大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固后的管理及養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討

譚家兵重慶市江津區(qū)橋梁管理所

大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固后的管理及養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討

譚家兵
重慶市江津區(qū)橋梁管理所

本文從大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)及施工過程進(jìn)行了簡要敘述，并對(duì)其加固后的管理及養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行了探討，以供同仁參考。

大跨徑；連續(xù)剛構(gòu)橋梁；體外預(yù)應(yīng)力

1 大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)今，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材、高強(qiáng)混凝土、大噸位張拉錨固體系等都已運(yùn)用到實(shí)際的橋梁施工當(dāng)中，對(duì)橋梁工程在質(zhì)量以及效率上都有很大的幫助；再加上施工設(shè)計(jì)手段的計(jì)算機(jī)化以及施工水準(zhǔn)的提升，使得我國大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋獲得了極大的發(fā)展。但隨著近些年橋梁運(yùn)營年限的不斷上升，相關(guān)的問題也不斷增加。

2 江津長江公路大橋概況及病害概述

江津長江公路大橋建于1997年12月。主橋?yàn)椋?40+240+ 140）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，德感側(cè)引橋（徳感側(cè)引橋）為14× 50m簡支T梁橋，江津側(cè)引橋（江津側(cè)引橋）為4×22.5m連續(xù)板橋。主橋橋梁凈寬21.5m(行車道4×3.75m，中間分隔帶1.5m，人行道寬2×2.0m，隔離墩2×0.5m)；設(shè)計(jì)荷載：汽-超20級(jí)，掛-120、人群-3.5KN/m2；主橋箱梁為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采用單箱單室截面，頂板寬22m，底板寬11.5m，箱梁頂板設(shè)置1.5%的雙向橫坡。箱梁跨中及邊跨支架現(xiàn)澆段梁高（橋梁中心線處）4.0m，箱梁根部及0號(hào)梁段梁高（橋梁中心線處）13.5m。主橋主墩采用雙薄壁墩身，群樁基礎(chǔ)。引橋橋墩均采用柱式墩，樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)。

在之前的檢測(cè)工作中，相關(guān)的工作人員發(fā)現(xiàn)該大橋出現(xiàn)了主橋主跨跨中下?lián)?，箱梁頂、底板開裂等病害。在這個(gè)過程中，主橋主跨跨中較設(shè)計(jì)值下?lián)狭窟_(dá)到31.7cm，并仍然在持續(xù)發(fā)展；主跨跨中段箱梁底板底面裂縫橫向貫通底板，箱梁頂板底面縱向裂縫較多，上、下游腹板與底板交界處均發(fā)現(xiàn)3mm寬縱向裂縫，80～160m范圍內(nèi)上、下游腹板斜裂縫共32條，裂縫寬度均超過規(guī)范限值等病害。江津側(cè)引橋上部連續(xù)空心板開裂嚴(yán)重，底板縱橫向裂縫及腹板斜裂縫大量分布，裂縫寬度超限，最大裂縫寬度4mm，混凝土風(fēng)化、剝落、鋼筋銹蝕外露；徳感側(cè)引橋上部結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)危害結(jié)構(gòu)安全的病害，預(yù)制T梁及濕接縫施工質(zhì)量較差。

3 體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)及施工過程簡述

采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固大跨徑橋梁是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，本文重點(diǎn)對(duì)其加固設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)展開了分析。

（1）加固設(shè)計(jì)前的荷載試驗(yàn)

在橋梁進(jìn)行加固前，需要對(duì)其進(jìn)行荷載試驗(yàn)，以此確定橋梁是否需要進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。而相對(duì)于一般的橋梁而言，大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋需要花費(fèi)更多的精力，甚至?xí)?duì)社會(huì)造成或大或小的影響，所以確定橋梁是否有加固的必要也是十分重要的一項(xiàng)工作。在確定加固的必要性之后，在對(duì)橋梁進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)要清楚的了解橋梁的問題所在，以及出現(xiàn)這些問題的原因，這樣才能準(zhǔn)確掌握使用體外預(yù)應(yīng)力加固時(shí)應(yīng)當(dāng)增加的預(yù)應(yīng)力的大小以及范圍。而這些相關(guān)的數(shù)據(jù)資料只有在對(duì)橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)后方可得知。

（2）體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)

選用采用體外預(yù)應(yīng)力加固大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋，主要是為了借由外在附加的體外預(yù)應(yīng)力改變橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能，進(jìn)而使橋梁所存在的一些問題得到改善或解決。在實(shí)際進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，不管是線型的選取，束界的確定，還是鋼束的彎起角度都需要根據(jù)橋梁所存在問題的具體情況進(jìn)行分析和確定。但單單確定科學(xué)合理的體外預(yù)應(yīng)力鋼束還不夠，還應(yīng)當(dāng)對(duì)某些細(xì)小的問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的解決方案。這就包括錨固點(diǎn)的位置、轉(zhuǎn)向裝置的選擇、張拉控制應(yīng)力的確定等一些十分細(xì)致的問題。

（3）加固施工過程中的監(jiān)測(cè)

由于體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于主動(dòng)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，所以在其加固設(shè)計(jì)過程中，為避免因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力過大而出現(xiàn)操作失當(dāng)?shù)那闆r，需要進(jìn)行一定的監(jiān)測(cè)工作，并且安排對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)人員開展工作。

（4）加固后的荷載試驗(yàn)

除此之前，應(yīng)對(duì)采用體外預(yù)應(yīng)力加固的大跨徑剛構(gòu)橋開展加固后的荷載試驗(yàn)，這樣做的目的是為了觀察橋梁的加固狀況。使用荷載試驗(yàn)的方式進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需要檢驗(yàn)橋梁的承載力和剛度。

4 體外預(yù)應(yīng)力加固施工結(jié)束后的管理及養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容

在完成加固工作后，為確保橋梁的正常運(yùn)行，需要安排專人對(duì)橋梁進(jìn)行管理。在本文所研究的案例中，江津長江公路大橋主要采用的措施為定期檢測(cè)。另外，相關(guān)部門還實(shí)施了健康監(jiān)控雙管齊下的管理措施，并且采取了對(duì)應(yīng)的日常養(yǎng)護(hù)措施。為使橋梁的安全得到進(jìn)一步的保障，可以通過安裝橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)的方式，對(duì)橋梁的健康狀況進(jìn)行檢查。這樣有利于及時(shí)把握橋梁的健康狀況，以便在橋梁出現(xiàn)病害時(shí)及時(shí)補(bǔ)救。在江津長江公路大橋中，其加固設(shè)計(jì)采用的是成套的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這主要包括撓度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、體外預(yù)應(yīng)力索索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及相應(yīng)配套系統(tǒng)。

5 各階段健康監(jiān)測(cè)及定期檢測(cè)結(jié)論及建議

相關(guān)健康監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)參數(shù)表明：

（1）撓度監(jiān)測(cè)

本階段撓度變化相對(duì)平穩(wěn)，跨中撓度實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最大變化值在3.6cm范圍以內(nèi)，主跨1/4側(cè)撓度最大變化值在0.7cm范圍以內(nèi)。在經(jīng)過全面分析后，我們得出一個(gè)結(jié)論長江大橋主橋監(jiān)測(cè)期間的撓度變化沒有超出規(guī)定范圍。

（2）應(yīng)變監(jiān)測(cè)

從應(yīng)變數(shù)據(jù)分析以可以看出，在這個(gè)階段，許多數(shù)測(cè)點(diǎn)的變化總體是比較穩(wěn)定的。在分析車輛沖擊效應(yīng)及溫度變化之后，可以認(rèn)為長江大橋主橋監(jiān)測(cè)期間的應(yīng)變變化總體正常。然而，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的變化情況比監(jiān)測(cè)結(jié)果大。

除此之外，對(duì)江津長江公路大橋，我們還進(jìn)行了裂縫監(jiān)測(cè)以及索力監(jiān)測(cè)，所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表面，索力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均未超限。但在橋梁的管理和養(yǎng)護(hù)工作中，需要重點(diǎn)注意某些部位的檢查。受伸縮縫施工導(dǎo)致的橋面交通管制等因素的影響，該大橋主梁監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)變變化及索力監(jiān)測(cè)變化幅度較上期明顯，一定程度上說明荷載集中于一幅橋面對(duì)橋梁受力較不利。

6 結(jié)語

在投入使用后的幾年內(nèi)，江津長江公路大橋出現(xiàn)了一些病害，在應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的過程中，橋梁的承載能力得到了一定的提高，使得其運(yùn)營安全得到了有力保障。在完成加固施工工作后，大橋經(jīng)過有效的管理及采取一定的養(yǎng)護(hù)措施，使得橋梁保持著較好的運(yùn)行狀態(tài)，此橋的案例可以為類似的橋梁管理及養(yǎng)護(hù)工作提供參考。

[1]賈備.舊橋檢測(cè)加固實(shí)例分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2013(04）

[2]王艷,劉長喜.平?jīng)龌疖囌緵芎哟髽蚓S修加固方案探討[J].黑龍江交通科技.2012(10）