大跨徑連續剛構橋梁采用體外預應力技術加固后的管理及養護技術探討

譚家兵重慶市江津區橋梁管理所

大跨徑連續剛構橋梁采用體外預應力技術加固后的管理及養護技術探討

譚家兵
重慶市江津區橋梁管理所

本文從大跨徑連續剛構橋梁發展現狀出發，結合工程實際，對體外預應力加固設計及施工過程進行了簡要敘述，并對其加固后的管理及養護技術進行了探討，以供同仁參考。

大跨徑；連續剛構橋梁；體外預應力

1 大跨徑連續剛構橋梁發展現狀

現今，高強預應力鋼材、高強混凝土、大噸位張拉錨固體系等都已運用到實際的橋梁施工當中，對橋梁工程在質量以及效率上都有很大的幫助；再加上施工設計手段的計算機化以及施工水準的提升，使得我國大跨度連續剛構橋獲得了極大的發展。但隨著近些年橋梁運營年限的不斷上升，相關的問題也不斷增加。

2 江津長江公路大橋概況及病害概述

江津長江公路大橋建于1997年12月。主橋為（140+240+ 140）m預應力混凝土連續剛構，德感側引橋（徳感側引橋）為14× 50m簡支T梁橋，江津側引橋（江津側引橋）為4×22.5m連續板橋。主橋橋梁凈寬21.5m(行車道4×3.75m，中間分隔帶1.5m，人行道寬2×2.0m，隔離墩2×0.5m)；設計荷載：汽-超20級，掛-120、人群-3.5KN/m2；主橋箱梁為三向預應力結構，采用單箱單室截面，頂板寬22m，底板寬11.5m，箱梁頂板設置1.5%的雙向橫坡。箱梁跨中及邊跨支架現澆段梁高（橋梁中心線處）4.0m，箱梁根部及0號梁段梁高（橋梁中心線處）13.5m。主橋主墩采用雙薄壁墩身，群樁基礎。引橋橋墩均采用柱式墩，樁基礎，橋臺采用重力式橋臺。

在之前的檢測工作中，相關的工作人員發現該大橋出現了主橋主跨跨中下撓，箱梁頂、底板開裂等病害。在這個過程中，主橋主跨跨中較設計值下撓量達到31.7cm，并仍然在持續發展；主跨跨中段箱梁底板底面裂縫橫向貫通底板，箱梁頂板底面縱向裂縫較多，上、下游腹板與底板交界處均發現3mm寬縱向裂縫，80～160m范圍內上、下游腹板斜裂縫共32條，裂縫寬度均超過規范限值等病害。江津側引橋上部連續空心板開裂嚴重，底板縱橫向裂縫及腹板斜裂縫大量分布，裂縫寬度超限，最大裂縫寬度4mm，混凝土風化、剝落、鋼筋銹蝕外露；徳感側引橋上部結構未發現危害結構安全的病害，預制T梁及濕接縫施工質量較差。

3 體外預應力加固設計及施工過程簡述

采用體外預應力技術加固大跨徑橋梁是一個較為復雜的過程，本文重點對其加固設計環節展開了分析。

（1）加固設計前的荷載試驗

在橋梁進行加固前，需要對其進行荷載試驗，以此確定橋梁是否需要進行加固設計。而相對于一般的橋梁而言，大跨徑連續剛構橋需要花費更多的精力，甚至會對社會造成或大或小的影響，所以確定橋梁是否有加固的必要也是十分重要的一項工作。在確定加固的必要性之后，在對橋梁進行加固設計時要清楚的了解橋梁的問題所在，以及出現這些問題的原因，這樣才能準確掌握使用體外預應力加固時應當增加的預應力的大小以及范圍。而這些相關的數據資料只有在對橋梁進行荷載試驗后方可得知。

（2）體外預應力的加固設計

選用采用體外預應力加固大跨徑連續剛構橋，主要是為了借由外在附加的體外預應力改變橋梁結構的受力性能，進而使橋梁所存在的一些問題得到改善或解決。在實際進行加固設計時，不管是線型的選取，束界的確定，還是鋼束的彎起角度都需要根據橋梁所存在問題的具體情況進行分析和確定。但單單確定科學合理的體外預應力鋼束還不夠，還應當對某些細小的問題設計相應的解決方案。這就包括錨固點的位置、轉向裝置的選擇、張拉控制應力的確定等一些十分細致的問題。

（3）加固施工過程中的監測

由于體外預應力技術屬于主動加固補強技術，所以在其加固設計過程中，為避免因為預應力過大而出現操作失當的情況，需要進行一定的監測工作，并且安排對應的監測人員開展工作。

（4）加固后的荷載試驗

除此之前，應對采用體外預應力加固的大跨徑剛構橋開展加固后的荷載試驗，這樣做的目的是為了觀察橋梁的加固狀況。使用荷載試驗的方式進行檢驗時，需要檢驗橋梁的承載力和剛度。

4 體外預應力加固施工結束后的管理及養護工作內容

在完成加固工作后，為確保橋梁的正常運行，需要安排專人對橋梁進行管理。在本文所研究的案例中，江津長江公路大橋主要采用的措施為定期檢測。另外，相關部門還實施了健康監控雙管齊下的管理措施，并且采取了對應的日常養護措施。為使橋梁的安全得到進一步的保障，可以通過安裝橋梁健康監控系統的方式，對橋梁的健康狀況進行檢查。這樣有利于及時把握橋梁的健康狀況，以便在橋梁出現病害時及時補救。在江津長江公路大橋中，其加固設計采用的是成套的健康監測系統，這主要包括撓度監測系統、裂縫監測系統、應變監測系統、體外預應力索索力監測系統、溫濕度監測系統及相應配套系統。

5 各階段健康監測及定期檢測結論及建議

相關健康監測各監測參數表明：

（1）撓度監測

本階段撓度變化相對平穩，跨中撓度實際監測數據最大變化值在3.6cm范圍以內，主跨1/4側撓度最大變化值在0.7cm范圍以內。在經過全面分析后，我們得出一個結論長江大橋主橋監測期間的撓度變化沒有超出規定范圍。

（2）應變監測

從應變數據分析以可以看出，在這個階段，許多數測點的變化總體是比較穩定的。在分析車輛沖擊效應及溫度變化之后，可以認為長江大橋主橋監測期間的應變變化總體正常。然而，據調查發現，實際的變化情況比監測結果大。

除此之外，對江津長江公路大橋，我們還進行了裂縫監測以及索力監測，所有的監測數據表面，索力監測數據以及裂縫監測數據均未超限。但在橋梁的管理和養護工作中，需要重點注意某些部位的檢查。受伸縮縫施工導致的橋面交通管制等因素的影響，該大橋主梁監測斷面應變變化及索力監測變化幅度較上期明顯，一定程度上說明荷載集中于一幅橋面對橋梁受力較不利。

6 結語

在投入使用后的幾年內，江津長江公路大橋出現了一些病害，在應用體外預應力技術的過程中，橋梁的承載能力得到了一定的提高，使得其運營安全得到了有力保障。在完成加固施工工作后，大橋經過有效的管理及采取一定的養護措施，使得橋梁保持著較好的運行狀態，此橋的案例可以為類似的橋梁管理及養護工作提供參考。

[1]賈備.舊橋檢測加固實例分析[J].科技創新導報.2013(04）

[2]王艷,劉長喜.平涼火車站涇河大橋維修加固方案探討[J].黑龍江交通科技.2012(10）