預應力混凝土連續剛構橋加固

(重慶交通大學 建筑與土木工程　重慶　400074)

一、前言

當前科學技術正在迅速地發展，高強度、高質量材料被廣泛地采用[1]，先進的施工工藝及設備的大量涌現，以及結構分析方法的不斷進步，預應力混凝土連續剛構橋從上個世紀以來就獲得了飛快的發展。不斷增多的建造數量，逐漸增大的跨度以及日益提高的運營成本，給預應力混凝土連續剛構橋的維修加固帶來了許多新的課題。通過不斷提高預應力混凝土連續剛構橋加固仿真技術的水平來合理選擇加固方法和分析所能達到的加固效果，將會產生巨大的工程效益。

二、正文

(一)研究對象

安徽的某一座橋始建于1994年5月，竣工于1997年3月。該橋主橋橋跨布置為(55+88+55)m，為三孔預應力混凝土連續剛構梁橋，長198m，為預應力混凝土簡支梁，長130m。全橋總長495.1m，橋面橫向布置情況為：0.25m+欄桿2.0m人行道+15m車行道+2.0人行道+0.25m欄桿。加固它的目標是達到荷載等級公路一級，人群3.5KN/m2的使用要求，中跨跨中豎向撓度情況及主梁應力分配得以改善，延長橋梁使用壽命。

(二)常見病害及成因

連續剛構橋梁病害有多種形式，主要存在著跨中分層、裂縫、下撓等，主要是由于設計不合理，橫截面尺寸和加固結構不符合機械要求，施工質量不能滿足設計要求，建筑材料不能滿足要求，在收縮和徐變過程中使用凝結，預應力損失和過載運行等因素。缺陷的橋梁和主要原因如下：

1.裂縫及混凝土缺陷。主要橋梁箱梁地板有許多縱向裂縫，主要集中在箱體兩側的底部。在箱梁的腹板上存在寬度為0.4mm的傾斜裂縫。

2.底板分層。層狀殼體或層狀裂縫的縱向范圍位于中間方向7m處，沿碼頭方向位于距離3.5m處，同軸段長度方向。塊體之間的區域為16m長，缺陷的橫向寬度比底板的寬度稍寬，距離網的內壁約不超過2m。

3.跨中下撓。橋面相對高程測量結果表明，三跨連續剛架橋中跨橋梁偏轉大，最大位置為10.05cm。側面跨度也有一定程度的偏差分別為2.038cm和2.056cm。

4.橋面系損壞。主橋鋼筋混凝土橋面路面有多條縱向裂縫，甲板路面滲水嚴重，路面面積大[2]。

(三)加固設計方案

加固工程技術標準設計載重等級公路等級，人群3.5KN/m2[3]。橋寬：橋后加筋：19.5m，人行道寬2×2.25m。設計速度80km/h。

1.橋面系加固。鑿子除去原來的甲板路面層，鋪設Φ12小鋼重鑄8cm防水混凝土;對于中下半部分使用適當的混凝土整平，使交通暢通，防止快速交通對其較大的附加壓力形成較大的沖擊。更換不銹鋼復合管柵欄和路燈的圍欄。拆除人行道，重新鋪設人行道板。更換D80 Maul接縫的伸縮縫。防爆鋼板防銹，防銹處理[4]。

2.缺陷及裂縫修補

(1)表面缺陷修補措施。對于全橋的混凝土損壞缺陷，需要修理加工。對于小于(25×25)cm2的區域，當混凝土表面缺陷時，深度小于5cm，鑿除了松散的混凝土，露出骨料，鋼鐵銹，用聚合物水泥基修補材料進行修復。對于缺陷面積大于(25×25)cm2，當混凝土結構表面缺陷時，深度大于5cm，鑿子除了松散的混凝土，露出的骨料，鋼鐵銹，噴涂界面劑，使用環氧樹脂凝固修復。

(2)裂縫修補措施。裂紋寬度大于等于1mm，采用壓力充填聚合物水泥灌漿材料處理。裂紋寬度大于或等于0.15mm且小于1mm，使用灌注裂縫修補膠修復，即注射法。裂紋寬度小于0.15mm，采用裂紋修復塑料表面封閉方式進行加工[5]。

3.體外預應力加固

該項目在體外應力增強，采用四束19Φs15.2mm喬規格的環氧樹脂填充線，由多個輕填充環氧填充鋼梁組成[6]，外套PE套管，帶TW.B15-19預應力錨。內箱和下游兩個預應力梁的布局，鋼梁兩端張力，張力控制力應為0.5fpk，單鋼束控制張力2473.8KN。單鋼梁一端延長217.8mm。

4.中跨跨中底板混凝土置換

鑒于中跨的嚴重交叉縫合，混凝土受到嚴重破壞，必須在中跨跨度內進行混凝土更換加固。在橋梁橫截面跨越混凝土結構破壞后對橋梁的力量影響很大[7]，橋梁處于不利狀態，破碎混凝土應盡快恢復。

更換鋼筋在施工HRB335鋼筋時，為了加強底板，在鋼網連接下增加箱梁的總體強度，安裝連接鉤，鉤135度掛鉤，卡住和下拉桿所有的垂直和水平鋼筋通過點焊連接在鉤和鋼網的接合處。加強新舊混凝土的結合，在混凝土澆注前的界面劑。重新鑄造C55自密實混凝土，并在施工現場進行試驗，確定混合，試驗效果，然后再使用。

三、結論與展望

(1)預應力混凝土連續剛性框架橋梁加固后，上下翼緣板和斜截面主要應力儲備增加，中跨地板的壓應力增加，整體性能和機械結構條件得到改善。

(2)通過預應力混凝土剛架橋的加固，主橋的垂直偏轉受到抑制，外跨預應力張力之后中跨高程升高。

(3)體外預應力鋼筋通過垂直彎曲形式，不僅可以有效提高剛架橋梁的應力，抑制剛性橋梁，而且可以抵抗剛性框架進一步發展的網紋。在連續剛性橋梁上預應力混凝土的設計中，應考慮設定必要的彎曲預應力。