簡支T梁橋面鋪裝加固設計

李龍利

摘 要： 鋼筋混凝土簡支T梁梁體采用鉸接方式連接，橫向聯系較弱，造成梁體受力不均，使得橋面鋪裝破損嚴重。某立交橋為背景，簡述將鉸接改為剛性連接在T梁加固技術的應用。加固鉸縫、橫隔板和增加橫向預應力，以增強結構橫向聯系，使得T梁之間由鉸接變為剛性連接。通過有限元初步分析發現：在設計荷載偏載作用下，原橋梁結構相鄰兩片T梁跨中位移相差最大達6mm；變為剛性連接后，各個梁體跨中位移基本按照直線分布，位移協調，不會出現相鄰梁體之間很大的位移差，加固效果比較明顯。

關鍵詞： T梁；橋梁加固；鉸接；剛性連接；橫向預應力

1 工程概況

某立交橋于1994年建成通車，全長486.5米，共6聯，跨徑組合為：4×20+4×20+（20+25+25.3+16.2+20）+3×20+4×20+4×20m，由1孔跨徑為16m的普通混凝土簡支T梁，21孔跨徑為20m的普通混凝土簡支T梁和2孔跨徑為25m的部分預應力鋼筋混凝土組合T梁組成。橋面凈寬0.5m+15.0m+0.5m，雙向4車道。下部結構為樁柱式輕型墩臺，橋墩直徑為1.1m，樁基直徑為1.2m，鉆孔樁，分離式承臺。

由于橋梁交通繁忙，重載車輛極多，造成橋面縱向嚴重開裂，形成多處縱向坑槽等病害，此病害曾于2012年進行了專項整治，但整治未達到預期效果，此后又經多次維修，屢修屢壞，已經嚴重危及橋梁結構及行車安全。

2 橋面鋪裝病因分析

根據橋梁普查結果，T梁之間僅靠橫隔板鋼板連接，鋼板連接體現了鉸接的思想，但是鋼板剛度不足，無法傳遞剪力，梁體之間的剪力僅靠8cm厚度橋面混凝土鋪裝層承受。通過有限元初步分析發現，在設計荷載偏載作用下，相鄰兩片T梁跨中位移相差最大達6mm，梁體跨中位移分別為0mm、1mm、7mm、13mm、8mm（從未加載側向加載側），變形如圖1所示。由此可以看出，活載作用下引起梁體之間位移不協調，導致梁體橫隔板錯位。當T梁之間的位移差反射至橋面時，橋面就會出現縱向裂縫，長期的荷載作用，會引起橋面開裂、破損。由于以前未解決梁體之間位移不協調問題，所以造成了橋面鋪裝屢修屢壞。

3 加固設計

3.1 加固設計方案

加固鉸縫、橫隔板和增加橫向預應力，以增強結構橫向聯系。通過加固鉸縫，使得T梁之間由鉸接變為剛性連接。

（1）將T梁鉸縫兩側各20cm范圍內混凝土鑿除，保留翼緣內原有鋼筋，澆筑濕接縫混凝土，將原設計主梁間的鉸縫變為剛接。新澆筑混凝土內鋼筋與主梁翼緣上、下緣鋼筋焊接，并增設環狀箍筋，提高剛接縫的抗剪能力，如圖2所示。

（2） 將T梁橫隔板之間的焊接鋼板拆除，鑿除兩側各20cm范圍內混凝土（與鉸縫兩側鑿除的混凝土寬度相同），保留橫隔板內原有鋼筋，新澆筑混凝土內鋼筋與保留鋼筋焊接。將原設計橫隔板間的鋼板連接改為剛性連接后，可提高結構橫向剛度，改善結構整體工作性能。

（3）增加橫向預應力，將每孔10片T梁拉緊，增加整體性，如圖5所示。

為了使得鉆孔直徑最小、分散，對主梁損傷最小，同時橫向力相對比較均勻地施加在主梁上，施加預應力時采用小股多束的布置原則，每股鋼束由一根s15.2mm的鋼絞線組成，在T梁2道橫隔板之間，位于梁肋與翼緣板交接處分別增加3束預應力鋼束，每孔梁共設6束預應力鋼束。

（4）重新澆筑橋面鋪裝。

3.2 加固效果分析

變為剛性連接后，在與前面相同荷載、相同位置作用下，跨中梁體位移變為如圖3所示趨勢，各個梁體跨中位移基本按照直線分布，位移協調，不會出現相鄰梁體之間很大的位移差，加固效果比較明顯。

4 結論

鋼筋混凝土簡支T梁橋結構簡單，受力明確、節省材料、架設安裝方便，廣泛應用于城市橋梁中。在簡支T梁橋梁中，將鉸接改為剛性連接的方式，成功應用于多座橋梁中，根本上解決了“單梁受力”的問題。根據后期的運營的結果表明，該橋橋面鋪裝開裂的問題得到了改善。說明加固鉸縫、增設橫向預應力的加固技術改善了T梁之間的協同受力，加固效果明顯。

參考文獻

[1]《公路橋梁加固設計規范》（JTG/TJ22-2008）.

[2]《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）.

[3]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ023—85）.

[4]《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40-2002）.