體系轉(zhuǎn)換法在空心板橋梁加固中的應(yīng)用

唐永利

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通量及重載車輛的增加，早年修建的空心板橋梁開(kāi)始出現(xiàn)不同程度的病害，如板端斜向裂縫、跨中橫向裂縫等，嚴(yán)重的已危及正常的交通運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)此及時(shí)加固處理，顯得尤為重要和緊迫。本文針對(duì)目前空心板出現(xiàn)的典型病害，著重闡述了體系轉(zhuǎn)換法加固空心板的有效性、可靠性，供類似工程參考借鑒。

關(guān)鍵詞：空心板;典型病害;體系轉(zhuǎn)換;有效;可靠

0 引言

隨著橋梁使用年限的增長(zhǎng)，在自然環(huán)境、施工質(zhì)量、交通運(yùn)營(yíng)等不利因素的綜合影響下，本就橫向聯(lián)結(jié)薄弱、承載潛力有限的空心板結(jié)構(gòu)開(kāi)始大面積出現(xiàn)各種病害，較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性病害一旦出現(xiàn)，短期內(nèi)會(huì)快速發(fā)展，選擇科學(xué)、合理、可靠的加固方法，及時(shí)有效的對(duì)空心板病害加固處治，確保橋梁結(jié)構(gòu)及運(yùn)營(yíng)安全，已經(jīng)刻不容緩。

1 空心板典型病害現(xiàn)狀

大量資料顯示，空心板橋梁典型病害主要有：空心板板端腹板出現(xiàn)多條斜向裂縫（見(jiàn)圖1）;跨中出現(xiàn)超限橫向裂縫（見(jiàn)圖2）;板間鉸縫開(kāi)裂破損，空心板頂板薄、橋面局部出現(xiàn)漏空病害。

2 體系轉(zhuǎn)換加固法簡(jiǎn)介

體系轉(zhuǎn)換加固法屬于主動(dòng)加固法。通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系，改善橋梁恒載的內(nèi)力分配，以及活載的作用效應(yīng)，進(jìn)而提高了橋梁整體承載力。對(duì)于早年修建的簡(jiǎn)支空心板橋梁，采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換法加固，能夠增加全橋剛度，降低跨中彎矩，改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，同時(shí)減少了全橋設(shè)置伸縮縫的數(shù)量，提高了行車舒適性，避免了原簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)墩頂因橋面連續(xù)開(kāi)裂滲漏水病害的產(chǎn)生，提升了上下部結(jié)構(gòu)的耐久性，間接的節(jié)約了后期運(yùn)營(yíng)期間的養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)投入，經(jīng)過(guò)大量舊橋加固改造工程的實(shí)際驗(yàn)證，簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換法加固空心板橋安全、可靠、耐久。

3 體系轉(zhuǎn)換法應(yīng)用案例

3.1 工程概況

某空心板橋梁建于1998年11月。全橋共12孔，單孔跨徑20 m，橋梁總長(zhǎng)245.04 m，橋面凈寬為11 m，兩側(cè)設(shè)0.5 m防撞墻;上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土帶翼緣空心板，每孔9片板，板高85 cm。橋面鋪裝為13 cm厚25號(hào)混凝土，設(shè)計(jì)荷載：汽車-20級(jí)、掛-100。

3.2 主要病害現(xiàn)狀

（1）全橋空心板板端有多條斜向裂縫，裂縫寬度為0.15 mm～0.25 mm，開(kāi)展高度為30 cm～50 cm。

（2）全橋空心板板底在L/4～3L/4處均有橫橋向裂縫，裂縫寬度為0.15 mm～0.20 mm，多開(kāi)展為U型裂縫，腹板側(cè)面開(kāi)展高度為10 cm～ 15 cm，裂縫間距為15 cm～25 cm。

（3）全橋空心板跨中撓度均較大（39.0 mm～79.5 mm），已嚴(yán)重影響到正常使用。

3.3 加固方案

采用體系轉(zhuǎn)換法（先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)）加固，全橋12孔分為3聯(lián)，4孔為1聯(lián)，加固后設(shè)計(jì)荷載提升至公路-Ⅱ級(jí)。

（1）板間橫向連接改為剛性連接，鑿除原鉸縫處舊混凝土，重新澆注濕接縫。

（2）為提高空心板間橫向傳遞能力，提高橫向剛度，在每孔四分點(diǎn)新增2道橫隔梁。

（3）空心板縱橋向連續(xù)端墩處澆注墩頂現(xiàn)澆段，張拉墩頂預(yù)應(yīng)力束，變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)連續(xù)體系。

3.4 加固效果

3.4.1 加固前后跨中撓度對(duì)比

3.4.2 上部結(jié)構(gòu)自振頻率對(duì)比

顯而易見(jiàn)，加固后空心板跨中最大撓度值由10.85 mm下降至6.70 mm，約38.3%，自振頻率提高14.8%，說(shuō)明采用簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連續(xù)法加固后，上部結(jié)構(gòu)整體剛度提升明顯，達(dá)到了預(yù)期的加固效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在正確的認(rèn)識(shí)和理解結(jié)構(gòu)受力體系前提下，并結(jié)合橋梁現(xiàn)狀病害情況，弄清病害成因后，采用體系轉(zhuǎn)換法（先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)）對(duì)空心板橋梁進(jìn)行加固處治，能夠獲得理想的加固效果。需要特別說(shuō)明的是，同一種橋梁結(jié)構(gòu)型式，由于所處自然環(huán)境、運(yùn)營(yíng)條件不同，以及考慮現(xiàn)狀病害、設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量等多方面因素后，每座橋情況各異，應(yīng)一橋一議，方能保證加固后橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。

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