某高速公路空心板橋加固方案研究

湖北省城建設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 430051

空心板橋具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、建筑高度小、工藝成熟、重量輕、便于吊裝、施工便捷等特點(diǎn)，在高速公路中小跨徑橋梁中應(yīng)用廣泛。當(dāng)橋梁病害影響其正常使用或?qū)е聵?gòu)件承載能力不足時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加固，恢復(fù)其承載能力和使用功能，保障橋梁安全性和耐久性。某高速公路空心板橋跨中板底出現(xiàn)多條橫向裂縫，影響結(jié)構(gòu)耐久性和安全性。為保證橋梁結(jié)構(gòu)及行車安全性，提高其承載能力，必須對(duì)空心板病害進(jìn)行加固方案研究，從經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性及施工操作性等方面進(jìn)行比選，確定最終加固方案。

1 工程概況

某高速公路空心板橋采用2m×13m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板、柱式墩以及U形橋臺(tái)，橋梁全長(zhǎng)40.88m，全橋共計(jì)48塊空心板。

根據(jù)檢測(cè)單位對(duì)該橋進(jìn)行的橋梁病害檢測(cè)與評(píng)定，技術(shù)狀況評(píng)定為3類橋梁。空心板板底出現(xiàn)多條橫向裂縫，裂縫跨中附近分布居多，共106條底板橫向裂縫，裂縫寬度為0.1～0.18mm。

2 加固方案

空心板板底出現(xiàn)多條橫向裂縫，影響結(jié)構(gòu)承載力和剛度，應(yīng)及時(shí)對(duì)病害梁板進(jìn)行加固處理。空心板橋梁板加固方案設(shè)計(jì)遵循以下原則：優(yōu)先采用工藝相對(duì)成熟、經(jīng)久耐用的加固措施；盡可能減小對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷，降低施工對(duì)交通和環(huán)境的影響；加固措施具有可實(shí)施性，因地制宜合理選取加固實(shí)施方案。

2.1 方案一：粘貼鋼板

粘貼鋼板加固采用黏結(jié)劑、錨栓將鋼板粘貼錨固在結(jié)構(gòu)受拉或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，提高橋梁承載力。在空心板板底縱向粘貼3條鋼板，采用10000mm×300mm×10mm和8000mm×300mm×10mm兩種尺寸，鋼板采用Q345B，采用M12螺栓，植埋深度為12cm，相鄰鋼板錨固端錯(cuò)開1m。粘貼鋼板前需要先處理板底裂縫。粘貼鋼板方案如圖1所示。

圖1 粘貼鋼板方案示意圖（單位：cm）

2.2 方案二：粘貼碳纖維布

粘貼碳纖維布采用浸漬樹脂將高強(qiáng)度纖維片材粘貼在構(gòu)件表面，以提高構(gòu)件抗拉能力或約束力。在板底縱向粘貼2層碳纖維布，第一層尺寸為9000mm×400mm，第二層尺寸為10000mm×400mm，每層兩端設(shè)置250mm寬的橫向壓條。施工前需要先處理板底裂縫。粘貼碳纖維布方案如圖2所示。

圖2 粘貼碳纖維布方案示意圖（單位：cm）

2.3 方案三：粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板

粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板采用浸漬樹脂將高強(qiáng)度碳纖維板粘貼在構(gòu)件表面，并施加預(yù)應(yīng)力，提高梁板承載能力，改善梁體應(yīng)力狀況。在板底縱向粘貼4條預(yù)應(yīng)力碳纖維板，碳纖維板采用10000mm×100mm×1.2mm和8000mm×100mm×1.2mm兩種尺寸，長(zhǎng)短碳纖維板交錯(cuò)布置，兩端采用錨板進(jìn)行錨固。施工前，板底采用高強(qiáng)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板方案如圖3所示。

圖3 粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板方案示意圖（單位：cm）

3 方案比選

對(duì)三種加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)比較分析，綜合考慮加固效果、施工難度和可操作性及經(jīng)濟(jì)性等因素，合理選取加固實(shí)施方案，詳細(xì)比選表如表1所示。

表1 方案比選表

綜上所述，三種加固方案均可用于空心板橋的梁板加固，基于加固效果、技術(shù)成熟度、施工可操作性和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，推薦采用粘貼鋼板作為加固實(shí)施方案。該方案應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，可靠度高，施工方便，且具有較好的加固效果，施工可操作性優(yōu)于其他兩個(gè)方案，且造價(jià)相對(duì)較低。

4 結(jié)束語

高速公路空心板橋病害影響其結(jié)構(gòu)耐久性和安全性，當(dāng)承載力不足時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選取合適的加固方案對(duì)其進(jìn)行加固，提高結(jié)構(gòu)安全性和行車舒適性。通過對(duì)工程實(shí)例空心板橋加固方案的研究比選，確定了易操作、經(jīng)濟(jì)、有效的加固實(shí)施方案，可為同類橋梁的加固改造提供借鑒和參考。