空心板橋梁加固前后荷載試驗分析及加固措施研究

潘忠岳

(貴州宏信創(chuàng)達工程檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

貴陽市16 m簡支多跨現(xiàn)澆混凝土空心板市政橋梁，橋?qū)?8 m，雙向四車道，采用板式橡膠支座，鋅鐵皮伸縮縫，縫內(nèi)填瀝青麻絮；橋面鋪裝厚度10 cm。柱式橋墩，樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載：汽車-20級，掛車100。

該橋運營多年，隨著交通量的進一步加大，橋梁病害加重，為了保證橋梁的正常使用，需對橋梁的承載能力進行評估。

2 橋梁現(xiàn)狀

(1)外觀檢測：橋梁存在的主要病害有底板存在大量縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫，裂縫最大寬度0.25 mm；網(wǎng)狀裂縫并伴有滲水痕跡；底板存在空洞、破損、露筋；橋墩存在豎向裂縫。

(2)荷載試驗：選取病害最嚴重的第16跨進行了靜載試驗，試驗跨剛度、強度均滿足原設(shè)計活載(汽車-20級，掛車100)要求，不滿足現(xiàn)行城市橋梁荷載要求。

(3)根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG/H11-2004)中橋梁技術(shù)狀況評定方法和標(biāo)準(zhǔn)，該橋技術(shù)狀況得分為49.71，評定為三類橋。

圖1 16跨底板主要病害示意圖

3 加固方案

針對該橋梁現(xiàn)狀，采取的加固方案為：(1)在低縱坡一端距空心板端部1～1.5 m板底打孔，布置PVC排水管排除空心板內(nèi)腔積水，并完善橋梁集中排水系統(tǒng)；(2)對縫寬<0.15 mm的裂縫采用裂縫修補膠涂刷封閉處理，對縫寬≥0.15 mm的裂縫采用低壓灌漿處理；(3)對病害最嚴重的第16跨縱向粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板。

4 荷載試驗

本橋荷載試驗測定項目及內(nèi)容為橋面線形以及空心板控制截面應(yīng)變等。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，通過理論計算，采用等效荷載的方式布載，詳細測試斷面及測點布置如下圖，加固前后測點及車輛布置均保持一致。

5 結(jié)果對比分析

為了解加固前后橋梁的實際受力情況，加固前后分別進行了荷載試驗，對實測值進行了對比分析。

(1)加固前后撓度對比

表1列出了加固前后主梁跨中撓度測點的計算值和實測值。從表中可以看出，加固后測點實測值比加固前要小，加固后結(jié)構(gòu)整體的剛度得到提高。

表1 跨中撓度實測值及理論計算值

(2)加固前后應(yīng)變對比

表2列出了加固前后主梁測點應(yīng)變的計算值和實測值。從表中可以看出，加固后測點實測值比加固前要小，加固后結(jié)構(gòu)整體的強度得到提高。

表2 應(yīng)變實測值及理論計算值

(3)加固前后沖擊性能比較

載重車輛在無任何障礙的情況下，用1輛載重汽車(總重約360 KN)以20 km/h、30 km/h、40 km/h的速度駛過橋跨結(jié)構(gòu)和以20 km/h、30 km/h速度在測試跨正彎矩最不利截面(行車道)進行緊急剎車，測定橋跨結(jié)構(gòu)在運行車輛荷載的作用下的動態(tài)反應(yīng)。根據(jù)橋梁振動的最大動應(yīng)變幅值求出不同車速下橋跨結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)。加固前橋梁的沖擊系數(shù)為0.112～0.227之間，加固后橋梁的沖擊系數(shù)為0.095～0.145之間，加固后橋梁的沖擊效應(yīng)明顯降低，表明加固改造對橋梁的抗沖擊能力有明顯提高。

6 結(jié) 論

隨著交通量的進一步加大，裂縫、滲水等病害在空心板橋梁中將普遍存在，對該類病害較嚴重的橋梁需進行維修加固處理。本文用一個工程實例為例，采用荷載試驗數(shù)據(jù)對加固前后的試驗值進行了對比驗證。結(jié)果表明，(1)加固后，橋梁的受力得到了較好的改善，強度、剛度得到了較大的提高；(2)加固后橋梁的動力性能良好，抗沖擊能力有明顯提高。(3)驗證了此加固方法的可行性，可為同類橋梁加固提供依據(jù)。