某高速公路空心板桥加固方案研究

湖北省城建设计院股份有限公司，湖北 武汉 430051

空心板桥具有构造简单、建筑高度小、工艺成熟、重量轻、便于吊装、施工便捷等特点，在高速公路中小跨径桥梁中应用广泛。当桥梁病害影响其正常使用或导致构件承载能力不足时，应对其进行加固，恢复其承载能力和使用功能，保障桥梁安全性和耐久性。某高速公路空心板桥跨中板底出现多条横向裂缝，影响结构耐久性和安全性。为保证桥梁结构及行车安全性，提高其承载能力，必须对空心板病害进行加固方案研究，从经济性、适应性及施工操作性等方面进行比选，确定最终加固方案。

1 工程概况

某高速公路空心板桥采用2m×13m预应力混凝土简支空心板、柱式墩以及U形桥台，桥梁全长40.88m，全桥共计48块空心板。

根据检测单位对该桥进行的桥梁病害检测与评定，技术状况评定为3类桥梁。空心板板底出现多条横向裂缝，裂缝跨中附近分布居多，共106条底板横向裂缝，裂缝宽度为0.1～0.18mm。

2 加固方案

空心板板底出现多条横向裂缝，影响结构承载力和刚度，应及时对病害梁板进行加固处理。空心板桥梁板加固方案设计遵循以下原则：优先采用工艺相对成熟、经久耐用的加固措施；尽可能减小对原结构的损伤，降低施工对交通和环境的影响；加固措施具有可实施性，因地制宜合理选取加固实施方案。

2.1 方案一：粘贴钢板

粘贴钢板加固采用黏结剂、锚栓将钢板粘贴锚固在结构受拉或薄弱部位，使其与结构形成整体，提高桥梁承载力。在空心板板底纵向粘贴3条钢板，采用10000mm×300mm×10mm和8000mm×300mm×10mm两种尺寸，钢板采用Q345B，采用M12螺栓，植埋深度为12cm，相邻钢板锚固端错开1m。粘贴钢板前需要先处理板底裂缝。粘贴钢板方案如图1所示。

图1 粘贴钢板方案示意图（单位：cm）

2.2 方案二：粘贴碳纤维布

粘贴碳纤维布采用浸渍树脂将高强度纤维片材粘贴在构件表面，以提高构件抗拉能力或约束力。在板底纵向粘贴2层碳纤维布，第一层尺寸为9000mm×400mm，第二层尺寸为10000mm×400mm，每层两端设置250mm宽的横向压条。施工前需要先处理板底裂缝。粘贴碳纤维布方案如图2所示。

图2 粘贴碳纤维布方案示意图（单位：cm）

2.3 方案三：粘贴预应力碳纤维板

粘贴预应力碳纤维板采用浸渍树脂将高强度碳纤维板粘贴在构件表面，并施加预应力，提高梁板承载能力，改善梁体应力状况。在板底纵向粘贴4条预应力碳纤维板，碳纤维板采用10000mm×100mm×1.2mm和8000mm×100mm×1.2mm两种尺寸，长短碳纤维板交错布置，两端采用锚板进行锚固。施工前，板底采用高强聚合物砂浆进行修补。粘贴预应力碳纤维板方案如图3所示。

图3 粘贴预应力碳纤维板方案示意图（单位：cm）

3 方案比选

对三种加固方案的优缺点进行详细比较分析，综合考虑加固效果、施工难度和可操作性及经济性等因素，合理选取加固实施方案，详细比选表如表1所示。

表1 方案比选表

综上所述，三种加固方案均可用于空心板桥的梁板加固，基于加固效果、技术成熟度、施工可操作性和经济性综合考虑，推荐采用粘贴钢板作为加固实施方案。该方案应用广泛，技术成熟，可靠度高，施工方便，且具有较好的加固效果，施工可操作性优于其他两个方案，且造价相对较低。

4 结束语

高速公路空心板桥病害影响其结构耐久性和安全性，当承载力不足时，应结合实际情况选取合适的加固方案对其进行加固，提高结构安全性和行车舒适性。通过对工程实例空心板桥加固方案的研究比选，确定了易操作、经济、有效的加固实施方案，可为同类桥梁的加固改造提供借鉴和参考。