消除交通隱患 提高通行能力
——談小園排干橋體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

劉明

消除交通隱患 提高通行能力
——談小園排干橋體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

劉明

Point

隨著時(shí)間的推移和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越多的橋梁不適應(yīng)交通的需要。橋梁的加固和維修是解決這個(gè)問(wèn)題的主要方法之一。所以橋梁的加固和維修已經(jīng)成為工程的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文總結(jié)了一些橋梁的常見(jiàn)病害和加固方法，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)通過(guò)運(yùn)用體外預(yù)應(yīng)力加固法加固后的橋梁加固之前靜載試驗(yàn)與動(dòng)載試驗(yàn)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行了對(duì)比分析和研究。結(jié)果表明，對(duì)現(xiàn)有的橋梁出現(xiàn)的病害，進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)和研究分析，并進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力方法的加固改造，可以有效地恢復(fù)其承載能力，對(duì)消除交通隱患、提高通行能力和服務(wù)水平都具有重要的意義。

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，過(guò)去年代修建的橋梁，還在肩負(fù)著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。由于歷史的種種原因，如建橋當(dāng)時(shí)的資金緊缺、設(shè)計(jì)荷載及泄洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，技術(shù)力量的缺乏，設(shè)計(jì)、施工管理的粗放，設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平較低和設(shè)備、手段、材料的落后等等，一直在設(shè)計(jì)上或多或少的存在考慮把步驟的缺點(diǎn)，施工也留下大小不同的缺陷。面對(duì)如此之多的舊橋，需要需找一種能讓舊橋再次安全啟用的方法，那就是加固改造。

一、橋梁簡(jiǎn)介

某小園排干橋，橋梁全長(zhǎng)32m，橋梁上部構(gòu)造為16m跨徑簡(jiǎn)支鋼筋混凝土T形梁，橋面全寬3.9m。主梁高1.60m，單片梁寬為1.89m，橋跨內(nèi)有橫隔板。由于交通壓力很大致使小園排干橋在現(xiàn)役期間一直處于超載狀態(tài)。導(dǎo)致小園排干橋出現(xiàn)很多病害，急需進(jìn)行加固維修。

二、橋梁加固前的檢測(cè)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)

1.動(dòng)載試驗(yàn)

（1）測(cè)點(diǎn)布置

本橋?yàn)樗目绾?jiǎn)支梁橋，實(shí)驗(yàn)在第一跨上進(jìn)行，振動(dòng)測(cè)點(diǎn)共6個(gè)，均布置在跨中，其中北側(cè)一號(hào)梁4個(gè)（橫向2個(gè)，豎向2個(gè)），南側(cè)二號(hào)梁2個(gè)（橫向1個(gè)，豎向1個(gè)）。拾振器在橋面上的布置如圖1所示。

圖1 2#－小園排干橋第一跨測(cè)點(diǎn)布置圖

（2）測(cè)試工況

主要測(cè)試列車(chē)通過(guò)時(shí)橋梁的振動(dòng)情況，每次均測(cè)試列車(chē)按不同時(shí)速通過(guò)橋梁時(shí)的振動(dòng)。列車(chē)為東風(fēng)4型柴油機(jī)車(chē)（DF4），測(cè)試工況如下：

表1 列車(chē)測(cè)試工況

表2 DF4動(dòng)載測(cè)試結(jié)果（L=16m，B=1.8m，H=3.1）

2.測(cè)試結(jié)果

（1）列車(chē)測(cè)試結(jié)果

從上表中可知：

①實(shí)測(cè)邊跨的橫向固有頻率為8.31Hz，橫向自振頻率大于規(guī)范值5.99Hz，說(shuō)明該橋的動(dòng)剛度基本滿足要求。

②跨中橫向振動(dòng)加速度比規(guī)范限值稍大，說(shuō)明橋梁橫向剛度較差。

③實(shí)測(cè)邊跨最大沖擊系數(shù)為1.8。沖擊系數(shù)較大。

（2）列車(chē)作用下橋梁各部分最大振動(dòng)幅值

從橫豎向振動(dòng)幅值可知：

①橫行振動(dòng)在低速時(shí)兩片梁振動(dòng)一致，速度增大后，兩片主梁的振幅差別較大，說(shuō)明橫向連接系較差，和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的橫隔板開(kāi)裂一致。

②兩片梁的豎向振動(dòng)差別較大，說(shuō)明兩片梁豎向剛度差別較大，南側(cè)二號(hào)梁比北側(cè)一號(hào)梁剛度差很多，也說(shuō)明橫隔板基本沒(méi)有起作用，這與靜載測(cè)試結(jié)果吻合。

三、橋梁加固

1.采取體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)主梁進(jìn)行加固

（1）體外預(yù)應(yīng)力加固工藝流程

搭設(shè)工作支架→模板定位放線→梁體內(nèi)鋼筋探測(cè)、錨板下混凝土強(qiáng)度回彈評(píng)定→鉆孔→清孔、干孔→安裝鋼錨板→植筋→養(yǎng)護(hù)→無(wú)粘結(jié)鋼絞線下料、安裝→張拉→封錨→安裝保護(hù)盒→檢查驗(yàn)收。

2.小園排干橋支座加固

（1）搭設(shè)臨時(shí)軍用墩，用100t千斤頂將鋼筋混凝土梁頂起，設(shè)置支撐裝置，回落千斤頂使支撐裝置受力。

（2） 橋臺(tái)預(yù)處理

①用風(fēng)鎬將既有破損支承墊石混凝土清除至下墊板內(nèi)約20mm處，平面原則清理至未受損混凝土。若遇鋼筋將其用電焊清除，但保留4根錨固鋼筋（直徑25mm的二級(jí)鋼筋）及下鋼墊板下混凝土。

②在臺(tái)背鋼筋混凝土梁兩側(cè)各布置2個(gè)直徑20mm橫向限位錨筋。

（3）暖棚，保證棚內(nèi)溫度零上5～10℃之間。

（4）支座加固

安放加強(qiáng)鋼板（加強(qiáng)鋼板固定錨栓孔預(yù)先鉆好），加強(qiáng)鋼板頂用水平尺抄平。灌注無(wú)收縮早強(qiáng)砂漿（高速鐵路支座固結(jié)專(zhuān)用），養(yǎng)護(hù)3h，測(cè)量支座及臨時(shí)墩垂直位移。加強(qiáng)鋼板與原下墊板之間采用10mm角焊縫圍焊，焊縫等級(jí)為三級(jí)。鉆固定栓孔，采用橋梁加固工藝植入錨栓并固定。

(5) 后期處理

① 用千斤頂再次將鋼筋混凝土梁頂起，拆除臨時(shí)墩土支撐裝置，千斤頂回油至橋梁支座受力且可卸下千斤頂位置，卸下千斤頂，拆除臨時(shí)墩。

② 恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)。

綜上所述，本次就該線橋梁不同程度病害采取針對(duì)性措施進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理，施工中嚴(yán)格以理論計(jì)算為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和具體情況，組織到位，落實(shí)到位，嚴(yán)把每道工序質(zhì)量關(guān)，徹底解決了梁部各種病害，改善了整體運(yùn)營(yíng)環(huán)境，為正常運(yùn)營(yíng)提供了有利條件。

結(jié)論

靜載試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)所選橋跨主控?cái)嗝娴膽?yīng)力、撓度等主要測(cè)量參數(shù)均滿足《鐵路橋梁檢定規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，但梁體跨中有較多裂縫。橫隔板開(kāi)裂，南側(cè)主梁強(qiáng)度及豎向剛度較北側(cè)主梁小。

動(dòng)力性能測(cè)試結(jié)果表明，該試驗(yàn)橋橋跨橫豎向剛度均較低，超過(guò)了《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的限值要求，同時(shí)兩片主梁的豎向剛度差別較大影響行車(chē)安全。

通過(guò)采用體外預(yù)應(yīng)力對(duì)小園排干橋進(jìn)行加固，解決了靜載試驗(yàn)中南側(cè)主梁強(qiáng)度及豎向剛度較北側(cè)梁小的問(wèn)題，使得南北兩側(cè)梁的強(qiáng)度與剛度達(dá)到平衡使得橋梁能夠達(dá)到運(yùn)營(yíng)要求。而且通過(guò)回彈數(shù)據(jù)和張拉數(shù)據(jù)可以看出該橋加固后解決了橋跨橫豎向剛度較低和兩片主梁的豎向剛度差別較大的問(wèn)題，使得加固后的橋梁橫豎向剛度能夠符合《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的限值要求以及兩主梁的豎向剛度達(dá)到平衡從而滿足了《鐵路橋梁檢定規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)規(guī)定和運(yùn)營(yíng)要求。

（作者單位：河北省第二建筑工程有限公司）