趙云川

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024;2.山西省交通科學(xué)研究院，山西太原 030006)

1 工程概況

某橋位于高速公路上，橋梁全長(zhǎng)為2 294.68m。上部結(jié)構(gòu)為(41+55+41)m+17×25 m+(41+55+41)m+15×25 m+(41+55+41)m+6×25 m+(41+55+41)m+7×25 m+(41+55+41)m+14×24.3 m+(41+55+41)m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁和預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式連續(xù)箱梁。下部結(jié)構(gòu):橋臺(tái)為肋板式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ);現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋墩為板式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ);預(yù)制小箱梁橋墩及其過渡墩為柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

該橋的技術(shù)指標(biāo)為:

1)設(shè)計(jì)荷載:汽—超20級(jí);驗(yàn)算荷載:掛—120;

2)單幅橋面寬度:0.5 m+凈12 m+1.25 m;

3)地震基本烈度:7度。

25m跨徑箱梁橫斷面圖見圖1。

圖1 25m跨徑箱梁橫斷面圖

2 橋梁現(xiàn)狀及問題

本項(xiàng)目橋梁通車使用多年，由相關(guān)檢測(cè)單位對(duì)該橋進(jìn)行了定期檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)某橋的主要病害有:部分小箱梁主梁(共計(jì)195片箱梁)腹板存在豎向裂縫，縫最寬0.27mm，底板存在橫向裂縫，縫最寬0.15mm，腹板豎向裂縫與底板橫向裂縫相連通;整體箱梁腹板、底板存在縱向裂縫，縫最寬2mm;整體箱梁存在混凝土缺損、蜂窩、大面積空鼓、露筋、露波紋管;端橫隔板存在豎向裂縫，縫最寬0.78mm(見表1)。該橋的具體病害為:

1)主梁存在縱向裂縫，裂縫最寬2mm，底板和腹板存在蜂窩、麻面、滲水泛堿、混凝土剝落、露筋及孔洞等病害。2)部分主梁腹板跨中附近存在左、右兩側(cè)對(duì)稱的豎向裂縫，豎向裂縫最寬達(dá)0.27mm(該裂縫出現(xiàn)在左幅68跨2號(hào)梁左側(cè)腹板跨中附近)，部分底板存在橫向裂縫，縫最寬達(dá)0.15mm(該裂縫出現(xiàn)在左幅54跨4號(hào)梁底板跨中附近)，且個(gè)別腹板豎向裂縫與底板橫向裂縫貫通。3)橋梁端橫隔板(墩頂現(xiàn)澆橫隔梁)多處存在裂縫，裂縫數(shù)量多且裂縫較寬，多處超過0.78mm。4)橋梁個(gè)別支座出現(xiàn)開裂、脫空、偏位、損壞、上下鋼板變形或銹蝕等病害。

3 維修加固的總體原則

通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)橋梁病害實(shí)地調(diào)查以及參考某橋定期檢查報(bào)告中所描述的病害情況和荷載檢測(cè)報(bào)告結(jié)果，需對(duì)病害橋跨提高橋梁整體強(qiáng)度和剛度，對(duì)預(yù)應(yīng)力損失橋跨采用張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以滿足結(jié)構(gòu)的受力要求。

表1 某橋橋梁主要病害統(tǒng)計(jì)匯總表

1)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)狀，本次維修加固方案擬定為:a.對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)寬度小于0.2mm的裂縫進(jìn)行封閉處理，對(duì)寬度大于0.2mm的裂縫采用壓力灌漿法灌注灌縫膠。b.混凝土結(jié)構(gòu)剝落部位應(yīng)鑿除松散混凝土，然后用修補(bǔ)膠填充補(bǔ)平。c.混凝土結(jié)構(gòu)露筋部位應(yīng)鑿除松散混凝土，并清除鋼筋銹跡，然后用修補(bǔ)膠填充補(bǔ)平。d.混凝土結(jié)構(gòu)空洞部位，應(yīng)鑿除周邊松散混凝土，并將表面浮塵清理干凈，然后用修補(bǔ)膠填充補(bǔ)平。e.混凝土結(jié)構(gòu)表面腐蝕嚴(yán)重的部位應(yīng)查明滲水原因并進(jìn)行相應(yīng)處治后，再將腐蝕的混凝土表面打磨后涂刷修補(bǔ)膠。f.需對(duì)病害橋跨提高橋梁整體強(qiáng)度和剛度，對(duì)預(yù)應(yīng)力損失橋跨采用張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2)橋梁加固后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)為:考慮本次維修加固的橋梁為獨(dú)立的加固工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)汽車荷載采用原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)汽—超20級(jí)。本項(xiàng)目主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

4 橋梁維修加固方案和建設(shè)規(guī)模

根據(jù)橋梁定期檢查報(bào)告，以及橋梁的專項(xiàng)荷載試驗(yàn)及橋梁現(xiàn)狀，對(duì)該橋主梁的維修加固提出了以下三種加固方案，并對(duì)三個(gè)方案的施工難度、工程造價(jià)、加固效果等方面進(jìn)行比選。

1)方案一:增設(shè)體外無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固措施。左幅10跨～14跨(5跨一聯(lián))、左幅15跨～20跨(6跨一聯(lián))、左幅31跨～38跨(8跨一聯(lián))、左幅68跨～74跨(7跨一聯(lián))連續(xù)箱梁各跨病害較為嚴(yán)重且集中、特點(diǎn)明顯，裂縫分布在箱梁1/4跨與3/4跨之間。對(duì)上述4聯(lián)連續(xù)箱梁進(jìn)行整體加固，每片箱梁腹板兩側(cè)各增設(shè)1束(1束3根鋼絞線)體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每片箱梁共增設(shè)6根鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼束采用國(guó)家GB/T 5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的φ15.2無(wú)粘結(jié)鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1 860MPa，張拉控制應(yīng)力為σcon，e=1116MPa。

2)方案二:梁底增設(shè)預(yù)應(yīng)力，錨噴HTCM抗拉砂漿加固措施。左幅10跨～14跨(5跨一聯(lián))、左幅15跨～20跨(6跨一聯(lián))、左幅31跨～38跨(8跨一聯(lián))、左幅68跨～74跨(7跨一聯(lián))連續(xù)箱梁各跨病害較為嚴(yán)重且集中、特點(diǎn)明顯，裂縫分布在箱梁1/4跨與3/4跨之間。對(duì)上述4聯(lián)連續(xù)箱梁進(jìn)行整體加固，每片箱梁梁底增設(shè)6束預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每片主梁共增設(shè)6根鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼束采用國(guó)家GB/T 5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的φ15.2鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1 860MPa，張拉控制應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完后，在箱梁底板植筋，外掛鋼絲網(wǎng)、錨噴HTCM抗拉砂漿。

3)方案三:箱梁底板、腹板加厚，增設(shè)預(yù)應(yīng)力加固措施。左幅10跨～14跨(5跨一聯(lián))、左幅15跨～20跨(6跨一聯(lián))、左幅31跨～38跨(8跨一聯(lián))、左幅68跨～74跨(7跨一聯(lián))連續(xù)箱梁各跨病害較為嚴(yán)重且集中、特點(diǎn)明顯，裂縫分布在箱梁1/4跨與3/4跨之間。對(duì)上述4聯(lián)連續(xù)箱梁進(jìn)行整體加固，箱梁加大截面，在加大截面內(nèi)布設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每片箱梁增設(shè)8束(每束2根)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每片主梁共增設(shè)16根鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼束采用國(guó)家GB/T 5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的φ15.2鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa，張拉控制應(yīng)力為σcon，e=1116MPa。將該橋的三個(gè)預(yù)應(yīng)力加固方案比選匯總，經(jīng)加固效果、施工難度、工程造價(jià)等方面進(jìn)行綜合比選，比選結(jié)果見表3。

表3 方案比選

5 結(jié)語(yǔ)

由于該加固方法是一種主動(dòng)加固方法，有效地改善了連續(xù)梁橋的受力性能，結(jié)合該橋梁的病害特點(diǎn)及橋梁的結(jié)構(gòu)形式，針對(duì)性的提出了三個(gè)加固方案。隨著社會(huì)的發(fā)展和交通量的持續(xù)增加，國(guó)內(nèi)、省內(nèi)相同類型橋梁可能出現(xiàn)類似的病害，通過對(duì)該橋三個(gè)加固方法的比選，論述了各個(gè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，這將為相同結(jié)構(gòu)形式橋梁的加固提供更多的參考。同時(shí)結(jié)合以前加固改造的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)加固改造的論文研究，認(rèn)為體外預(yù)應(yīng)力加固方法是一個(gè)較好的加固方法。該方法是提高截面承載能力的一種較為行之有效的加固方法，它適用于截面承載能力不足或主梁撓度超過規(guī)范以及主梁的受拉區(qū)裂縫寬度超過規(guī)范規(guī)定等的一些情況［1］。結(jié)合橋梁的特點(diǎn)推薦體外預(yù)應(yīng)力(方案一)為加固方案。

［1］曹蔚枝.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)研究［J］.山西交通科技，2009(2):40.

［2］JTG D62-2004，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［S］.

［3］JTG/T J22-2008，公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范［S］.