空心板桥铰缝加固前后的荷载试验对比验证

杨丽丽 李忠华

（河南省交通科学技术研究院有限公司，河南 郑州 45500000066）

目前，空心板桥经常会出现如下典型病害：桥面铰缝位置出现大量纵向裂缝这是由于桥梁整体横向联系较差、再加上重载交通量大造成的，特别是对于早期修建的小企口缝桥梁该病害尤为明显。这就需要对出现该类病害的桥梁进行加固［1］。本文将针对空心板桥梁，运用梁格法建立有限元模型，用荷载试验实测数据对其加固前后的挠度值及其挠度横向分布进行对比验证，对综合加固方法的效果进行评价。

1 工程实例

1.1 桥梁概况

某20m装配式后张法部分预应力混凝土空心板桥，计算跨径为19.96m，横断面由18块空心板组成。空心板采用C50混凝土，预应力筋为Φ15.24钢绞线。桥板上现浇C50抗裂增强纤维混凝土10cm，上涂FYT—1改进型防水层，桥面为厚度为4cm的沥青混凝土且设2%的横坡，桥面横坡由垫石高度及铺装层厚度共同调整。加固前经现场检查发现：该桥桥面铰缝位置出现大量纵向裂缝，铰缝下部渗水析碱严重，个别梁底出现错台现象，横向联系作用明显降低［2］。

1.2 加固方案

针对桥梁现状病害，为了加强桥梁上部结构的整体性，加强协同受力，对空心板铰缝进行综合加固（加固示意图见图2），加固设计方案为：①在铰缝两侧空心板植筋并对焊，植筋间距为10cm；②在空心板顶部和底部敷设钢板条，然后对拉M16高强螺杆；③采用水泥基灌浆料对铰缝进行灌缝，灌缝前应用聚氨酯发泡剂从板底对铰缝进行封闭。

2 荷载试验概况

本次荷载试验选取汽车作为试验荷载。该桥加载的控制荷载等级依照公路—I级的效应确定；同时为保证试验的有效性，经过计算确定，本次试验共需要4辆35t载重汽车；试验前对每辆车都过了磅，记录下各辆车的实际轴重、总重、轮间距和轴间距，并对模型进行适当修正［3］。

本次试验采用等效荷载的原则布载，布载情况见图3所示。

图1 加载车辆布置图（单位：cm）

3 结果对比分析

3.1 挠度对比分析

为了解加固前后桥梁实际受力情况，加固前后分别进行了荷载试验，对加固前后荷载试验的实测跨中挠度值进行对比分析。荷载试验各梁跨中挠度实测值及理论计算值见表1。

由表1、图4可以看出，加固前部分荷载试验作用下的跨中挠度实测值较理论计算值要大，校验系数在0.09～0.84范围内，差别较大；加固后荷载试验作用下的跨中挠度实测值都小于理论计算值，校验系数在0.38～0.42范围内，差别较小，在趋势上与理论值基本一致。

表1 荷载试验各梁板跨中挠度实测值及理论计算值

图2 试验荷载作用下挠度实测及理论值

表2 实测及理论的跨中挠度横向分布影响线竖标值

图3 试验荷载作用下跨中挠度横向分布影响线

由表2、图5可以看出，加固前跨中挠度横向分布影响线最小为0.009，最大为0.156，差别较大；加固后跨中挠度横向分布影响线最小为0.040，最大为0.076，差别较小；加固后实测跨中挠度横向分布影响线与理论计算的跨中挠度横向分布影响线更为一致，这就验证该空心板桥加固方法的合理有效性［4］。

4 结语

目前，空心板桥经常会出现桥梁整体横向联系较差的病害，这就需要对出现该类病害的桥梁进行加固。本文以某预应力空心板桥为例，采用梁格法建立有限元模型，用荷载试验实测数据对其加固前后的挠度值及其挠度横向分布进行对比验证。结果表明，加固后实测结果在趋势上与理论计算值基本一致，验证了该空心板桥加固方法的合理有效性。本文一方面验证空心板桥铰缝综合加固方法的可行性，另一方面可为同类桥梁的加固提供参考依据。

［1］范立础.桥梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］E.C.汉勃利.桥梁梁上部构造性能［M］.北京：人民交通出版社，1982.

［3］贺拴海.桥梁结构理论与计算方法［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［4］JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范［S］.