侯 偉, 蔣曉寧, 陳 華

(四川省建筑新技術(shù)工程公司，四川成都 610081)

常見(jiàn)簡(jiǎn)支梁橋的維修加固設(shè)計(jì)

侯 偉, 蔣曉寧, 陳 華

(四川省建筑新技術(shù)工程公司，四川成都 610081)

鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋是目前在使用的橋型中最常見(jiàn)、數(shù)量最多的橋型。由于超載車輛的通行和日常管理養(yǎng)護(hù)不到位，大量簡(jiǎn)支梁橋出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)位、滲水等各種病害。文章結(jié)合某簡(jiǎn)支梁橋的現(xiàn)狀和計(jì)算分析，提出適當(dāng)?shù)木S修加固措施，供討論參考。

簡(jiǎn)支； 梁橋； 維修； 加固； 設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋是在混凝土出現(xiàn)后代替圬工橋梁的一種經(jīng)濟(jì)適用的橋型。廣泛應(yīng)用于各等級(jí)公路中、小跨徑橋梁建設(shè)中，即便是一些多跨大橋，也僅是橋面采用連續(xù)，梁板仍為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。但隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路交通量大幅增加，超載車輛日益增多，加之部分管理者“重建輕養(yǎng)”，日常管理養(yǎng)護(hù)不到位，造成大量簡(jiǎn)支梁橋超出正常承載能力范圍使用，出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)位、滲水等病害，對(duì)橋梁正常使用形成安全隱患。本文以一座典型簡(jiǎn)支梁橋?yàn)槔ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和專業(yè)計(jì)算軟件計(jì)算分析，在保證安全的前提下，提出經(jīng)濟(jì)合理的維修加固方法，其方法對(duì)于橋面連續(xù)、梁板簡(jiǎn)支的多跨橋梁同樣具有適用性。

1 橋梁概況

某鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋位于四川省南充市境內(nèi)，橋梁跨徑組合為1×10 m混凝土空心板，橋梁全長(zhǎng)28.65 m，橋面寬度為凈20.0 m+2×0.5 m防撞護(hù)欄，原設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級(jí)，掛車-100，全橋于2002年竣工。

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用10 m跨徑的簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支梁的截面型式采用裝配式箱型板梁，由13片空心板組成，板高0.5 m，板寬1.60 m。下部結(jié)構(gòu)為U型橋臺(tái)，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。

2 橋梁病害現(xiàn)狀及分析

由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，超重車輛日益增多，加之該橋長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)年久失修，橋梁各部位出現(xiàn)了一定程度的損壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)病害主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

2.1 上部結(jié)構(gòu)

部分梁板板底存在破損、裂縫，梁板鉸縫脫落脫空病害較多。

出現(xiàn)裂縫的原因既有超載車輛作用的影響，也有施工養(yǎng)護(hù)和溫度收縮的影響?？招陌邈q縫病害產(chǎn)生的原因?yàn)椋恒q縫內(nèi)的混凝土強(qiáng)度偏低，鋼筋直徑較小，若施工時(shí)控制不嚴(yán)格，使鉸縫部位成為受力薄弱環(huán)節(jié)。在行車荷載作用下，鉸縫上方的橋面鋪裝層會(huì)出現(xiàn)裂縫，同時(shí)鉸縫開(kāi)裂后，其橫向傳力能力減弱，在行車荷載作用下使得空心板單板受力過(guò)大，與相鄰空心板之間產(chǎn)生撓度差?？招陌邈q縫隙內(nèi)混凝土與空心板側(cè)壁逐漸分離，導(dǎo)致雨水滲入并侵蝕混凝土。隨著病害的加劇，空心板鉸縫內(nèi)混凝土發(fā)生磨損、開(kāi)裂，甚至整片混凝土發(fā)生脫落。

2.2 下部結(jié)構(gòu)

橋臺(tái)側(cè)墻發(fā)現(xiàn)多處裂縫，橋臺(tái)前墻砌體有風(fēng)化剝落、滲水等病害，臺(tái)后路面有明顯沉降橋臺(tái)處有跳車現(xiàn)象。

橋臺(tái)側(cè)墻出現(xiàn)的裂縫的原因是受超載車輛影響出現(xiàn)局部不均勻沉降引起。

2.3 橋梁附屬構(gòu)造

2.3.1 橋面鋪裝及伸縮縫

橋面鋪裝層為水泥混凝土，橋面鋪裝混凝土存在多處裂縫，伸縮縫均存在堵塞現(xiàn)象。

2.3.2 防撞護(hù)欄

護(hù)欄多處破損，橋臺(tái)側(cè)墻護(hù)欄底部砌塊部分移位外鼓。

附屬構(gòu)造病害主要是由于橋梁長(zhǎng)時(shí)間使用管理養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的。

3 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

按規(guī)范中所規(guī)定的各項(xiàng)容許指標(biāo)，驗(yàn)算梁板在車道荷載作用下是否滿足結(jié)構(gòu)承載力要求、材料強(qiáng)度要求和結(jié)構(gòu)的整體剛度要求?？v向計(jì)算均按平面桿系理論，采用橋梁專用程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算跨徑取10 m。將計(jì)算對(duì)象作為平面梁?jiǎn)卧?huà)出結(jié)構(gòu)離散圖；根據(jù)橋梁的實(shí)際施工過(guò)程劃分施工階段；進(jìn)行荷載組合，求得結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)階段時(shí)的應(yīng)力、內(nèi)力和位移。

3.1 結(jié)構(gòu)離散圖

圖1為梁板的結(jié)構(gòu)離散圖。

圖1 結(jié)構(gòu)離散圖

3.2 承載能力極限狀態(tài)抗彎計(jì)算

根據(jù)計(jì)算結(jié)果主梁各斷面安全系均大于規(guī)范要求的K=1.1，結(jié)構(gòu)的抗彎承載力滿足規(guī)范要求(圖2)。

圖2 彎矩計(jì)算結(jié)果(單位：kN·m)

4 維修加固目標(biāo)及設(shè)計(jì)

由于通行該橋的車輛很多，在不斷道施工和滿足原設(shè)計(jì)荷載條件使用要求下進(jìn)行維修加固，不按新規(guī)范荷載要求進(jìn)行加載，限重使用，從而消除安全隱患，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和計(jì)算分析，原橋承載能力基本滿足原設(shè)計(jì)荷載要求，梁板和橋臺(tái)側(cè)墻部位出現(xiàn)的裂縫為局部損傷，不影響整體結(jié)構(gòu)安全，但須加以處理。因此該橋維修加固重點(diǎn)是維修，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)，確定該橋維修加固設(shè)計(jì)方案如下：

(1)對(duì)梁板底部進(jìn)行全面檢查，對(duì)梁板底部的所有表面裂縫進(jìn)行封閉處理，對(duì)深層裂縫進(jìn)行注漿處理；

(2)對(duì)梁板底面采用粘貼碳纖維布的方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；

(3)修補(bǔ)橋臺(tái)側(cè)墻豎向裂縫、橋臺(tái)側(cè)墻外鼓病害及全橋其他混凝土結(jié)構(gòu)表面病害；

(4)重做橋梁防護(hù)、防水系統(tǒng)，拆除原橋橋臺(tái)側(cè)墻上的欄桿，全橋橋面鋪裝，重新澆筑并更換全橋伸縮縫；

(5)對(duì)全橋梁板鉸縫采用植筋后重新澆筑的方式進(jìn)行加固處理；

(6)更換橋頭搭板，解決橋頭跳車的問(wèn)題；

(7)清理橋臺(tái)砌體表面病害雜草并進(jìn)行封閉處理。

通過(guò)以上方法進(jìn)行維修加固處理，施工工期短，對(duì)交通影響小。施工完成后進(jìn)行限重通行并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。目前，該橋病害得到了有效處理，延長(zhǎng)了使用壽命，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋常見(jiàn)病害具有一般共性，進(jìn)行維修加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)具體情況確定合理的維修加固目標(biāo)，通過(guò)計(jì)算分析選擇經(jīng)濟(jì)安全可靠的維修加固措施，同時(shí)，在后期使用中應(yīng)建立長(zhǎng)效機(jī)制，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，建卡管理，從而延長(zhǎng)橋梁壽命，最大限度發(fā)揮橋梁的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1] JTG/T J22—2008 公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 蒙云,盧波. 橋梁加固與改造[M].北京:人民交通出版社，2011.

[3] 張樹(shù)人.橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2013.

[定稿日期]2017-07-04

侯偉(1981～)，男，本科，工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)、鑒定、加固等工作。

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