某變截面連續箱梁橋病害分析與加固設計要點

張欖

（湖北省交通規劃設計院股份有限公司，湖北武漢 430000）

0 前言

在當前連續箱梁橋體的施工設計環節，建筑企業想要保證工程質量，一方面要對施工材料、機械設備、施工人員與施工環境等提出明確要求，為橋梁施工提供穩定的資源保障。另一方面要從設計環節入手，采用現代化技術對橋體建設過程進行模擬，驗證各施工階段施工方案的準備充足性，同時還可以提前找出橋體建設中存在的病害問題，通過加強橋體內部結構穩定性，調整箱梁與變截面的設計要點，使橋體實際建設效果滿足施工方案的工藝參數要求。因此，本文以實際工程為例，針對連續箱梁施工段的病害問題展開分析，進而制定針對性的加固防護措施，對強化案例橋體使用質量具有重要意義。

1 工程概況

為了準確辨析連續橋梁施工中存在的質量問題，本文以實際工程為例，通過對該工程施工中存在的橋梁病害進行匯總，進而提出針對性的解決策略，將設計方案與施工措施相結合，案例橋梁的全長為180m，單幅橋面的寬度數值為16m，為保證橋梁跨度設計方案的有效執行，采用連續箱梁的施工結構模式，搭配現澆混凝土施工技術，針對橋梁不同區域，采用不同標號的混凝土材料，這樣可以最大限度保證橋梁的整體穩定性。同時為保證該橋梁工程的施工效率，對病害問題進行分析，進而提出加固設計措施，解決質量隱患。

2 變截面連續箱梁橋病害分析

2.1 箱梁腹板裂縫問題

大部分橋梁在長期使用后，其箱梁腹板都會出現質量問題，一方面是施工技術與材料存在問題，缺乏有效的質量保障，另一方面則是橋梁長期處于超負荷的運行情況，當箱梁腹板開裂后，便會引發各類裂縫問題，例如受到箱梁內外的溫度差異影響，會導致出現溫度梯度，箱梁縱向與橫向之間的預應力也會嚴重損失，進而使箱梁內部結構穩定性降低。同時混凝土在長期使用過程中還存在收縮曲面等問題，這樣都與施工過程中產生的誤差存在一定關聯，因此在綜合因素的影響下，如果橋體長期處于超負荷運行狀態，則會使混凝土的抗拉強度超出設計值，當抗拉強度的數值超出規定范圍時，便無法維系箱梁腹板的結構穩定性，從而引發混凝土裂縫或內部結構損壞等問題，將會引發比較嚴重的裂縫與橋體斷裂問題[1]。

2.2 箱梁頂板與翼板裂縫問題

由于橫向彎矩的負載通常會超出規定范圍，因此會對混凝土的收縮性造成一定的影響，當箱梁頂板的負載力不斷提升時，便會影響左右兩側的翼板，導致混凝土裂縫問題，由于箱梁結構的橋梁施工跨度較大，需要保證各施工段的質量，才能對橋梁整體穩定性提供保障，但是，箱梁頂板的穩定性失衡，將會逐漸延伸至四周，導致混凝土裂縫與其他橋梁病害問題，而且此類問題還會受到外部環境因素的影響，如果沒能及時發現，將會使裂縫程度不斷加劇，使連續箱梁橋體的病害問題愈加嚴重[2]。

2.3 橫隔板裂縫問題

橫隔板裂縫也是案例橋梁存在的主要病害問題，由于車輛運行過程中箱梁橫隔板所受的外部應力會逐漸增加，當抗扭性能超出規定范圍時，也就是當汽車荷載偏心加載時，會產生較大的扭距，這樣也會對橋體內部結構造成影響，進而導致箱梁橫隔板內部產生較大的應力，如果應力超出橫隔板混凝土抗拉強度，便會導致橋體表面產生裂縫，當箱梁溫度梯度差異較大時，也會導致橫隔板下方的銳角部分無法克服外部預應力，而且橫隔板與混凝土之間契合性降低，最終導致橋體表面出現裂縫病害。

3 變截面連續箱梁橋病害的加固設計要點

3.1 保證主梁節段的接縫與補強工作

為解決案例橋梁的病害問題，要從多方面入手，提出相應的加固設計措施，還要對橋體內部結構的穩定性進行監測，如果超出規定范圍，則要采取一定的補強措施，例如重新對鋼結構及混凝土結構強度進行修復，將混凝土裂縫修復技術與注漿技術相結合，一方面要對橋體內部的結構穩定性進行判定，嚴重時要鑿開表面，重新布置其內部鋼筋與混凝土的結構，并且與周邊橋體結構重新構建聯系，加強橋體區域的抗拉力。另一方面要結合外部注漿修復技術，對橋面混凝土裂縫進行修復，可以先噴涂防水保護層，在對裂縫進行處理時，采用環氧砂漿材料，根據裂縫開裂程度，判斷橋體病害問題的影響范圍，采取科學合理的修補技術方案[3]。

3.2 對橋體外預應力進行補充張拉

案例橋體存在中跨施工裂縫問題，其原因為豎向剛度不足，因此導致橋面下凹，使內部結構穩定性降低，橋體表面產生裂縫。因此需要對橋體施加外預應力，將主張拉幅度控制在原有應力基礎的10%左右，采用加固模型對張拉過程中的橋體結構穩定性進行測算，通過調整跨中拉應力以及外部預應力，將結構參數控制在規定范圍內，這樣可以配合橋體表面的裂縫修補技術，起到良好的加固效果[4]。

3.3 布置中跨底面縱向鋼板條

對于中跨跨底部的裂縫問題，還可以采用鋼板條進行固定，通過對縱向預應力進行加強，以防止橋體表面裂縫問題的進一步擴張，方案二為在箱梁中跨底部外表面對拉粘貼鋼板，這樣可以緩解橋體內部向外延伸的預應力，結合外部張拉措施，對內部結構穩定性進行補強，具體施工流程如下：①針對箱梁裂縫數量以及分布情況進行詳細勘測；②在裂縫接縫處采用壓漿封閉處理方式，對表面與橋體內部結構進行同時修復；③分批補張橋體外預應力，使內部結構穩定性得到逐漸提升。

3.4 加強檢修維護措施

為保證案例橋梁的使用質量，要根據橋梁的實際應用情況，搭配科學合理的檢修維護措施，針對橋體病害問題建立跟蹤檔案，準確記錄各類橋體病害問題的表現形式、處理方式、應用結果，這樣可以為后期的橋體加固修復提供數據支撐，同時可以使橋體修復工作更具數據化。準確判定各類橋體病害處理方案的實用性與可靠性，這樣在后續出現相同的病害問題時，可以直接照搬，減少研究方案的設計實踐，快速處理橋體病害問題，將結構穩定性危害控制到最小。一方面要針對施工技術以及施工材料的契合性展開分析，保證橋體建設過程中各施工材料的應用質量，可以在材料入場與貯存管理環節制定詳細的材料管控方案，這樣才能保證裂縫封閉修補工作在實施過程中的可操作性與有效性[5]。

3.5 橋體建設中應用加固技術

在橋體建設中還要根據實際情況應用加固技術，例如在橋面鋪裝施工中，橋面外部破損情況比較嚴重時，應該將鋪裝層完全清除之后進行混凝土澆筑，對結構穩定性進行重塑。同時還可以增加截面高度，一般情況下都要根據加固技術的實用效果，調整截面高度，使其外部裂縫與內部結構都可以得到強化處理，進而使正截面的受彎承載能力提升，增強橋體對外部壓應力的緩解效果。有效緩解橋體使用過程中所受到的外部應力，避免內部結構遭到破壞。此外還可以采用橋梁端頭破損加固技術，對施工過程中的伸縮縫問題進行重點關注，尤其是設計圖紙時，要將伸縮縫的結構形式與不同的天氣環境相匹配，保證外部環境不會對橋體應用質量造成明顯影響。

3.6 落實橋梁工程的養護管理

加強公路橋梁后期運行中的日常維護，如加強橋體箱梁監測，部署技術熟練、施工經驗豐富的專業技術人員，定期對橋梁結構進行檢查，從一些征兆中及時發現病害、處理病害。加強與運輸部門的聯系，實行必要的交通管制，減輕橋梁的承載壓力，加大橋梁維修養護的資金技術投入，完善橋梁檔案資料，對每座橋梁的基本狀況、施工原始記錄、工程改造、歷次自然災害及意外損壞等進行詳細記錄。

4 結論

綜上所述，在橋梁施工建設中，不僅要對施工技術、材料、設備等進行積極革新，將現代化施工技術應用到橋梁建筑中，同時還要加強設計方案的科學性與可行性，在施工設計階段解決與規避橋體病害問題，這樣才能將各類質量問題扼殺在搖籃之中，以保證橋梁工程的順利開展。本文以實際工程為例，針對變截面連續箱梁橋體的病害問題進行研究，首先對工程背景進行介紹，其次指出變截面連續箱梁橋體的病害問題，最后提出加固設計措施，具體為保證主梁節段的接縫與補強工作，對橋體外預應力進行補充，布置中跨底面縱向鋼板條，加強檢修維護措施，建設中應用加固技術，落實橋梁工程的養護管理等，進一步提升橋梁設計的作用與價值。