空心板橋鉸縫加固前后的荷載試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證

楊麗麗 李忠華

（河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 45500000066）

目前，空心板橋經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下典型病害：橋面鉸縫位置出現(xiàn)大量縱向裂縫這是由于橋梁整體橫向聯(lián)系較差、再加上重載交通量大造成的，特別是對(duì)于早期修建的小企口縫橋梁該病害尤為明顯。這就需要對(duì)出現(xiàn)該類病害的橋梁進(jìn)行加固［1］。本文將針對(duì)空心板橋梁，運(yùn)用梁格法建立有限元模型，用荷載試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其加固前后的撓度值及其撓度橫向分布進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，對(duì)綜合加固方法的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 工程實(shí)例

1.1 橋梁概況

某20m裝配式后張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋，計(jì)算跨徑為19.96m，橫斷面由18塊空心板組成?？招陌宀捎肅50混凝土，預(yù)應(yīng)力筋為Φ15.24鋼絞線。橋板上現(xiàn)澆C50抗裂增強(qiáng)纖維混凝土10cm，上涂FYT—1改進(jìn)型防水層，橋面為厚度為4cm的瀝青混凝土且設(shè)2%的橫坡，橋面橫坡由墊石高度及鋪裝層厚度共同調(diào)整。加固前經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：該橋橋面鉸縫位置出現(xiàn)大量縱向裂縫，鉸縫下部滲水析堿嚴(yán)重，個(gè)別梁底出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，橫向聯(lián)系作用明顯降低［2］。

1.2 加固方案

針對(duì)橋梁現(xiàn)狀病害，為了加強(qiáng)橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體性，加強(qiáng)協(xié)同受力，對(duì)空心板鉸縫進(jìn)行綜合加固（加固示意圖見(jiàn)圖2），加固設(shè)計(jì)方案為：①在鉸縫兩側(cè)空心板植筋并對(duì)焊，植筋間距為10cm；②在空心板頂部和底部敷設(shè)鋼板條，然后對(duì)拉M16高強(qiáng)螺桿；③采用水泥基灌漿料對(duì)鉸縫進(jìn)行灌縫，灌縫前應(yīng)用聚氨酯發(fā)泡劑從板底對(duì)鉸縫進(jìn)行封閉。

2 荷載試驗(yàn)概況

本次荷載試驗(yàn)選取汽車作為試驗(yàn)荷載。該橋加載的控制荷載等級(jí)依照公路—I級(jí)的效應(yīng)確定；同時(shí)為保證試驗(yàn)的有效性，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，本次試驗(yàn)共需要4輛35t載重汽車；試驗(yàn)前對(duì)每輛車都過(guò)了磅，記錄下各輛車的實(shí)際軸重、總重、輪間距和軸間距，并對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)修正［3］。

本次試驗(yàn)采用等效荷載的原則布載，布載情況見(jiàn)圖3所示。

圖1 加載車輛布置圖（單位：cm）

3 結(jié)果對(duì)比分析

3.1 撓度對(duì)比分析

為了解加固前后橋梁實(shí)際受力情況，加固前后分別進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，對(duì)加固前后荷載試驗(yàn)的實(shí)測(cè)跨中撓度值進(jìn)行對(duì)比分析。荷載試驗(yàn)各梁跨中撓度實(shí)測(cè)值及理論計(jì)算值見(jiàn)表1。

由表1、圖4可以看出，加固前部分荷載試驗(yàn)作用下的跨中撓度實(shí)測(cè)值較理論計(jì)算值要大，校驗(yàn)系數(shù)在0.09～0.84范圍內(nèi)，差別較大；加固后荷載試驗(yàn)作用下的跨中撓度實(shí)測(cè)值都小于理論計(jì)算值，校驗(yàn)系數(shù)在0.38～0.42范圍內(nèi)，差別較小，在趨勢(shì)上與理論值基本一致。

表1 荷載試驗(yàn)各梁板跨中撓度實(shí)測(cè)值及理論計(jì)算值

圖2 試驗(yàn)荷載作用下?lián)隙葘?shí)測(cè)及理論值

表2 實(shí)測(cè)及理論的跨中撓度橫向分布影響線豎標(biāo)值

圖3 試驗(yàn)荷載作用下跨中撓度橫向分布影響線

由表2、圖5可以看出，加固前跨中撓度橫向分布影響線最小為0.009，最大為0.156，差別較大；加固后跨中撓度橫向分布影響線最小為0.040，最大為0.076，差別較小；加固后實(shí)測(cè)跨中撓度橫向分布影響線與理論計(jì)算的跨中撓度橫向分布影響線更為一致，這就驗(yàn)證該空心板橋加固方法的合理有效性［4］。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，空心板橋經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橋梁整體橫向聯(lián)系較差的病害，這就需要對(duì)出現(xiàn)該類病害的橋梁進(jìn)行加固。本文以某預(yù)應(yīng)力空心板橋?yàn)槔?，采用梁格法建立有限元模型，用荷載試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其加固前后的撓度值及其撓度橫向分布進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明，加固后實(shí)測(cè)結(jié)果在趨勢(shì)上與理論計(jì)算值基本一致，驗(yàn)證了該空心板橋加固方法的合理有效性。本文一方面驗(yàn)證空心板橋鉸縫綜合加固方法的可行性，另一方面可為同類橋梁的加固提供參考依據(jù)。

［1］范立礎(chǔ).橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］E.C.漢勃利.橋梁梁上部構(gòu)造性能［M］.北京：人民交通出版社，1982.

［3］賀拴海.橋梁結(jié)構(gòu)理論與計(jì)算方法［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［4］JTG D60-2004.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范［S］.