簡支T梁橋面鋪裝加固設(shè)計(jì)

李龍利

摘 要： 鋼筋混凝土簡支T梁梁體采用鉸接方式連接，橫向聯(lián)系較弱，造成梁體受力不均，使得橋面鋪裝破損嚴(yán)重。某立交橋?yàn)楸尘?，簡述將鉸接改為剛性連接在T梁加固技術(shù)的應(yīng)用。加固鉸縫、橫隔板和增加橫向預(yù)應(yīng)力，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系，使得T梁之間由鉸接變?yōu)閯傂赃B接。通過有限元初步分析發(fā)現(xiàn)：在設(shè)計(jì)荷載偏載作用下，原橋梁結(jié)構(gòu)相鄰兩片T梁跨中位移相差最大達(dá)6mm；變?yōu)閯傂赃B接后，各個(gè)梁體跨中位移基本按照直線分布，位移協(xié)調(diào)，不會(huì)出現(xiàn)相鄰梁體之間很大的位移差，加固效果比較明顯。

關(guān)鍵詞： T梁；橋梁加固；鉸接；剛性連接；橫向預(yù)應(yīng)力

1 工程概況

某立交橋于1994年建成通車，全長486.5米，共6聯(lián)，跨徑組合為：4×20+4×20+（20+25+25.3+16.2+20）+3×20+4×20+4×20m，由1孔跨徑為16m的普通混凝土簡支T梁，21孔跨徑為20m的普通混凝土簡支T梁和2孔跨徑為25m的部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土組合T梁組成。橋面凈寬0.5m+15.0m+0.5m，雙向4車道。下部結(jié)構(gòu)為樁柱式輕型墩臺(tái)，橋墩直徑為1.1m，樁基直徑為1.2m，鉆孔樁，分離式承臺(tái)。

由于橋梁交通繁忙，重載車輛極多，造成橋面縱向嚴(yán)重開裂，形成多處縱向坑槽等病害，此病害曾于2012年進(jìn)行了專項(xiàng)整治，但整治未達(dá)到預(yù)期效果，此后又經(jīng)多次維修，屢修屢壞，已經(jīng)嚴(yán)重危及橋梁結(jié)構(gòu)及行車安全。

2 橋面鋪裝病因分析

根據(jù)橋梁普查結(jié)果，T梁之間僅靠橫隔板鋼板連接，鋼板連接體現(xiàn)了鉸接的思想，但是鋼板剛度不足，無法傳遞剪力，梁體之間的剪力僅靠8cm厚度橋面混凝土鋪裝層承受。通過有限元初步分析發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)荷載偏載作用下，相鄰兩片T梁跨中位移相差最大達(dá)6mm，梁體跨中位移分別為0mm、1mm、7mm、13mm、8mm（從未加載側(cè)向加載側(cè)），變形如圖1所示。由此可以看出，活載作用下引起梁體之間位移不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致梁體橫隔板錯(cuò)位。當(dāng)T梁之間的位移差反射至橋面時(shí)，橋面就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫，長期的荷載作用，會(huì)引起橋面開裂、破損。由于以前未解決梁體之間位移不協(xié)調(diào)問題，所以造成了橋面鋪裝屢修屢壞。

3 加固設(shè)計(jì)

3.1 加固設(shè)計(jì)方案

加固鉸縫、橫隔板和增加橫向預(yù)應(yīng)力，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系。通過加固鉸縫，使得T梁之間由鉸接變?yōu)閯傂赃B接。

（1）將T梁鉸縫兩側(cè)各20cm范圍內(nèi)混凝土鑿除，保留翼緣內(nèi)原有鋼筋，澆筑濕接縫混凝土，將原設(shè)計(jì)主梁間的鉸縫變?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，如圖2所示。

（2） 將T梁橫隔板之間的焊接鋼板拆除，鑿除兩側(cè)各20cm范圍內(nèi)混凝土（與鉸縫兩側(cè)鑿除的混凝土寬度相同），保留橫隔板內(nèi)原有鋼筋，新澆筑混凝土內(nèi)鋼筋與保留鋼筋焊接。將原設(shè)計(jì)橫隔板間的鋼板連接改為剛性連接后，可提高結(jié)構(gòu)橫向剛度，改善結(jié)構(gòu)整體工作性能。

（3）增加橫向預(yù)應(yīng)力，將每孔10片T梁拉緊，增加整體性，如圖5所示。

為了使得鉆孔直徑最小、分散，對主梁損傷最小，同時(shí)橫向力相對比較均勻地施加在主梁上，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)采用小股多束的布置原則，每股鋼束由一根s15.2mm的鋼絞線組成，在T梁2道橫隔板之間，位于梁肋與翼緣板交接處分別增加3束預(yù)應(yīng)力鋼束，每孔梁共設(shè)6束預(yù)應(yīng)力鋼束。

（4）重新澆筑橋面鋪裝。

3.2 加固效果分析

變?yōu)閯傂赃B接后，在與前面相同荷載、相同位置作用下，跨中梁體位移變?yōu)槿鐖D3所示趨勢，各個(gè)梁體跨中位移基本按照直線分布，位移協(xié)調(diào)，不會(huì)出現(xiàn)相鄰梁體之間很大的位移差，加固效果比較明顯。

4 結(jié)論

鋼筋混凝土簡支T梁橋結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，廣泛應(yīng)用于城市橋梁中。在簡支T梁橋梁中，將鉸接改為剛性連接的方式，成功應(yīng)用于多座橋梁中，根本上解決了“單梁受力”的問題。根據(jù)后期的運(yùn)營的結(jié)果表明，該橋橋面鋪裝開裂的問題得到了改善。說明加固鉸縫、增設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力的加固技術(shù)改善了T梁之間的協(xié)同受力，加固效果明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TJ22-2008）.

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）.

[3]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ023—85）.

[4]《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D40-2002）.