体系转换在现役简支T梁桥加固中的应用

安璐璐

(辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁 沈阳　110122)



体系转换在现役简支T梁桥加固中的应用

安璐璐

(辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁 沈阳110122)

摘要：某桥建于20世纪80年代，上部结构为20 mT形梁桥，设计荷载为汽车-20级，挂车-100，由于在超过设计荷载等级的车辆活载长期作用下，主梁出现了严重病害，给行车安全造成极大的隐患，通过体系转换加固，提高了结构的承载能力，达到了加固目的。

关键词：T形梁；体系转换；加固

1桥梁结构主要病害

1.1上部结构病害

(1)全桥原T梁梁端至四分点范围内，均存在多条斜向裂缝，裂缝宽度为0.06～0.15 mm，裂缝间距0.4～0.8 m，30%斜向裂缝开展至翼缘根部。L/4～3L/4范围内存在多条竖向裂缝，裂缝宽度为0.06～0.20 mm，裂缝间距0.15～0.6 m，跨中附近腹板裂缝与底部横缝形成U形裂缝。加宽T梁L/3～2L/3范围内存在多条竖向裂缝，裂缝宽度为0.06～0.10 mm，裂缝间距0.40～0.6 m，开裂高度为0.5～1.0 m。

(2)全桥两侧边梁受水侵蚀普遍，混凝土麻面、剥皮，局部钢筋锈胀。第5孔5号墩处翼缘开裂，对应桥面处凹陷。

(3)全桥90%横隔梁钢板开焊，断裂。

(4)全桥50%铰缝存在渗水泛碱，部分严重渗漏泥浆，40%铰缝砂浆脱落，1-5、2-5号铰缝严重破损。

1.2下部结构病害

(1) 全桥墩台盖梁混凝土均存在受水侵蚀，混凝土锈胀剥皮，左侧挡块均与主梁紧贴，2#墩挡块开裂、掉角，6#墩桩基础外露0.8m。

(2) T梁与墩台盖梁紧贴，支座不可见。

1.3桥面系病害

(1) 第1、3、10孔桥面有纵向裂缝，裂缝位置对应铰缝。未设置伸缩缝处墩台顶桥面均有横向裂缝。

(2)全桥伸缩缝均被加铺桥面沥青层堵塞，其中0#台锚固混凝土破损，10#台处伸缩缝型钢断裂，锚固混凝土破损，第5孔5#墩处距左侧防撞墙2.2 m处，凹陷，面积为4 m2，对应第5孔T梁翼缘开裂。

(3)在桥面取芯过程中发现，桥面铺装与T梁结合较差。

2维修加固方案

(1) 拆除全桥的桥面铺装混凝土，重新浇筑C40聚丙烯腈混凝土，摊铺沥青混凝土+橡胶沥青碎石封层。

(2)对上部结构T梁在墩顶处增设预应力钢束(如图1)。

图1　预应力束布置图

(3)为提高T梁间横向传递能力，凿除全部横隔梁中间70 cm(6#、7#梁之间50 cm)，然后用钢筋与原横隔梁主筋焊接，现浇湿接缝。

(4)T梁之间铰缝设一段湿接头，以加强T梁间力的传递，全桥所有T梁间的接缝均需凿除重新浇筑。

(5)为加强桥面铺装混凝土与主梁的连接，在旧梁梁肋上植连接筋，部分植筋要直接预埋于现浇桥面板中。若主梁原箍筋外露且没有锈蚀，则不进行植筋，否则需要进行植筋。

(6)对每联的边孔T梁简支端、连续端腹板，加大断面进行抗剪加固。

(7)对边梁翼缘外侧边缘底面进行设置滴水檐。

(8)对其余病害进行耐久性处理。

加固前后横向布置图如下(如图2)。

图2　加固后横向布置图

3结构内力分析

(1)结构维修加固施工阶段计算模拟顺序如下。

本桥结构分析采用桥梁博士V3.3.0有限元程序梁单元进行。结构维修加固前为简支体系，维修加固后为连续体系。

①安装T梁。

②在施工阶段中以实际运营期计。

③现浇墩顶连续混凝土、T梁铰缝混凝土。

④现浇桥面铺装混凝土。

⑤张拉墩顶预应力束。

⑥浇筑部分凿除防撞墙，部分原防撞墙利用。

⑦摊铺沥青混凝土铺装层。

(2)按计算模式确定施工顺序。

简支变连续的体系转换过程采用逐孔进行：上部结构一联(以第一联1-3孔为例)的施工顺序为：拆除桥面铺装混凝土、凿除T梁间翼缘→顶梁→设置临时支撑与浇筑支座垫石→浇筑凿除部分横隔梁混凝土→T梁连续端加宽、简支端加宽→从1#墩依次向3#墩浇筑墩顶现浇段混凝土(中间浇筑顺序不可调换)→浇筑T梁楔形块混凝土及凿除部分桥面板混凝土→浇筑T梁间湿接缝→从第1孔依次向第3孔浇筑C40混凝土，中间浇筑顺序不可调换→浇筑局部凿除防撞墙基座混凝土→严格按设计顺序张拉墩顶预应力束(在张拉预应力束前，必须浇筑完一联的桥面铺装混凝土，且桥面混凝土必须达到设计强度的100%，龄期不小于10 d)→注浆与封锚、去除临时支座、落梁→浇筑局部凿除防撞墙墙身混凝土→摊铺桥面沥青混凝土。

表1　内力计算结果

4结语

(1)采用体系转换对该桥T梁加固后，跨中截面弯矩富余17.8%，墩顶处截面弯矩富余10.8%，连续端剪力富余9%。这种采取简支变连续的加固方法，对在役桥梁结构进行提载加固时，即满足了结构的承载能力，又有效的提高行车的舒适性，在实践中收到了较好的加固效果。

(2)但采用该方法加固时，原简支梁体系结构均没有负弯矩，进行体系转换后，在活载的作用下，所有截面均有负弯矩，在墩顶附近需进行负弯矩设计，进行结构设计时需注意。

参考文献：

[1]梁桥公路设计手册[M].北京：人民交通出版社，1979.

[2]交通部. 公路旧桥承载能力鉴定方法[M]. 北京：人民交通出版社，1988.

[3]交通部.公路桥涵地基与基础设计规范(JTT024-85)[S].北京：人民交通出版社，1985.

[4]交通部.公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5]交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004

Application of structure system transformation in the strengthening the active duty simply-supported T beam bridge

AN Lu-lu

(Highway Maintenance Technology Research and Development Center, Traffic Planning & Design Institute, Shenyang, Liaoning 110122,China)

Abstract:A bridge was built in the eighties of last century, the superstructure is a 20-meter-T-shaped beam bridge, designing load for automobile is Level 20, for trailer is Level 100. Due to the over-loading vehicles effect for a long term, serious disease appears in the girder, which caused great risks for driving safety. Through strengthening the structure system transformation, carrying capacity is improved and purpose of reinforcement is achieved.

Keywords:T beam; structure system transformation; reinforcement

中图分类号：U445.7

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0069-02

作者简介：安璐璐(1983-)，女，本科，从事桥梁检测。

收稿日期：2015-08-19