8～距支點2 m范圍），3L/8～5L/8粘貼2層碳纖維布加固。

本橋底板加固主要采用粘貼3條30 cm寬8 mm的厚鋼板進行加固，粘貼范圍為L/4～3L/4。

3 粘鋼加固分析

粘鋼加固法，是指用結構膠黏劑粘貼鋼板（型鋼）以提高構建承載力的方法[1]。它是通過膠的粘結強度，將荷載傳遞到鋼板上，使鋼板與混凝土共同工作以提高構件承載力的一種加固方法。由于粘貼鋼板的工作可以在不影響橋梁使用的正常情況下進行并且被粘貼鋼板一般只有數毫米厚,而對橋下凈空影響很小,故被稱為優點很多的加固技術[2]。

3.1 粘鋼加固施工

3.1.1 材料選用

1）鋼板制作

①鋼板切割邊緣表面應光滑，無咬口、毛刺及翹曲等缺陷，運至現場應進行除銹、清洗，然后刷漿粘貼。鋼板易在施工、搬運過程中造成變形翹曲，再施工、搬運時應采取相應的防止變形的措施。

②為增加表面極性,改善鋼板的黏附能力，對粘貼面進行除銹和粗糙處理。

③按錨栓設計位置對鋼板進行鉆孔。

2）膠黏劑應滿足設計要求的各項力學指標和耐久性能。其質量符合現行規范的相關規定。

3.1.2 施工流程

1）向梁體植入螺栓；2）鋼板的安裝與錨固；3）加固所用的鋼板應按要求進行防腐處理，鋼板外漏部分涂刷二遍鐵紅色酚醛防銹漆，外涂二遍灰色面漆。

3.2 粘鋼加固分析

計算采用橋梁結構靜力計算綜合程序Doctor Bridge，結構離散模型見圖2。經過計算:中梁各正截面抗彎強度大于彎矩組合設計值，滿足規范要求；邊梁正截面抗彎強度與彎矩組合設計值的比值在0.99～1.05之間，基本滿足規范要求。對應腹板病害情況，加固后中梁、邊梁各斜截面抗剪均大于剪力組合設計值，滿足規范要求。

4 結語

本工程小箱梁底板和腹板的加固工作已經完成。加固完成后對橋梁進行了荷載試驗，表明加固后橋梁病害得到了有效控制，橋梁整體剛度有較大提高，加固后橋梁承載能力有所增加，橋梁加固效果達到了加固設計預期的要求。但是，在長期動荷載的作用下橋梁混凝土與鋼板的結合會產生什么影響,還有待時間的檢驗。

[1]JTG/T J22-2008,公路橋梁加固設計規范[S].北京:人民交通出版社,2008.

[2]葉見曙,謝娟.粘貼鋼板加固預應力混凝土梁的設計方法[S].華東公路,1994(86):27～31.