摘? 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，對(duì)大件運(yùn)輸車(chē)輛的需求量日漸增加，確保大型運(yùn)輸車(chē)輛的通行安全，成為當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。橋梁是交通運(yùn)輸中重要構(gòu)成部分，為了確保橋梁安全和大件運(yùn)輸有序進(jìn)行，做好大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁加固工作具有重要意義?；诖?，本文從大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁承載力的可行性研究出發(fā)，探討了大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁的加固技術(shù)方案，以期為橋梁加固提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大件運(yùn)輸;車(chē)輛通行;橋梁加固;技術(shù)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.72? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2019）05-0000-00

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)及基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，各種超長(zhǎng)、超寬、超高、超重大件運(yùn)輸服務(wù)正變得越來(lái)越頻繁，其中特重型大件運(yùn)輸車(chē)輛的通行對(duì)道路、橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提出更高要求。因此如何充分利用現(xiàn)有橋梁進(jìn)行運(yùn)輸通行成為降低大件運(yùn)輸成本、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的關(guān)鍵。

本文依托河南境內(nèi)駐馬店換流站大件運(yùn)輸項(xiàng)目，以其經(jīng)行路線(xiàn)上的簡(jiǎn)支梁橋?yàn)槔?，針?duì)特重型大件運(yùn)輸車(chē)輛荷載通行要求，研究通行橋梁的加固方法，為同類(lèi)型大件運(yùn)輸通行橋梁加固及通行過(guò)程安全監(jiān)測(cè)提供參考。

1 大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁承載力的可行性分析

（1）計(jì)算力法。在計(jì)算與分析大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁過(guò)程中，往往對(duì)復(fù)雜的橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，以獲得力學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和橋梁力學(xué)模型，從而確保橋梁加固的可靠性與安全性。此外，在進(jìn)行大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，還需要按照概率法來(lái)確定橋梁通行的安全系數(shù)，提升橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性，同時(shí)為橋梁結(jié)構(gòu)承載力保留潛在儲(chǔ)備。（2）材料強(qiáng)度。對(duì)混凝土材料而言，混凝土結(jié)構(gòu)使用的原材料會(huì)隨著時(shí)間變化而發(fā)生改變。因此為了確保橋梁結(jié)構(gòu)使用的安全性，混凝土與鋼材等材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度要比強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小。同時(shí)為了增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，會(huì)保留相應(yīng)的強(qiáng)度儲(chǔ)備。（3）附屬結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要設(shè)定附屬結(jié)構(gòu)的構(gòu)造參與受力，為橋梁保留相應(yīng)的承載力儲(chǔ)備。例如某省的高速公路普通橋梁的結(jié)構(gòu)類(lèi)型屬于簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)鋼構(gòu)橋梁以及連續(xù)梁橋等混凝土梁式橋，所鋪裝的鋼筋混凝土橋梁具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)承載能力，混凝土護(hù)欄參與主梁抗力能提升整個(gè)結(jié)構(gòu)剛度，采用橋而連續(xù)構(gòu)造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支橋梁，以改善橋梁工作狀態(tài)，確保大件車(chē)輛在規(guī)定范圍內(nèi)超過(guò)設(shè)定的荷載效應(yīng)時(shí)能夠安全通行。可見(jiàn)，橋梁實(shí)際承載能力通常超過(guò)橋梁設(shè)計(jì)的承載力，保障了橋梁在受到各種侵?jǐn)_時(shí)，大件運(yùn)輸車(chē)輛仍可安全通行。

2 大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁加固技術(shù)方法

2.1選擇合適的加固方法

在橋梁加固過(guò)程中，根據(jù)橋梁技術(shù)和加固目的不同，需要選擇不同的加固方法，具體可從以下幾方面進(jìn)行分析：（1）橋型不同。根據(jù)公路橋梁加固設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，對(duì)于橋梁不同，所使用的加固方法也不同。例如簡(jiǎn)支梁橋在使用過(guò)程中，通常出現(xiàn)抗彎能力和承載力不足、混凝土出現(xiàn)早期裂縫和梁橫向聯(lián)系不足等問(wèn)題，在進(jìn)行加固時(shí)，需要采用簡(jiǎn)支連續(xù)方式，對(duì)橋梁施加預(yù)應(yīng)力和增加截面，并更換主梁，然后粘貼鋼板和纖維復(fù)合材料，以提升承載能力。此外，還需做好早期裂縫處理工作，給予耐久性加固，確保車(chē)輛安全通行。（2）橋梁跨徑。根據(jù)我國(guó)關(guān)于公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范的要求，對(duì)于橋梁的跨徑選擇，按照總長(zhǎng)可劃分為：特大、大、中和小等4種。（3）橋梁等級(jí)。根據(jù)公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求，橋梁技術(shù)狀況評(píng)定可劃分為5類(lèi)，所以加固方法的選擇，可根據(jù)規(guī)定要求進(jìn)行：1）粘貼復(fù)合纖維板加固法與增大截面，提升的橋梁承載力相對(duì)較小，適用3類(lèi)橋梁加固方法。2）4類(lèi)橋梁加固適用粘貼鋼板來(lái)提升結(jié)構(gòu)抗彎剛度，以改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。3）體外預(yù)應(yīng)力方法將原來(lái)的承載力提升到40%，以增加結(jié)構(gòu)的承載力、剛度以及抗裂性通常適用于4類(lèi)。（4）混凝土強(qiáng)度。原構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度下降，給加固效果帶來(lái)不利影響。因此按照《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，對(duì)被加固橋梁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度做出以下規(guī)定：1）增大截面與粘貼鋼板。鋼筋混凝土的受彎構(gòu)件大于C20，受壓構(gòu)件大于C15，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件大于C30。2）體外預(yù)應(yīng)力。被加固構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C25。3）使用復(fù)合纖維加固板、梁的過(guò)程中，混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C20。（5）橋下凈空與水位。橋梁上下部結(jié)構(gòu)要為水路交通提供同等服務(wù)時(shí)，除了需要確保橋上的通車(chē)需求，還應(yīng)符合橋下通航與泄洪的需要。并且橋上的交通可繞路行駛，而橋下的船舶無(wú)法繞路行駛。因此針對(duì)通航和泄洪需要，在進(jìn)行加固過(guò)程中，盡可能選擇增大截面法進(jìn)行加固。

2.2豎向臨時(shí)支撐加固方法

豎向臨時(shí)支撐法技術(shù)即是利用多點(diǎn)彈性支撐連續(xù)梁取代上部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支梁，對(duì)上部結(jié)構(gòu)控制界面、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)受力進(jìn)行控制，以提升整體承載力。使用橋下增設(shè)臨時(shí)支撐加固方法的目的是縮短橋梁跨徑，將原來(lái)結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)分散到不同結(jié)構(gòu)，改善受力狀態(tài)，為大件運(yùn)輸車(chē)輛安全通行提供保障。如圖1所示。

3 工程實(shí)例分析

為落實(shí)習(xí)總書(shū)記開(kāi)發(fā)青海省“拳頭”資源的重要指示，促進(jìn)青海海南地區(qū)清潔能源示范基地的開(kāi)發(fā)和清潔電力的外送，滿(mǎn)足河南負(fù)荷發(fā)展和新能源配置結(jié)構(gòu)改善的需要，規(guī)劃建設(shè)青海-河南±800 kV特高壓直流輸電工程，輸電規(guī)模1000萬(wàn)kW。

駐馬店換流站位于河南省駐馬店市上蔡縣，運(yùn)輸線(xiàn)路全長(zhǎng)約為60.00 km。沿線(xiàn)運(yùn)輸共加固橋梁13座，均為空心板橋，跨徑為8～20 m范圍空心板橋，本次大件運(yùn)輸項(xiàng)目運(yùn)輸通行次數(shù)為28次，運(yùn)輸通行時(shí)間約為12個(gè)月。大件運(yùn)輸特種車(chē)輛具體參數(shù)及板式車(chē)示意圖如圖2所示。

3.1上部結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)檢算

本文以跨徑20 m的汾河橋?yàn)槔?，原橋?yàn)?～20 m的空心板橋，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載為汽-20級(jí);掛-100，根據(jù)加固前計(jì)算結(jié)果，本次設(shè)計(jì)對(duì)該橋采用臨時(shí)支撐的方案進(jìn)行加固。如圖3、圖4所示。

加固后正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，見(jiàn)圖5、表1：

3.1.1正截面抗彎承載能力驗(yàn)算

結(jié)論：按照《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 3362-2018）第5.1.2條驗(yàn)算，根據(jù)圖5計(jì)算結(jié)果所示，在承載力折減之前結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)×作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值，滿(mǎn)足規(guī)范要求[1]。

3.1.2斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算（圖6、表2）

結(jié)論：按照《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 3362-2018）第5.2.12條進(jìn)行抗剪截面驗(yàn)算，根據(jù)圖6計(jì)算結(jié)果所示，在承載力折減之前結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)×作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)最大值均小于等于構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值，滿(mǎn)足規(guī)范要求[1]。

3.2基底應(yīng)力驗(yàn)算

對(duì)于沿線(xiàn)運(yùn)輸跨徑8 m和10 m的橋梁均為漿砌片石擴(kuò)大基礎(chǔ)，個(gè)別橋梁臺(tái)身存在不均勻沉降和臺(tái)身豎向裂縫，根據(jù)大件運(yùn)輸特殊車(chē)輛荷載，采用橋梁通8.0及Match cad專(zhuān)用軟件對(duì)原橋臺(tái)身及地基承載力進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3和圖7所示[1]。

對(duì)于8 m、10 m跨徑的橋梁，橋梁地基承載力和抗滑移均不能滿(mǎn)足要求的。采用鋼花管注漿加固處理基底應(yīng)力恢復(fù)至原設(shè)計(jì)承載力后，采用在河心側(cè)清除原地面表土至原基底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，植入直徑22的鋼筋澆筑C25混凝土，擴(kuò)大基礎(chǔ)截面的施工方案，減小基底應(yīng)力滿(mǎn)足大件安全運(yùn)輸通行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，橋梁是交通運(yùn)輸不可缺少一部分，對(duì)確保大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁具有重要意義。因此要想保證大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁的安全，提升橋梁結(jié)構(gòu)承載能力，相關(guān)部門(mén)需要根據(jù)橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，詳細(xì)分析大件運(yùn)輸車(chē)輛通行橋梁承載力的可行性，基于此選擇相應(yīng)的加固技術(shù)進(jìn)行加固，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)橋梁使用壽命的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]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 3362-2018）[S].

收稿日期：2019-08-02

作者簡(jiǎn)介：盛玉利（1982—），男，河南鄭州人，碩士，工程師，研究方向：橋梁設(shè)計(jì)。

Discussion on Strengthening Schemes for Bridges Passing by Heavy Vehicles

SHENG Yuli

（Henan Transportation Science and Technology Research Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan? 450006）

Abstract：With the continuous improvement of science， technology and economic development level in China， the demand for large transport vehicles is increasing day by day，and it becomes the key problem that needs to be solved urgently.Bridge is an important part of transportation. In order to ensure the safety of Bridges and the orderly progress of bulk transportation， it is of great significance to reinforce the bridge for bulk transportation vehicles. Based on the feasibility of carrying capacity of large transport vehicle bridge， this paper discusses the reinforcement technology of large transport vehicle bridge，with a view to providing reference for bridge reinforcement.

Keywords：large-scale transportation;vehicle traffic;bridge reinforcement; technical solution