既有橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力評定與加固技術(shù)研究

摘?? 要：空心板橋因建筑高度小、施工方便等優(yōu)點在中小跨徑橋梁中應用廣泛，然而在其運營過程中普遍存在鉸縫脫落、空心板單板受力等問題，危及橋梁使用安全，因此對舊橋進行檢測評定顯得尤為重要。本文以某在役鋼筋混凝土空心板橋為例，對橋梁進行現(xiàn)場外觀檢測評定技術(shù)狀況等級，根據(jù)評估結(jié)果引入相關(guān)檢算系數(shù)修正橋梁結(jié)構(gòu)承載能力驗算結(jié)果，最后針對橋梁的評定結(jié)果提出了可靠的加固措施，為相關(guān)橋梁的檢測評定和養(yǎng)護加固提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：技術(shù)狀況;承載能力;加固技術(shù);檢測評定

中圖分類號：U445.7

0引言：

鋼筋混凝土空心板橋具有橋型簡單、建筑高度小、施工方便等優(yōu)點，在城市和公路中小型橋梁建設(shè)中應用普遍。但橋梁在運營過程中，由于周圍環(huán)境的變化、材料自身的缺陷以及車輛荷載的急劇增長，橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的病害，空心板橋普遍出現(xiàn)鋪裝層沿鉸縫縱向開裂、板縫間填縫料脫節(jié)以及梁板間鉸縫破碎、脫落等現(xiàn)象，致使荷載不能有效地橫向傳遞，空心板呈現(xiàn)單板受力狀態(tài)，危及板梁的結(jié)構(gòu)受力以及行車安全。因此為了確保橋梁安全運營，延長其使用壽命，以滿足日益增長的交通量需求，對既有橋梁使用情況進行技術(shù)[1]狀況及承載能力評定，提出相應的維修加固對策顯得尤為重要。

1工程概況：

白銀市某鋼筋混凝土雙孔空心板橋建于2001年，橋梁全長25m，橋面寬7.6m，橫斷面布置形式為0.3m（護欄）+7m（行車道）+0.3m（護欄），橋面鋪裝采用水泥鋼筋混凝土橋面;下部結(jié)構(gòu)采用實體式橋墩;設(shè)計荷載：汽車-20級，掛-100級。鋼筋采用HRB335，空心板塊混凝土采用C40，人行道板及欄桿為C25混凝土，鉸縫采用C30細集料混凝土，橋面鋪裝采用C30水泥混凝土。

1.1橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件編號原則

1.2橋梁主要病害

2橋梁技術(shù)狀況等級評定

2.1評定方法

根據(jù)橋梁現(xiàn)場檢測結(jié)果，按照先分部再綜合的方法對橋梁進行技術(shù)狀況評定。先對橋梁各構(gòu)件進行評定，然后對橋梁各部件進行評定，再對橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)分別進行評定，再綜合評估得出整座橋梁的技術(shù)狀況等級。

2.2橋梁各部件技術(shù)狀況評定

根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG/T H21-2011）對橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評定結(jié)果見詳表2-1。

根據(jù)評定結(jié)果可知該空心板橋橋面系與上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況等級為4類，即有中等功能性病害，發(fā)展較快，下部結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好，技術(shù)狀況等級為2類;橋梁現(xiàn)階段總體技術(shù)狀況評分為Dr=72.36分，評定等級為三類橋梁，即有中等缺損，尚能維持正常使用功能，為了更加準確完善地評定橋梁健康狀況、制定切實可行的養(yǎng)護維修方案，應對此橋進行承載能力驗算。

3 橋梁承載能力驗算

3.1評定方法

選擇最不利或有代表性的橋跨結(jié)構(gòu)作為承載能力檢測評定的對象，并通過結(jié)構(gòu)計算分析橋梁內(nèi)力，初步確定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，按照《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011）通過對橋梁構(gòu)件缺損狀況的檢查評定、構(gòu)件材質(zhì)狀況與狀態(tài)參數(shù)評定，引入承載能力檢算系數(shù)、惡化系數(shù)及截面折減系數(shù)對極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)抗力效應進行修正，使承載能力評定結(jié)果更能反映橋梁的實際狀況。

4維修加固技術(shù)

為防止橋梁病害繼續(xù)發(fā)展， 進而危害橋梁使用安全， 根據(jù)橋梁現(xiàn)有病害和技術(shù)狀況等級評定結(jié)果， 對其后期治理提出如下建議：

4.1修補底板破損混凝土

先對底板進行機械打磨，鑿除底板破損處的表面混凝土，然后用高壓水清洗基面，接著對銹蝕嚴重的鋼筋進行除銹，最后涂抹環(huán)氧砂漿修復混凝土缺陷。

4.2重新澆筑鉸縫

為了加強該空心板梁橋的橫向聯(lián)結(jié)剛度，改善空心板的單板受力狀態(tài)，需要對該橋重新澆筑鉸縫，具體方案如下：

采用人工鑿除方式清理鉸縫混凝土，在梁板腹板刷毛滿足設(shè)計及規(guī)范要求后，用空壓機和清水將腹板面清洗干凈。

2）為了增強空心板的橫向聯(lián)系，在鉸縫布設(shè)鋼筋，將預埋鋼筋與新布設(shè)的鋼筋交叉點綁扎連接，保證支墊穩(wěn)定，接著澆筑鉸縫混凝土。鋼筋布設(shè)完成后，將底模吊拉穩(wěn)定。澆筑鉸縫混凝土前嚴禁在鋼筋上踩踏，同時要確保預埋鋼筋在梁板內(nèi)的錨固長度。

3）混凝土澆筑完成后，應及時用土工布覆蓋、灑水養(yǎng)護，待混凝土強度達到設(shè)計要求后及時進行表面鑿毛，鑿除表面浮漿，鑿毛質(zhì)量必須滿足設(shè)計規(guī)范要求。

4.3重做橋面防水混凝土

由于原橋面鋪裝損壞嚴重，減小了該空心板梁橋的橫向整體性，使車輛荷載不能有效地傳遞給其他空心板，因此需要拆除原橋面鋪裝重新澆筑防水混凝土，具體加固方案如下：

1）拆除原橋面鋪裝，將梁頂面徹底鑿毛后采用鉆孔植筋法布設(shè)抗剪錨固鋼筋，抗剪錨固筋可采用C12鋼筋，植筋長度10cm，植入深度5cm，外露5cm，間距30cm×30cm呈梅花形布置。接著在橋面布設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)距混凝土頂面3cm，用架立鋼筋支撐并焊牢，網(wǎng)下保證有3cm的凈空，架立鋼筋的密度不少于4根/cm，抗剪錨固筋與下層鋼筋網(wǎng)焊接。

2）進行槽鋼模板的安裝，槽鋼底部用水泥砂漿填塞以防漏漿，內(nèi)側(cè)刷脫模劑?？拷诵械缆肪壥粋?cè)路面由于無槽鋼模板，可彈墨線控制其標高。

3）混凝土攤鋪后用平板振動器振搗，振搗的持續(xù)時間應以混凝土停止下沉、不冒氣泡并泛出水泥漿為準，且不宜過振。在路面混凝土強度達到6～12MPa后用刻槽機制橫向抗滑槽，接著薄膜覆蓋7d，灑水養(yǎng)生應不少于14d。

5 結(jié)論

1）通過對該橋進行外觀檢測，該鋼筋混凝土空心板橋總體技術(shù)狀況評定等級為三類橋，橋梁的橫向整體性差，構(gòu)件間連接弱，部分空心板呈現(xiàn)單板受力狀態(tài)，導致主梁剛度變小，本橋承載力降低，對橋梁的使用功能造成影響，建議對該橋及時進行加固維修。

2）根據(jù)橋梁技術(shù)狀況評估結(jié)果，結(jié)合《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T H21-2011）驗算橋梁承載力，在計入了承載能力檢算系數(shù)、惡化系數(shù)和截面折減系數(shù)的情況下，該橋承載能力滿足檢算要求，并且承載能力評定結(jié)果能反映出橋梁的實際狀況。

3）本文研究內(nèi)容針對的是鋼筋混凝土空心板橋，最后根據(jù)橋梁病害提出了有效的維修加固措施，可為同類橋梁的檢測評定及加固維修提供參考。

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J22—2008[S].北京： 人民交通出版社，2008.

作者簡介：蘇華陽（1998—），女，漢族，湖北隨州人，大學本科，研究方向為橋梁工程。