重載交通條件下T梁橋橫隔板受力及加固方法分析

吳小兵、夏妮娜

（1.江西交通咨詢有限公司，江西 南昌 330000；2.江西省公路工程有限責任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

現階段，我國交通行業在不斷發展和進步，重載交通因效能大、效率高儼然成為交通運輸發展的必然趨勢。但是載重超過一定限度，其弊端也暴露無遺。整體荷載較大，會對橋梁造成一定的損傷，影響橋梁安全性能，對T 梁橋的影響更大。

為此，相關工作人員需要進行詳盡的結構分析和力學計算，以確定橫隔板在不同荷載條件下的受力情況，并根據T 梁橋的實際損傷情況制訂相應的加固方案，根據損傷的類型和程度采取不同的加固措施、加固材料，以確保加固效果。此外，需要定期進行橋梁檢測和監測，以及時掌握橫隔板的新損傷和變形情況，以便及時采取修復和加固措施，延長T 梁橋的使用壽命，并確保其安全運行。

1 T 梁橋受力分析

隨著經濟的飛速發展，重載交通在交通運行中的作用和價值越來越突出。在重載交通發展的影響下，交通運行整體構成發生了一定的變化，貨車數量呈上升趨勢，在車輛總量中占大比例。

以江西省為例，全省貨車占比為82.3%，客車占比為17.7%。調查顯示，貨車中以大型貨車為主，大型及大型以上貨車數量較多，其中特大型貨車占比為49.85%，中小型貨車占比為32.45%。因此，在對T 梁橋荷載情況建立模型分析的過程中，將貨車作為模擬，可以更好地了解T 梁橋實際荷載情況。T 梁橋的整體荷載主要來自貨車的壓力，因此需要將此作為重點研究內容，并根據荷載模型進行數據計算，為后續T 梁橋受力情況分析提供強有力的支持。車輛荷載橫向布置如圖1 所示。

圖1 車輛荷載橫向布置示意圖（單位：m）

2 重載交通條件下T 梁橋橫隔板受力分析

2.1 建立計算模型

為了更好地對T 梁橋橫隔板受力情況進行分析，可以利用MIDAS/Civil 計算軟件進行計算分析，以保證計算數據的準確性及可靠性。構建計算模型的過程中，需要保證其符合相關規定和標準，保證計算模型設計與規定規范及原橋設計標準保持一致。

同時，在計算過程中，為了保證受力分析的精準性，需要對T 梁橋進行綜合考量，將結構重力、預應力荷載、混凝土收縮變形、橋面鋪裝以及汽車荷載等內容納入實際計算之中，進而保證數據結果的真實性及可靠性。

在實際構建計算模型的過程中，可以利用梁格法，為了保證計算分析的精準性，可以按照橋梁的實際情況將T 梁橋橫隔板劃分成3 個單元，對不同單元的T 梁橋橫隔板的橫截面進行定義。在單元模擬中，一般應用梁單元模擬方式。為了保證計算模型的精準性，得到準確的T 梁橋橫隔板受力數據，對于整體橋梁濕接縫的位置，以橋梁長度為標準進行單元劃分，如每60cm 為一個單元，同時按照實際情況建立橫向梁格[1]。橫向梁格如圖2 所示。

2.2 有限元分析

T 梁橋在實際運行過程中，整體結構會受到橫向振動特性的影響，其自身的剛度及強度也會對整體應用造成一定的影響。

此外，T 梁橋結構也會受到施工及外部荷載的影響，外部荷載主要是指大型貨車運行過程中產生的荷載。大型貨車在實際運行過程中產生的運動頻率與T 梁橋結構橫向自振頻率相似，在這種影響下，會發生共振情況。研究人員對T 梁橋此狀態進行分析，發現橋梁結構橫向振幅較大，降低T 梁橋應用的安全性，容易引發安全事故。隨后，研究人員分析了運動頻率與車輛行駛速度、運行半波長之間的關系，得出公式（1）：

式（1）中：f代表運動頻率，l代表車輛行駛運行的半波長，v代表車輛行駛速度。

2.3 荷載組合情況下T 梁橋橫隔板受力分析

T 梁橋在實際應用過程中，除永恒荷載外，過往車輛也會對橋梁產生相應的荷載，如汽車、掛車等。永恒荷載主要是指橋梁預應力荷載、混凝土收縮變形、橋梁上部結構自重和橋面鋪裝防撞墻。T 梁橋在實際應用中需要承擔多種荷載，一般是永恒荷載與其他荷載的組合，隨后相關研究人員對受力情況進行相應的計算[2]。其中預應力荷載按照標準強度1570MPa計，張拉控制力為：

0.75×1570MPa=1177.5MPa

實際進行計算之前，需要對橋梁承載能力的極限狀態以及正常使用極限狀態下的抗彎承載力進行計算，具體如表1 所示。

表1 T 梁橋橫隔板抗彎承載力

從表1 可以看出，T 橋梁的承載能力以及正常使用極限狀態下，橫隔板均滿足相關規定和標準。因此，相關研究人員進行了深入研究和分析，了解T 梁橋橫隔板實際受力情況，分析T 梁橋橫隔板出現病變的原因，發現T 梁橋橫隔板發生病變主要在于結構受力，在重載交通條件的影響下，很容易對T 梁橋的整體結構造成嚴重的不良影響。

此外，在實際施工過程中，施工工藝以及施工環境等因素也會對T 梁橋橫隔板的應用情況造成一定的影響。

T 梁橋橫隔板主要承擔橋梁以及過往車輛產生的荷載，也可以傳遞梁間彎矩及剪應力。在重載交通的影響下，橋梁承擔的荷載發生了一定的變化，荷載逐漸提升，T 梁橋下部會產生較強的拉應力，最終導致混凝土出現裂縫。此現象會導致抗剪裁面被削弱，在剪應力及彎矩的作用下，T 梁橋橫隔板出現損壞，影響橋梁應用的安全性及穩定性。

3 重載交通條件下T 梁橋橫隔板加固方法分析

由于T 梁橋橫隔板產生的病害不僅會降低橋梁的使用年限，也會對行車的安全性造成一定的不良影響。

因此，相關研究人員針對T 梁橋橫隔板的病害原因進行了深入研究，并根據實際情況提出加固方法，進而提升T 梁橋橫隔板的使用年限，同時對橋梁結構進行加固，提升整體剛度及強度。

在實際進行加固的過程中，主要是針對裂縫以及銹蝕等進行處理，包括路面裂縫、混凝土破損以及鋼筋銹蝕等。裂縫、破損以及鋼筋銹蝕，都會對混凝土結構造成嚴重的不良影響，降低整體穩定性，影響車輛運行的安全性。對T 梁橋橫隔板進行耐久性加固，可以延長T 梁橋橫隔板的使用年限，可以減少損傷，降低后續重建的成本支出[3]。

相關研究人員在分析T 梁橋橫隔板受力情況的基礎上，提出以下幾種有效的加固方法：

第一，擴大橫隔板截面。此加固方法的限制性比較小，適用于不同類型的T 梁橋橫隔板加固，而且在實際應用過程中，工廠可以直接按照模板生產制作新增的鋼槽，可以從根本上保證構件質量，有效提升T梁橋橫隔板的抗彎強度及抗剪強度。但此方法在實際應用中也存在一定的弊端，會增加T 梁橋橫隔板自身重量，影響主梁受力情況。針對此情況，需要在施工過程中在T 梁橋橫隔板上配置鋼筋。

在實際施工過程中，需要保證鋼槽位置的精準度，這對施工人員的技術水平提出了更高的要求。研究調查顯示，應用此方法效果良好，可以提升近60%的承載力，但在實際應用過程中，工作人員一定要考慮主梁受力情況，并對其進行精準計算，以有效發揮此方法的最大作用和價值。

第二，兩側粘貼鋼板。由于擴大橫隔板截面加固方法會增加T 梁橋橫隔板自重，還需要考慮主梁的受力情況，且施工工期相對較長，因此部分施工團隊針對T 梁橋橫隔板加固，選擇粘貼鋼板的方法。該方法是在T 梁橋橫隔板下緣兩側的位置粘貼鋼板，同時結合貼錨方式，可以從根本上提升T 梁橋橫隔板強度與剛度，保證橋梁的穩定性。

此加固方法操作更加簡單、便捷，能夠節約一定的時間資源，且不會大幅度提升T 梁橋橫隔板自重，因此不會對主梁的受力情況造成嚴重影響。但此方法在實際應用中也有一定的限制，只適用于形狀規則的T 梁橋橫隔板。在實際進行鋼板粘貼的過程中，需要考慮粘貼高度對T 梁橋橫隔板抗彎能力造成的影響，通常可以將其粘貼在50cm 左右的位置，效果更好[4]。

其中，粘貼U 形鋼板是粘貼鋼板的一種形式，其效果更好，較兩側粘貼鋼板可以提升T 梁橋橫隔板40%的承載能力。在T 梁橋橫隔板上粘貼U 形鋼板，不會影響T 梁橋橫隔板自身重量，不會影響橋梁主梁受力情況，且施工操作更簡單、方便，該方法也因此成為規則T 梁橋橫隔板加固的主要方法。

4 結語

綜上所述，現階段我國交通行業在不斷發展和進步，尤其是重載交通發展很快，對橋梁建設施工提出了更高的要求，主要是因為重載運行會對T 梁橋橫隔板造成不良影響，降低其承載能力。文章對T 梁橋橫隔板的受力進行相應分析，通過文獻調查的方式了解了T 梁橋橫隔板的病害成因，提出有效的加固處理方法，以期促進T 梁橋橫隔板的承載能力的提升，使其更好地適應重載交通發展的新形勢，保證T 梁橋的穩定性與安全性。