體系轉換在現役簡支T梁橋加固中的應用

安璐璐

(遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心，遼寧 沈陽　110122)

?

體系轉換在現役簡支T梁橋加固中的應用

安璐璐

(遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心，遼寧 沈陽110122)

摘要：某橋建于20世紀80年代，上部結構為20 mT形梁橋，設計荷載為汽車-20級，掛車-100，由于在超過設計荷載等級的車輛活載長期作用下，主梁出現了嚴重病害，給行車安全造成極大的隱患，通過體系轉換加固，提高了結構的承載能力，達到了加固目的。

關鍵詞：T形梁；體系轉換；加固

1橋梁結構主要病害

1.1上部結構病害

(1)全橋原T梁梁端至四分點范圍內，均存在多條斜向裂縫，裂縫寬度為0.06～0.15 mm，裂縫間距0.4～0.8 m，30%斜向裂縫開展至翼緣根部。L/4～3L/4范圍內存在多條豎向裂縫，裂縫寬度為0.06～0.20 mm，裂縫間距0.15～0.6 m，跨中附近腹板裂縫與底部橫縫形成U形裂縫。加寬T梁L/3～2L/3范圍內存在多條豎向裂縫，裂縫寬度為0.06～0.10 mm，裂縫間距0.40～0.6 m，開裂高度為0.5～1.0 m。

(2)全橋兩側邊梁受水侵蝕普遍，混凝土麻面、剝皮，局部鋼筋銹脹。第5孔5號墩處翼緣開裂，對應橋面處凹陷。

(3)全橋90%橫隔梁鋼板開焊，斷裂。

(4)全橋50%鉸縫存在滲水泛堿，部分嚴重滲漏泥漿，40%鉸縫砂漿脫落，1-5、2-5號鉸縫嚴重破損。

1.2下部結構病害

(1) 全橋墩臺蓋梁混凝土均存在受水侵蝕，混凝土銹脹剝皮，左側擋塊均與主梁緊貼，2#墩擋塊開裂、掉角，6#墩樁基礎外露0.8m。

(2) T梁與墩臺蓋梁緊貼，支座不可見。

1.3橋面系病害

(1) 第1、3、10孔橋面有縱向裂縫，裂縫位置對應鉸縫。未設置伸縮縫處墩臺頂橋面均有橫向裂縫。

(2)全橋伸縮縫均被加鋪橋面瀝青層堵塞，其中0#臺錨固混凝土破損，10#臺處伸縮縫型鋼斷裂，錨固混凝土破損，第5孔5#墩處距左側防撞墻2.2 m處，凹陷，面積為4 m2，對應第5孔T梁翼緣開裂。

(3)在橋面取芯過程中發現，橋面鋪裝與T梁結合較差。

2維修加固方案

(1) 拆除全橋的橋面鋪裝混凝土，重新澆筑C40聚丙烯腈混凝土，攤鋪瀝青混凝土+橡膠瀝青碎石封層。

(2)對上部結構T梁在墩頂處增設預應力鋼束(如圖1)。

圖1　預應力束布置圖

(3)為提高T梁間橫向傳遞能力，鑿除全部橫隔梁中間70 cm(6#、7#梁之間50 cm)，然后用鋼筋與原橫隔梁主筋焊接，現澆濕接縫。

(4)T梁之間鉸縫設一段濕接頭，以加強T梁間力的傳遞，全橋所有T梁間的接縫均需鑿除重新澆筑。

(5)為加強橋面鋪裝混凝土與主梁的連接，在舊梁梁肋上植連接筋，部分植筋要直接預埋于現澆橋面板中。若主梁原箍筋外露且沒有銹蝕，則不進行植筋，否則需要進行植筋。

(6)對每聯的邊孔T梁簡支端、連續端腹板，加大斷面進行抗剪加固。

(7)對邊梁翼緣外側邊緣底面進行設置滴水檐。

(8)對其余病害進行耐久性處理。

加固前后橫向布置圖如下(如圖2)。

圖2　加固后橫向布置圖

3結構內力分析

(1)結構維修加固施工階段計算模擬順序如下。

本橋結構分析采用橋梁博士V3.3.0有限元程序梁單元進行。結構維修加固前為簡支體系，維修加固后為連續體系。

①安裝T梁。

②在施工階段中以實際運營期計。

③現澆墩頂連續混凝土、T梁鉸縫混凝土。

④現澆橋面鋪裝混凝土。

⑤張拉墩頂預應力束。

⑥澆筑部分鑿除防撞墻，部分原防撞墻利用。

⑦攤鋪瀝青混凝土鋪裝層。

(2)按計算模式確定施工順序。

簡支變連續的體系轉換過程采用逐孔進行：上部結構一聯(以第一聯1-3孔為例)的施工順序為：拆除橋面鋪裝混凝土、鑿除T梁間翼緣→頂梁→設置臨時支撐與澆筑支座墊石→澆筑鑿除部分橫隔梁混凝土→T梁連續端加寬、簡支端加寬→從1#墩依次向3#墩澆筑墩頂現澆段混凝土(中間澆筑順序不可調換)→澆筑T梁楔形塊混凝土及鑿除部分橋面板混凝土→澆筑T梁間濕接縫→從第1孔依次向第3孔澆筑C40混凝土，中間澆筑順序不可調換→澆筑局部鑿除防撞墻基座混凝土→嚴格按設計順序張拉墩頂預應力束(在張拉預應力束前，必須澆筑完一聯的橋面鋪裝混凝土，且橋面混凝土必須達到設計強度的100%，齡期不小于10 d)→注漿與封錨、去除臨時支座、落梁→澆筑局部鑿除防撞墻墻身混凝土→攤鋪橋面瀝青混凝土。

表1　內力計算結果

4結語

(1)采用體系轉換對該橋T梁加固后，跨中截面彎矩富余17.8%，墩頂處截面彎矩富余10.8%，連續端剪力富余9%。這種采取簡支變連續的加固方法，對在役橋梁結構進行提載加固時，即滿足了結構的承載能力，又有效的提高行車的舒適性，在實踐中收到了較好的加固效果。

(2)但采用該方法加固時，原簡支梁體系結構均沒有負彎矩，進行體系轉換后，在活載的作用下，所有截面均有負彎矩，在墩頂附近需進行負彎矩設計，進行結構設計時需注意。

參考文獻：

[1]梁橋公路設計手冊[M].北京：人民交通出版社，1979.

[2]交通部. 公路舊橋承載能力鑒定方法[M]. 北京：人民交通出版社，1988.

[3]交通部.公路橋涵地基與基礎設計規范(JTT024-85)[S].北京：人民交通出版社，1985.

[4]交通部.公路橋涵養護規范(JTG H11-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5]交通部.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004

Application of structure system transformation in the strengthening the active duty simply-supported T beam bridge

AN Lu-lu

(Highway Maintenance Technology Research and Development Center, Traffic Planning & Design Institute, Shenyang, Liaoning 110122,China)

Abstract:A bridge was built in the eighties of last century, the superstructure is a 20-meter-T-shaped beam bridge, designing load for automobile is Level 20, for trailer is Level 100. Due to the over-loading vehicles effect for a long term, serious disease appears in the girder, which caused great risks for driving safety. Through strengthening the structure system transformation, carrying capacity is improved and purpose of reinforcement is achieved.

Keywords:T beam; structure system transformation; reinforcement

中圖分類號：U445.7

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0069-02

作者簡介：安璐璐(1983-)，女，本科，從事橋梁檢測。

收稿日期：2015-08-19