空心板橋梁加固前后荷載試驗(yàn)分析及加固措施研究

潘忠岳

(貴州宏信創(chuàng)達(dá)工程檢測(cè)咨詢有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

貴陽市16 m簡(jiǎn)支多跨現(xiàn)澆混凝土空心板市政橋梁，橋?qū)?8 m，雙向四車道，采用板式橡膠支座，鋅鐵皮伸縮縫，縫內(nèi)填瀝青麻絮；橋面鋪裝厚度10 cm。柱式橋墩，樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載：汽車-20級(jí)，掛車100。

該橋運(yùn)營(yíng)多年，隨著交通量的進(jìn)一步加大，橋梁病害加重，為了保證橋梁的正常使用，需對(duì)橋梁的承載能力進(jìn)行評(píng)估。

2 橋梁現(xiàn)狀

(1)外觀檢測(cè)：橋梁存在的主要病害有底板存在大量縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫，裂縫最大寬度0.25 mm；網(wǎng)狀裂縫并伴有滲水痕跡；底板存在空洞、破損、露筋；橋墩存在豎向裂縫。

(2)荷載試驗(yàn)：選取病害最嚴(yán)重的第16跨進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)跨剛度、強(qiáng)度均滿足原設(shè)計(jì)活載(汽車-20級(jí)，掛車100)要求，不滿足現(xiàn)行城市橋梁荷載要求。

(3)根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTG/H11-2004)中橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)，該橋技術(shù)狀況得分為49.71，評(píng)定為三類橋。

圖1 16跨底板主要病害示意圖

3 加固方案

針對(duì)該橋梁現(xiàn)狀，采取的加固方案為：(1)在低縱坡一端距空心板端部1～1.5 m板底打孔，布置PVC排水管排除空心板內(nèi)腔積水，并完善橋梁集中排水系統(tǒng)；(2)對(duì)縫寬<0.15 mm的裂縫采用裂縫修補(bǔ)膠涂刷封閉處理，對(duì)縫寬≥0.15 mm的裂縫采用低壓灌漿處理；(3)對(duì)病害最嚴(yán)重的第16跨縱向粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板。

4 荷載試驗(yàn)

本橋荷載試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及內(nèi)容為橋面線形以及空心板控制截面應(yīng)變等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過理論計(jì)算，采用等效荷載的方式布載，詳細(xì)測(cè)試斷面及測(cè)點(diǎn)布置如下圖，加固前后測(cè)點(diǎn)及車輛布置均保持一致。

5 結(jié)果對(duì)比分析

為了解加固前后橋梁的實(shí)際受力情況，加固前后分別進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比分析。

(1)加固前后撓度對(duì)比

表1列出了加固前后主梁跨中撓度測(cè)點(diǎn)的計(jì)算值和實(shí)測(cè)值。從表中可以看出，加固后測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值比加固前要小，加固后結(jié)構(gòu)整體的剛度得到提高。

表1 跨中撓度實(shí)測(cè)值及理論計(jì)算值

(2)加固前后應(yīng)變對(duì)比

表2列出了加固前后主梁測(cè)點(diǎn)應(yīng)變的計(jì)算值和實(shí)測(cè)值。從表中可以看出，加固后測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值比加固前要小，加固后結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度得到提高。

表2 應(yīng)變實(shí)測(cè)值及理論計(jì)算值

(3)加固前后沖擊性能比較

載重車輛在無任何障礙的情況下，用1輛載重汽車(總重約360 KN)以20 km/h、30 km/h、40 km/h的速度駛過橋跨結(jié)構(gòu)和以20 km/h、30 km/h速度在測(cè)試跨正彎矩最不利截面(行車道)進(jìn)行緊急剎車，測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)在運(yùn)行車輛荷載的作用下的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。根據(jù)橋梁振動(dòng)的最大動(dòng)應(yīng)變幅值求出不同車速下橋跨結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)。加固前橋梁的沖擊系數(shù)為0.112～0.227之間，加固后橋梁的沖擊系數(shù)為0.095～0.145之間，加固后橋梁的沖擊效應(yīng)明顯降低，表明加固改造對(duì)橋梁的抗沖擊能力有明顯提高。

6 結(jié) 論

隨著交通量的進(jìn)一步加大，裂縫、滲水等病害在空心板橋梁中將普遍存在，對(duì)該類病害較嚴(yán)重的橋梁需進(jìn)行維修加固處理。本文用一個(gè)工程實(shí)例為例，采用荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)加固前后的試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明，(1)加固后，橋梁的受力得到了較好的改善，強(qiáng)度、剛度得到了較大的提高；(2)加固后橋梁的動(dòng)力性能良好，抗沖擊能力有明顯提高。(3)驗(yàn)證了此加固方法的可行性，可為同類橋梁加固提供依據(jù)。