市政橋梁拼寬加固設(shè)計研究

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷增長，車輛荷載等級不斷增加，為了保證市政道路橋梁交通通行性能，宜對原有橋梁進行拼寬加固設(shè)計。在不改變原有橋梁布置的前提下，通過對橋梁的橫向分布系數(shù)進行調(diào)整來對原有橋梁進行拼寬加固設(shè)計，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：橋梁加固 橫向分布系數(shù) 拼寬設(shè)計

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0142-01

1 市政橋梁拼寬加固設(shè)計

1.1 橋梁加固改造的技術(shù)途徑

通常情況下個橋梁加固是通過補強構(gòu)件來加強構(gòu)件的承載力或結(jié)構(gòu)性能，以延長它的壽命。改造技術(shù)主要包括這幾個：減輕橫載、增加輔助構(gòu)件、進行基礎(chǔ)和墩臺加固、改變結(jié)構(gòu)體系以及加強薄弱構(gòu)件等。

1.2 上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法

運用的比較普遍的加固方法有改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、加大截面加固法、增加構(gòu)件加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法以及粘貼鋼板加固法等。其中應(yīng)用的最普遍的是粘貼鋼板加固法，這種方法的原理是利用粘結(jié)劑將抗拉強度高的鋼板粘到混凝土結(jié)構(gòu)物的表面，使它與結(jié)構(gòu)物形成整體并共同受力，以此來使梁的承載能力得到提高。合理使用這種方法對改善原結(jié)構(gòu)受力是十分有利的，能使結(jié)構(gòu)具有更強的承載能力。

1.3 應(yīng)用實例

1.3.1 工程概況

1996年新建的某道路寬度為34～40m，要進行擴寬改建。橋梁為15m、25m、以及15m三跨構(gòu)成的簡支梁橋。其中高為80cm、寬為99cm的鋼筋混泥土空心板為15m的跨，高為110cm、寬為99cm的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板是25m的跨。設(shè)計的橋梁荷載為掛-100、汽-20。橋梁最開始是36m的寬度，快車道的寬度為8.5m，橋面拓寬后為53m，快車道拓寬后為12m，橋面拓寬以后以前的機非隔離帶變成了快車道。改造之前12孔電信干管和DN220煤氣管道分別位于橋梁的北側(cè)機非隔離帶與南側(cè)機非隔離帶。改造之后橋梁的機非隔離帶下是懸臂長度為30cm的邊板，懸臂端之間距離為45cm。

要在交通不公路科學研究所檢測完橋梁的質(zhì)量，并確定橋梁符合原設(shè)計荷載要求后在確定橋梁的改造方案。拓寬時無需改變原有橋梁的位置，只需在原有橋梁的兩側(cè)拼寬新橋來拓寬它的面積。橋梁在改造以后是按照城-A級荷載設(shè)計的。

拓寬之后的橋梁荷載值也增加了，由汽-20變?yōu)槌?A。為了避免出現(xiàn)意外，在不更換橋板的基礎(chǔ)上運用橫向分布系數(shù)法來加固原橋梁板，以滿足城-A的荷載。

1.3.2 梁板加固方案

將原橋梁懸臂部分的混凝土鑿開，使鋼筋置于外面，連結(jié)機非隔離帶下的兩塊邊板，將露出的鋼筋與φ14結(jié)構(gòu)的鋼筋焊接在一起，然后在澆筑C50混凝土濕接縫。采用厚度為15mm、寬度為400mm的A3鋼板，運用粘貼鋼板法對全幅梁板進行加固，按20m的間距沿橋橫向進行布置，采用C50環(huán)氧砂漿來粘結(jié)牢固空心板和A3鋼板。為了增強鋼板與橋面鋪裝層的粘結(jié)力，可以按照梅花型A3鋼板上焊接長為20cm的φ25的鋼筋，鋼筋之間的距離為20cm。最后在橋面鋪裝C50混凝土。

1.3.3 加固前原結(jié)構(gòu)的橫向分布系數(shù)和承載能力

（1）計算加固前的橋梁的橫向分布系數(shù)

運用“鉸接板梁法”來計算原結(jié)構(gòu)主車道1～9號梁板的橫向分布系數(shù)，選擇最不利于1號梁板的工況，此工況的各梁板分布系數(shù)為：1號梁板-20，2號梁板0.252，3號梁板0.234，4號梁板0.227，5號梁板0.218，6號兩邊那0.214，7號梁板0.21，8號梁板0.205，9號梁板0.200。

（2）實測加固橋梁的橫向分布系數(shù)

檢測單位檢測了原橋梁主車道1～9號梁板的橫向分布系數(shù)，測出了最不利于1號梁板的車載工況，通過實測，該工況的各梁板的橫向分布系數(shù)分別為：1號梁板-20，2號梁板0.247，3號梁板0.231，4號梁板0.226，5號梁板0.218，6號梁板0.216，7號梁板0.212，8號梁板0.21，9號梁板0.204。

由此可見，1號橋板橫向分布系數(shù)的實測值比計算值要小，可以得出橋梁間的橫向連接性能實際上比假定的要好，所以橋梁加寬時不需要重新澆筑鉸縫。

1.3.4 加固后結(jié)構(gòu)的橫向分布系數(shù)以及承載能力

（1）加固后橫向分布系數(shù)計算

拓寬后的道路是雙向6車道，重新計算了梁板的橫向分布系數(shù)之后，采用有限元模分析加固后的橋梁，找出最不利于1號梁板的車載工況，按照該工況計算出各梁板的橫向分布系數(shù)：1號梁板為0.23，2號梁板為0.224，3號梁板為0.219，4號梁板為0.215，5號梁板為0.211，6號梁板為0.207，7號梁板為0.200，8號梁板為0.197，9號梁板為0.195，-1號梁板為0.215。

（2）加固后橋梁承載力分析

綜上所述可以得知，能使橋梁滿足規(guī)范要求的設(shè)計是承載力極限狀態(tài)設(shè)計，同時通過對使用階段的短期作用分析得知，1號橋梁的下緣壓應(yīng)力區(qū)間是[5.15，10.18]MPa，上緣壓應(yīng)力區(qū)間是[1.39，7.25]MPa，屬于全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，符合規(guī)范要求。

（3）加固后橋梁承載力檢驗

橋梁拓寬以后，運用上述的加載模式來實地加載，測取了1號梁板的的實測活載最不利彎矩值。對比計算數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)以后，可以看出1號梁板的活載內(nèi)力大概是相同的，符合承載力的要求，在設(shè)計橋梁加固時。將原道路的兩車道設(shè)計成了三車道，荷載也發(fā)生了變化，這十分不利于梁板的受力。在實踐中，采用粘貼鋼板法將梁板固定以后，有機的連結(jié)了梁板懸臂的部分，有效的調(diào)整了1號梁板的受力，降低了橫向分布系數(shù)，從而平衡了各部分梁板之間的受力情況，這種加固方案使橋梁的整體剛度都有所提高，因此，粘貼鋼板法加固的方法是可行的。

2 結(jié)語

（1）拓寬橋梁道路時，分幅橋梁的車輛荷載和車道布置往往會發(fā)生改變，可以采用加強橋板橫向聯(lián)系的方法，不改變原有橋板布置來平衡橋梁的橫向分布系數(shù)，從而使活載分散開來，延長梁板的使用期限。

（2）鋼板經(jīng)過加貼以后，可以有效的提高梁板頂板的含鋼率，使截面抗彎能力大大的提高，有利于延長梁板的壽命。

（3）鋼板經(jīng)過加貼以后，橫橋的梁板位移可以更好的受到約束，使梁板和鉸縫更加緊密的聯(lián)系在一起，可以使梁板間的橫向交接作用受到限制。

（4）該橋梁工程竣工后經(jīng)過近5年的通行，目前總體運行情況依然良好。

參考文獻

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