李 博

(河北省青銀高速公路南宮養(yǎng)護(hù)工區(qū))

1 概述

某國家重點(diǎn)工程所需重型機(jī)械設(shè)備，需采用大件運(yùn)輸車輛(車貨共重300 t)從陸路運(yùn)輸，途經(jīng)某高速公路。該高速公路運(yùn)營時(shí)間較長，橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)偏低(汽車-超20級(jí)，掛車-120)。通過對(duì)沿線橋梁類型進(jìn)行歸納，對(duì)典型橋梁在超限車輛荷載作用下的承載能力進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)承載能力不能滿足要求的橋梁進(jìn)行臨時(shí)加固方法研究。

2 超限車輛荷載計(jì)算模型

根據(jù)高速公路超載治理站的現(xiàn)場調(diào)查，并經(jīng)充分考慮軸載分配的不均衡性，確定本次通過的特載車輛荷載計(jì)算模型為301 t，其軸載縱向分布如下圖1。

車輛各軸橫向?yàn)樗慕M雙輪組，各輪組間荷載均布，輪組間距為1 050±250 mm。荷載效應(yīng)的比較均以上述軸載分布為準(zhǔn)進(jìn)行。車輛軸載縱、橫向布置方式如下圖2。

3 原橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

經(jīng)統(tǒng)計(jì)后確定，本次驗(yàn)算主要針對(duì)以下結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行。16 m跨徑簡支空心板、20 m跨徑簡支空心板、30 m跨徑簡支空心板、40 m跨徑簡支T梁、50 m跨徑簡支T梁。具體計(jì)算結(jié)果見表1。

圖1 特種車輛軸重示意圖

圖2 車輛軸載橫向布置方式

表1 各種結(jié)構(gòu)形式橋梁在特種荷載與原橋恒載組合作用下驗(yàn)算結(jié)果匯總表

根據(jù)以上各種結(jié)構(gòu)形式橋梁在特殊荷載作用下的的驗(yàn)算情況匯總，16 m、20 m簡支空心板在特種荷載作用下承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算均能通過。30 m簡支空心板、40 m簡支T梁、50 m簡支T梁承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算能夠通過，但正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算未通過，需考慮采取加固措施。

4 臨時(shí)性加固設(shè)計(jì)方案簡介

由于超限車輛通行時(shí)間較短，僅需在車輛通行過程中進(jìn)行加固，保證通車過程中的結(jié)構(gòu)安全性能。

加固設(shè)計(jì)方案的主要設(shè)計(jì)原則是:確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能，盡量縮短施工工期、降低工程造價(jià)。

根據(jù)以上加固原則和計(jì)算驗(yàn)算結(jié)論，確定橋梁加固范圍，是對(duì)于跨度大于20 m以上(30 m空心板、40 mT梁、50 mT梁)的橋梁進(jìn)行臨時(shí)加固。

本次臨時(shí)加固設(shè)計(jì)方案主要考慮以下三種加固方案。

4.1 橋上橋加固方案

通過在現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)上架設(shè)貝雷梁臨時(shí)便橋保證特殊車輛的正常通過。

本次加固考慮對(duì)部分橋梁橋下凈空較高的孔跨采用橋上橋加固方案，對(duì)于小跨徑橋梁可采用簡支梁方式直接跨越原橋;但當(dāng)跨徑較大時(shí)，如直接跨越所采用貝雷梁橋尺寸過高，不利于快捷施工，可采用連續(xù)梁方式跨越原橋。

4.2 橋下架設(shè)臨時(shí)支撐

采用橋下增設(shè)臨時(shí)支撐加固技術(shù)方案。該種方案是通過減小橋梁跨徑，改變結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)，從而保證特殊車輛的正常通過。

對(duì)于中等跨徑、橋下凈空不高(凈空小于10 m)的橋梁可考慮采用橋下架設(shè)中間支撐的形式進(jìn)行。對(duì)于中間支撐可采用空心鋼管立柱方式。

對(duì)部分橋梁橋下凈空較低的孔跨采用臨時(shí)支撐加固方案。

臨時(shí)支撐主要由梁底彈性橡膠板、橫向聯(lián)系鋼梁(工字鋼梁)、豎向支撐鋼管、下墊枕木、砂石找平層等幾部分組成。

該條高速公路中部分30 m簡支空心板、40 m簡支T梁橋下凈空小于10 m的橋梁，可以采用橋下架設(shè)臨時(shí)支撐方案。由于臨時(shí)支撐頂部設(shè)置了橡膠板，且具有一定的縱向長度，因此計(jì)算模型中該支撐點(diǎn)為彈性支撐。在該種加固方案下，進(jìn)行特殊車列作用下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，其結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

其中30 m簡支空心板經(jīng)計(jì)算，需在跨中增設(shè)1道橫向支撐。40 m簡支T梁需在四分點(diǎn)、跨中位置各設(shè)置1道橫向支撐。由于50 mT梁結(jié)構(gòu)其橋下凈空一般較高，無法采用臨時(shí)支撐方法進(jìn)行加固，加固驗(yàn)算不針對(duì)該種結(jié)構(gòu)形式橋梁進(jìn)行。

4.3 滿堂支架形式

對(duì)于小跨徑橋梁(主要針對(duì)上部結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重病害的，比如鉸縫混凝土脫落、梁體存在破損等情況的)考慮采用滿堂支架加固方式。由于小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)病害形式多樣、如果針對(duì)不同形式的病害進(jìn)行加固處理，加固形式過于繁瑣，故直接采用滿堂支架形式。

另外由于部分匝道原設(shè)計(jì)為單車道，其承載能力明顯不能滿足特殊車列通過要求，對(duì)此類橋梁如進(jìn)行特殊處理，其施工工期過長將成為重車通行的瓶頸。對(duì)于該種形式的橋梁可直接考慮采用滿堂支架形式進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，很多大型工程中的大型重要部件在廠家生產(chǎn)后需經(jīng)陸路運(yùn)輸至目的地，在運(yùn)輸過程中如何保證橋梁結(jié)構(gòu)物的安全將是今后橋梁科學(xué)研究的一個(gè)重要方向。研究了超重車輛通行橋梁結(jié)構(gòu)物的幾種臨時(shí)加固方式，并對(duì)幾種典型結(jié)構(gòu)物在超重車輛荷載作用下的安全性能進(jìn)行了驗(yàn)算。為大件運(yùn)輸?shù)呐R時(shí)、快速加固方法的研究，提供了有益的技術(shù)資料。為今后進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)［S］.

［2］ 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)［S］.

［3］ 裝配式公路鋼橋多用途手冊.

［4］ 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50367-2006)［S］.