T 梁橋橫向加固方法及應(yīng)用

嚴(yán)國齊

（武漢航空港發(fā)展集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

我國于上世紀(jì)80 年代前后修建了大量T 梁橋。由于設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，橋梁承載力不足，有些橋梁已不能滿足交通量及車輛荷載快速增長的需要，亟需對這些舊橋采用適當(dāng)加固技術(shù)，恢復(fù)和提高其承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命[1]。

目前應(yīng)用比較多的T 梁橋加固方法有提高T 梁承載力的增大截面法、粘貼鋼板加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法等[2]。這些加固方法的作用機(jī)理是直接提高T梁的承載力。T 梁橋橫向加固方法則是通過增強(qiáng)T梁整體性，調(diào)整各片T 梁的橫向荷載分布系數(shù)，使荷載橫向分布更加平均，將橋面荷載傳遞至更多T 梁上，據(jù)此提高T 梁橋的承載能力。

1 T 梁橋橫向加固方法

（1）增加混凝土橋面鋪裝層厚度。此方法雖然可以使橋上荷載橫向分布更平均，施工也簡單，但會增加橋梁恒載重量，缺點(diǎn)明顯，需作進(jìn)一步驗(yàn)算。

（2）將翼緣板鉸接改為剛接。研究表明，T 梁翼緣間采用鉸接或剛接對橋上荷載橫向分布有較大的影響[3]。剛接的橋梁，其整體性優(yōu)于鉸接的橋梁。

（3）加固橫隔梁。由于橫隔梁特別是內(nèi)橫隔梁對T 梁橫向荷載分布影響較大[3]，因此加固橫隔梁，是T 梁橫向加固的一個(gè)有效措施。

（4）新增橫梁。適當(dāng)增加一些橫梁，可以增加橋梁整體性，更好地調(diào)整荷載橫向分布，提高橋梁承載能力。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程背景

某大橋于1993 年建成通車，橋梁總體跨徑布置為：3×（5×30）m+（40+60+40）m+4×（4×30）m，橋梁全長1 078.040 m，橋梁總寬24 m。主橋上部結(jié)構(gòu)為3 跨預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)，跨徑布置為40 m+60 m+40 m 的單箱單室變截面箱梁。兩岸引橋上部結(jié)構(gòu)為跨徑30 m 的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T 梁，先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，其中漢口側(cè)為3 聯(lián)，5 跨1 聯(lián)，共15 跨；黃陂側(cè)為4 聯(lián)，4 跨1 聯(lián)，共16 跨，分左右2 幅。引橋每跨由5 片T 梁組成。T 梁底部為馬蹄形結(jié)構(gòu)，每跨設(shè)置7 道橫隔梁，橫隔梁間距為4.85 m。

2017 年12 月，橋梁管理單位組織華中科技大學(xué)土木工程檢測中心對橋梁質(zhì)量進(jìn)行了全面檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，引橋上部結(jié)構(gòu)主要存在以下幾方面的病害：

（1）T 梁翼緣板、腹板、底板、橫隔板等均存在混凝土剝離、鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

（2）T 梁翼緣板、腹板、橫隔板等均存在縱橫向裂縫現(xiàn)象。

（3）橋面存在縱向開裂現(xiàn)象。

（4）橋梁結(jié)構(gòu)彈性工作狀態(tài)不足，不具有安全儲備，承載能力無法滿足原設(shè)計(jì)荷載要求。

2.2 病害原因分析

該橋于1993 年建成通車，荷載按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021—89）取值，汽- 20 級。隨著時(shí)代發(fā)展，公路運(yùn)輸更符合《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）中的高速公路活載公路-Ⅰ級。同時(shí)，超重、超載、超限在我國公路運(yùn)輸方面是一個(gè)普遍現(xiàn)象。眾多原因?qū)е略摌騎 梁出現(xiàn)鉸縫損傷、橋面縱向開裂等病害，并致使T 梁單梁受力，影響到橋梁承載能力。

2.3 加固措施

為解決該橋單梁受力問題，特制定了如下橫向加固措施：

（1）加固鉸縫、橫隔梁（增加濕接縫），將鉸接改為剛接（見圖1、圖2）。

圖1 橫隔梁處斷面圖（單位:cm）

圖2 非橫隔梁處斷面圖（單位:cm）

鑿除原T 梁翼緣鉸縫兩側(cè)各20 cm 范圍內(nèi)混凝土，保留翼緣內(nèi)原有鋼筋，澆筑濕接縫混凝土，將原設(shè)計(jì)翼梁間的鉸接縫變?yōu)閯偨印Ｐ聺仓炷羶?nèi)鋼筋與主梁翼緣上、下緣鋼筋焊接，并增設(shè)環(huán)狀箍筋，提高剛接縫的抗剪能力。

鑿除原T 梁橫隔梁兩側(cè)各20 cm 范圍內(nèi)混凝土，保留橫隔梁內(nèi)原有鋼筋，新澆筑混凝土內(nèi)鋼筋與保留鋼筋焊接。

（2）增加橫向預(yù)應(yīng)力梁。在每孔靠近跨中的5 道橫隔梁間增設(shè)4 道預(yù)應(yīng)力橫梁（見圖3），將5 片T 梁拉緊，增加整體性。

圖3 橫向預(yù)應(yīng)力加固圖（單位:cm）

此外，對于該項(xiàng)目檢測發(fā)現(xiàn)的T 梁裂縫，按寬度w＜0.15 mm 的裂縫采用表面封閉方案，寬度w≥0.15 mm 的裂縫采用灌縫膠注射修補(bǔ)的方案進(jìn)行了處理，這里不再贅述。

3 計(jì)算結(jié)果分析

采用Civil/Midas 和橋梁博士軟件對加固前、加固后的T 梁橫向荷載分布進(jìn)行整體計(jì)算。

（1）單梁受力。T 梁鉸接時(shí)，在偏載作用下主梁間最大高差4.4 mm；橫向變剛接后，主梁間最大位移差減小為3.2 mm。

（2）橫向分布系數(shù)?；钶d正常作用下鉸接梁法的橫向荷載分布系數(shù)和剛接（加固后）梁法的橫向荷載分布系數(shù)見表1、表2。

表1 活載正常作用下鉸接梁法的橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果

表2 活載正常作用下剛接梁法的橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果

經(jīng)對比可以看出，加固后雖然邊梁橫向荷載分布系數(shù)有所增加，但中間梁的橫向荷載分布系數(shù)均有所減小。同時(shí)，經(jīng)過加固修復(fù)后，橋梁已解決單梁受力問題。

4 結(jié) 語

（1）本案T 梁橋經(jīng)橫向加固后，將主梁間最大位移差減小為3.2 mm，中間梁的橫向荷載分布系數(shù)有所減小；同時(shí)，解決了橋梁單梁受力問題。

（2）工程加固完工后，經(jīng)華中科技大學(xué)土木工程檢測中心荷載試驗(yàn)檢測，橋梁加固后滿足設(shè)計(jì)荷載要求，本加固方案達(dá)到了預(yù)期目的，可為同類T 梁橋加固提供參考和應(yīng)用。