T 梁橋橫向加固方法及應用

嚴國齊

（武漢航空港發展集團有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

我國于上世紀80 年代前后修建了大量T 梁橋。由于設計荷載標準較低，橋梁承載力不足，有些橋梁已不能滿足交通量及車輛荷載快速增長的需要，亟需對這些舊橋采用適當加固技術，恢復和提高其承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命[1]。

目前應用比較多的T 梁橋加固方法有提高T 梁承載力的增大截面法、粘貼鋼板加固法、體外預應力加固法等[2]。這些加固方法的作用機理是直接提高T梁的承載力。T 梁橋橫向加固方法則是通過增強T梁整體性，調整各片T 梁的橫向荷載分布系數，使荷載橫向分布更加平均，將橋面荷載傳遞至更多T 梁上，據此提高T 梁橋的承載能力。

1 T 梁橋橫向加固方法

（1）增加混凝土橋面鋪裝層厚度。此方法雖然可以使橋上荷載橫向分布更平均，施工也簡單，但會增加橋梁恒載重量，缺點明顯，需作進一步驗算。

（2）將翼緣板鉸接改為剛接。研究表明，T 梁翼緣間采用鉸接或剛接對橋上荷載橫向分布有較大的影響[3]。剛接的橋梁，其整體性優于鉸接的橋梁。

（3）加固橫隔梁。由于橫隔梁特別是內橫隔梁對T 梁橫向荷載分布影響較大[3]，因此加固橫隔梁，是T 梁橫向加固的一個有效措施。

（4）新增橫梁。適當增加一些橫梁，可以增加橋梁整體性，更好地調整荷載橫向分布，提高橋梁承載能力。

2 應用實例

2.1 工程背景

某大橋于1993 年建成通車，橋梁總體跨徑布置為：3×（5×30）m+（40+60+40）m+4×（4×30）m，橋梁全長1 078.040 m，橋梁總寬24 m。主橋上部結構為3 跨預應力鋼筋混凝土連續剛構，跨徑布置為40 m+60 m+40 m 的單箱單室變截面箱梁。兩岸引橋上部結構為跨徑30 m 的預應力鋼筋混凝土T 梁，先簡支后連續結構，其中漢口側為3 聯，5 跨1 聯，共15 跨；黃陂側為4 聯，4 跨1 聯，共16 跨，分左右2 幅。引橋每跨由5 片T 梁組成。T 梁底部為馬蹄形結構，每跨設置7 道橫隔梁，橫隔梁間距為4.85 m。

2017 年12 月，橋梁管理單位組織華中科技大學土木工程檢測中心對橋梁質量進行了全面檢測，根據檢測結果，引橋上部結構主要存在以下幾方面的病害：

（1）T 梁翼緣板、腹板、底板、橫隔板等均存在混凝土剝離、鋼筋銹蝕現象。

（2）T 梁翼緣板、腹板、橫隔板等均存在縱橫向裂縫現象。

（3）橋面存在縱向開裂現象。

（4）橋梁結構彈性工作狀態不足，不具有安全儲備，承載能力無法滿足原設計荷載要求。

2.2 病害原因分析

該橋于1993 年建成通車，荷載按《公路橋涵設計通用規范》（JTJ 021—89）取值，汽- 20 級。隨著時代發展，公路運輸更符合《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60—2004）中的高速公路活載公路-Ⅰ級。同時，超重、超載、超限在我國公路運輸方面是一個普遍現象。眾多原因導致該橋T 梁出現鉸縫損傷、橋面縱向開裂等病害，并致使T 梁單梁受力，影響到橋梁承載能力。

2.3 加固措施

為解決該橋單梁受力問題，特制定了如下橫向加固措施：

（1）加固鉸縫、橫隔梁（增加濕接縫），將鉸接改為剛接（見圖1、圖2）。

圖1 橫隔梁處斷面圖（單位:cm）

圖2 非橫隔梁處斷面圖（單位:cm）

鑿除原T 梁翼緣鉸縫兩側各20 cm 范圍內混凝土，保留翼緣內原有鋼筋，澆筑濕接縫混凝土，將原設計翼梁間的鉸接縫變為剛接。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。

鑿除原T 梁橫隔梁兩側各20 cm 范圍內混凝土，保留橫隔梁內原有鋼筋，新澆筑混凝土內鋼筋與保留鋼筋焊接。

（2）增加橫向預應力梁。在每孔靠近跨中的5 道橫隔梁間增設4 道預應力橫梁（見圖3），將5 片T 梁拉緊，增加整體性。

圖3 橫向預應力加固圖（單位:cm）

此外，對于該項目檢測發現的T 梁裂縫，按寬度w＜0.15 mm 的裂縫采用表面封閉方案，寬度w≥0.15 mm 的裂縫采用灌縫膠注射修補的方案進行了處理，這里不再贅述。

3 計算結果分析

采用Civil/Midas 和橋梁博士軟件對加固前、加固后的T 梁橫向荷載分布進行整體計算。

（1）單梁受力。T 梁鉸接時，在偏載作用下主梁間最大高差4.4 mm；橫向變剛接后，主梁間最大位移差減小為3.2 mm。

（2）橫向分布系數。活載正常作用下鉸接梁法的橫向荷載分布系數和剛接（加固后）梁法的橫向荷載分布系數見表1、表2。

表1 活載正常作用下鉸接梁法的橫向分布系數計算結果

表2 活載正常作用下剛接梁法的橫向分布系數計算結果

經對比可以看出，加固后雖然邊梁橫向荷載分布系數有所增加，但中間梁的橫向荷載分布系數均有所減小。同時，經過加固修復后，橋梁已解決單梁受力問題。

4 結 語

（1）本案T 梁橋經橫向加固后，將主梁間最大位移差減小為3.2 mm，中間梁的橫向荷載分布系數有所減小；同時，解決了橋梁單梁受力問題。

（2）工程加固完工后，經華中科技大學土木工程檢測中心荷載試驗檢測，橋梁加固后滿足設計荷載要求，本加固方案達到了預期目的，可為同類T 梁橋加固提供參考和應用。