淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁的粘鋼加固

勵(lì)東東 郝興東

長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院（71006 4）

0 引言

先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁因具有較大的截面抗扭強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及在造價(jià)、施工速度等方面的優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的應(yīng)用。由于設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等方面的問(wèn)題，許多在役橋梁出現(xiàn)了許多病害,有些嚴(yán)重的病害已經(jīng)危及橋梁的使用，亟需加固。

某橋上部為30 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，七孔一聯(lián)，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重病害，底板和腹板有許多開(kāi)裂現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)該橋全面檢查和具有代表性孔的荷載試驗(yàn)，確認(rèn)該橋存在嚴(yán)重病害，部分橋孔已危及行車(chē)安全，需要立即對(duì)該橋采取加固措施以確保行車(chē)的安全。

1 工程概況

某橋上部為30 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，七孔一聯(lián)。橋梁?jiǎn)畏鶚蛎嬗?片預(yù)制小箱梁組成，梁高1.5 m，中梁寬2.4 m，邊梁寬3.3 m，中梁與邊梁采用后澆濕接縫連接，其橫截面布置見(jiàn)圖1。

經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng)使用,該橋出現(xiàn)了許多病害,主要表現(xiàn)為:多發(fā)生在跨中的箱梁底板橫向裂縫；多發(fā)生在箱梁的L/4和3L/4附近箱梁腹板較多的斜裂縫和多發(fā)生在跨中附近的豎向裂縫，且各聯(lián)邊跨及次邊跨較嚴(yán)重。再次檢測(cè)時(shí)還發(fā)現(xiàn)：箱梁腹板部分裂縫有變寬、加重的跡象；重車(chē)通過(guò)時(shí)，腹板斜縫有擴(kuò)展跡象。

2 加固方案

橋梁加固應(yīng)依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)，在認(rèn)真對(duì)橋梁進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)、試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合理論計(jì)算，分析出橋梁病害的成因，并據(jù)此選擇切實(shí)可行的加固技術(shù)，所選加固技術(shù)應(yīng)能切實(shí)解決橋梁存在的各類(lèi)病害，恢復(fù)橋梁承載能力，并且要從技術(shù)、造價(jià)、工期、交通管制等多方面進(jìn)行比較論證。

本橋腹板加固采用粘貼8 mm厚Q235鋼板（距支點(diǎn) 2 m～3L/8和 5L/8～距支點(diǎn)2 m范圍），3L/8～5L/8粘貼2層碳纖維布加固。

本橋底板加固主要采用粘貼3條30 cm寬8 mm的厚鋼板進(jìn)行加固，粘貼范圍為L(zhǎng)/4～3L/4。

3 粘鋼加固分析

粘鋼加固法，是指用結(jié)構(gòu)膠黏劑粘貼鋼板（型鋼）以提高構(gòu)建承載力的方法[1]。它是通過(guò)膠的粘結(jié)強(qiáng)度，將荷載傳遞到鋼板上，使鋼板與混凝土共同工作以提高構(gòu)件承載力的一種加固方法。由于粘貼鋼板的工作可以在不影響橋梁使用的正常情況下進(jìn)行并且被粘貼鋼板一般只有數(shù)毫米厚,而對(duì)橋下凈空影響很小,故被稱(chēng)為優(yōu)點(diǎn)很多的加固技術(shù)[2]。

3.1 粘鋼加固施工

3.1.1 材料選用

1）鋼板制作

①鋼板切割邊緣表面應(yīng)光滑，無(wú)咬口、毛刺及翹曲等缺陷，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行除銹、清洗，然后刷漿粘貼。鋼板易在施工、搬運(yùn)過(guò)程中造成變形翹曲，再施工、搬運(yùn)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防止變形的措施。

②為增加表面極性,改善鋼板的黏附能力，對(duì)粘貼面進(jìn)行除銹和粗糙處理。

③按錨栓設(shè)計(jì)位置對(duì)鋼板進(jìn)行鉆孔。

2）膠黏劑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)和耐久性能。其質(zhì)量符合現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

3.1.2 施工流程

1）向梁體植入螺栓；2）鋼板的安裝與錨固；3）加固所用的鋼板應(yīng)按要求進(jìn)行防腐處理，鋼板外漏部分涂刷二遍鐵紅色酚醛防銹漆，外涂二遍灰色面漆。

3.2 粘鋼加固分析

計(jì)算采用橋梁結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算綜合程序Doctor Bridge，結(jié)構(gòu)離散模型見(jiàn)圖2。經(jīng)過(guò)計(jì)算:中梁各正截面抗彎強(qiáng)度大于彎矩組合設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范要求；邊梁正截面抗彎強(qiáng)度與彎矩組合設(shè)計(jì)值的比值在0.99～1.05之間，基本滿足規(guī)范要求。對(duì)應(yīng)腹板病害情況，加固后中梁、邊梁各斜截面抗剪均大于剪力組合設(shè)計(jì)值，滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程小箱梁底板和腹板的加固工作已經(jīng)完成。加固完成后對(duì)橋梁進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，表明加固后橋梁病害得到了有效控制，橋梁整體剛度有較大提高，加固后橋梁承載能力有所增加，橋梁加固效果達(dá)到了加固設(shè)計(jì)預(yù)期的要求。但是，在長(zhǎng)期動(dòng)荷載的作用下橋梁混凝土與鋼板的結(jié)合會(huì)產(chǎn)生什么影響,還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。

[1]JTG/T J22-2008,公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2008.

[2]葉見(jiàn)曙,謝娟.粘貼鋼板加固預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計(jì)方法[S].華東公路,1994(86):27～31.