消除交通隱患 提高通行能力
——談小園排干橋體外預應力加固技術

劉明

消除交通隱患 提高通行能力
——談小園排干橋體外預應力加固技術

劉明

Point

隨著時間的推移和經濟的發展越來越多的橋梁不適應交通的需要。橋梁的加固和維修是解決這個問題的主要方法之一。所以橋梁的加固和維修已經成為工程的熱點問題。本文總結了一些橋梁的常見病害和加固方法，體外預應力加固技術通過運用體外預應力加固法加固后的橋梁加固之前靜載試驗與動載試驗的橋梁結構狀態進行了對比分析和研究。結果表明，對現有的橋梁出現的病害，進行科學的檢測和研究分析，并進行體外預應力方法的加固改造，可以有效地恢復其承載能力，對消除交通隱患、提高通行能力和服務水平都具有重要的意義。

隨著我國社會經濟和交通運輸事業的快速發展，過去年代修建的橋梁，還在肩負著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于歷史的種種原因，如建橋當時的資金緊缺、設計荷載及泄洪標準偏低，技術力量的缺乏，設計、施工管理的粗放，設計施工技術水平較低和設備、手段、材料的落后等等，一直在設計上或多或少的存在考慮把步驟的缺點，施工也留下大小不同的缺陷。面對如此之多的舊橋，需要需找一種能讓舊橋再次安全啟用的方法，那就是加固改造。

一、橋梁簡介

某小園排干橋，橋梁全長32m，橋梁上部構造為16m跨徑簡支鋼筋混凝土T形梁，橋面全寬3.9m。主梁高1.60m，單片梁寬為1.89m，橋跨內有橫隔板。由于交通壓力很大致使小園排干橋在現役期間一直處于超載狀態。導致小園排干橋出現很多病害，急需進行加固維修。

二、橋梁加固前的檢測試驗與數據

1.動載試驗

（1）測點布置

本橋為四跨簡支梁橋，實驗在第一跨上進行，振動測點共6個，均布置在跨中，其中北側一號梁4個（橫向2個，豎向2個），南側二號梁2個（橫向1個，豎向1個）。拾振器在橋面上的布置如圖1所示。

圖1 2#－小園排干橋第一跨測點布置圖

（2）測試工況

主要測試列車通過時橋梁的振動情況，每次均測試列車按不同時速通過橋梁時的振動。列車為東風4型柴油機車（DF4），測試工況如下：

表1 列車測試工況

表2 DF4動載測試結果（L=16m，B=1.8m，H=3.1）

2.測試結果

（1）列車測試結果

從上表中可知：

①實測邊跨的橫向固有頻率為8.31Hz，橫向自振頻率大于規范值5.99Hz，說明該橋的動剛度基本滿足要求。

②跨中橫向振動加速度比規范限值稍大，說明橋梁橫向剛度較差。

③實測邊跨最大沖擊系數為1.8。沖擊系數較大。

（2）列車作用下橋梁各部分最大振動幅值

從橫豎向振動幅值可知：

①橫行振動在低速時兩片梁振動一致，速度增大后，兩片主梁的振幅差別較大，說明橫向連接系較差，和現場觀測的橫隔板開裂一致。

②兩片梁的豎向振動差別較大，說明兩片梁豎向剛度差別較大，南側二號梁比北側一號梁剛度差很多，也說明橫隔板基本沒有起作用，這與靜載測試結果吻合。

三、橋梁加固

1.采取體外預應力技術對主梁進行加固

（1）體外預應力加固工藝流程

搭設工作支架→模板定位放線→梁體內鋼筋探測、錨板下混凝土強度回彈評定→鉆孔→清孔、干孔→安裝鋼錨板→植筋→養護→無粘結鋼絞線下料、安裝→張拉→封錨→安裝保護盒→檢查驗收。

2.小園排干橋支座加固

（1）搭設臨時軍用墩，用100t千斤頂將鋼筋混凝土梁頂起，設置支撐裝置，回落千斤頂使支撐裝置受力。

（2） 橋臺預處理

①用風鎬將既有破損支承墊石混凝土清除至下墊板內約20mm處，平面原則清理至未受損混凝土。若遇鋼筋將其用電焊清除，但保留4根錨固鋼筋（直徑25mm的二級鋼筋）及下鋼墊板下混凝土。

②在臺背鋼筋混凝土梁兩側各布置2個直徑20mm橫向限位錨筋。

（3）暖棚，保證棚內溫度零上5～10℃之間。

（4）支座加固

安放加強鋼板（加強鋼板固定錨栓孔預先鉆好），加強鋼板頂用水平尺抄平。灌注無收縮早強砂漿（高速鐵路支座固結專用），養護3h，測量支座及臨時墩垂直位移。加強鋼板與原下墊板之間采用10mm角焊縫圍焊，焊縫等級為三級。鉆固定栓孔，采用橋梁加固工藝植入錨栓并固定。

(5) 后期處理

① 用千斤頂再次將鋼筋混凝土梁頂起，拆除臨時墩土支撐裝置，千斤頂回油至橋梁支座受力且可卸下千斤頂位置，卸下千斤頂，拆除臨時墩。

② 恢復正常運營。

綜上所述，本次就該線橋梁不同程度病害采取針對性措施進行加固補強處理，施工中嚴格以理論計算為依據，結合現場實測數據和具體情況，組織到位，落實到位，嚴把每道工序質量關，徹底解決了梁部各種病害，改善了整體運營環境，為正常運營提供了有利條件。

結論

靜載試驗結果表明，試驗所選橋跨主控斷面的應力、撓度等主要測量參數均滿足《鐵路橋梁檢定規范》等規范的相關規定，但梁體跨中有較多裂縫。橫隔板開裂，南側主梁強度及豎向剛度較北側主梁小。

動力性能測試結果表明，該試驗橋橋跨橫豎向剛度均較低，超過了《鐵路橋梁檢定規范》的限值要求，同時兩片主梁的豎向剛度差別較大影響行車安全。

通過采用體外預應力對小園排干橋進行加固，解決了靜載試驗中南側主梁強度及豎向剛度較北側梁小的問題，使得南北兩側梁的強度與剛度達到平衡使得橋梁能夠達到運營要求。而且通過回彈數據和張拉數據可以看出該橋加固后解決了橋跨橫豎向剛度較低和兩片主梁的豎向剛度差別較大的問題，使得加固后的橋梁橫豎向剛度能夠符合《鐵路橋梁檢定規范》的限值要求以及兩主梁的豎向剛度達到平衡從而滿足了《鐵路橋梁檢定規范》等規范的相關規定和運營要求。

（作者單位：河北省第二建筑工程有限公司）