某預應力混凝土連續剛構橋加固計算分析

徐建軍

（天津城建設計院有限公司，天津市 300122）

1 工程簡介

本工程既有橋梁結構型式為變截面預應力混凝土連續剛構橋，橋跨布置為 45 m+75 m+75 m+45 m=240 m，跨越內河三級航道，橋寬 18m，見圖1、圖2。橋梁采用懸臂澆筑法施工，于 1994年建成通車。原橋荷載標準為汽-20、掛-100。梁體混凝土采用 85 規范 50 號混凝土，雙薄壁墩采用 85 規范 30 號混凝土，預應力鋼絞線采用進口鋼絞線，標準強度為 1 770 MPa。

圖1 橋梁立面圖（單位：cm）

圖2 橋梁橫斷面圖（單位：cm）

2 病害情況

該橋在運營近 20年后，通過專項檢測，發現箱梁頂板、腹板均出現大量裂縫，見圖3，局部有混凝土剝落、露筋現象。

圖3 橋梁頂、底板裂縫分布圖

在本次檢測中，全橋結構技術狀況綜合評分為61.8 分，為二類橋。

3 加固計算分析

為明確結構病害產生的原因，確保加固方案合理，本次加固計算采用五個工況進行模擬分析，見表1。

表1 各步驟計算說明表

由于 85 規范的要求，每種應力結果均需要同時滿足組合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，所以本次計算分析結果圖形量比較大，考慮到文章篇幅有限，本次僅摘錄 85規范組合Ⅱ的正壓應力和主拉應力結果與 04 規范的相應結果進行比較，其余結果與所摘結果趨勢一致。

工況1（單位：MPa）：

最大正壓應力 14.16 MPa，小于 0.6Rba=0.6 ×35=21 MPa，見圖4。

圖4 正壓應力圖（工況1）

最大主拉應力 2.11 MPa，小于 0.9Rbl=0.9 ×3=2.7 MPa，見圖5。

圖5 主拉應力圖（工況1）

工況2（單位：MPa）：

最大正壓應力 18.67 MPa，小于 0.6Rba=0.6 ×35=21 MPa，見圖6。

圖6 正壓應力圖（工況2）

最大主拉應力 2.57 MPa，小于 0.9Rbl=0.9 ×3=2.7 MPa，見圖7。

圖7 主拉應力圖（工況2）

工況3（單位：MPa）：

85 規范 50 號混凝土對應 04 規范 C48 混凝土，C48：fck=31.28 MPa，ftk=2.59 MPa。

最大正壓應力 18.4 MPa，大于 0.5fck=0.5×31.28=15.6 MPa，見圖8。

最大主拉應力 1.9 MPa，大于 0.5ftk=0.5×2.594=1.3 MPa，見圖9。

圖8 正壓應力圖（工況3）

圖9 主拉應力圖（工況3）

工況4（單位：MPa）：

最大正壓應力 17.8 MPa，小于 0.6Rba=0.6 ×35=21 MPa，見圖10。

圖10 正壓應力圖（工況4）

最大主拉應力 2.2 MPa，小于 0.9Rbl=0.9 ×3=2.7 MPa，見圖11。

圖11 主拉應力圖（工況4）

工況5（單位：MPa）：

最大正壓應力 17.6 MPa，大于 0.5fck=0.5×31.28=15.6 MPa，見圖12。

圖12 正壓應力圖（工況5）

最大主拉應力 2.0 MPa，大于 0.5ftk=0.5×2.594=1.3 Pa，見圖13。

圖13 主拉應力圖（工況5）

4 結論

計算表明，加固前如果按 04 規范進行驗算，應力水平全部超標；加固后橋梁應力明顯改善，滿足原 85 規范的各項指標要求，但正壓應力和主拉應力均超出 04 規范要求較多，不能滿足 04 規范要求。以筆者的設計經驗來看，由于規范的進步，原85 規范設計的此類橋梁中，若按 04 規范進行驗算，多有壓應力偏大甚至超標的情況發生。

通過以上計算，并與橋梁養管部門多次結合，最終確定本次加固仍采用 85 規范標準，并適當考慮 04 規范的溫度梯度效應，不進行提級改造。

[1] JTJ 021-1989，公路橋涵設計規范[S].

[2] 上海同豪土木工程咨詢有限公司.橋梁博士 V3 版用戶使用手冊[Z].2006.