空心板橋鉸縫加固前后的荷載試驗對比驗證

楊麗麗 李忠華

（河南省交通科學技術研究院有限公司，河南 鄭州 45500000066）

目前，空心板橋經常會出現如下典型病害：橋面鉸縫位置出現大量縱向裂縫這是由于橋梁整體橫向聯系較差、再加上重載交通量大造成的，特別是對于早期修建的小企口縫橋梁該病害尤為明顯。這就需要對出現該類病害的橋梁進行加固［1］。本文將針對空心板橋梁，運用梁格法建立有限元模型，用荷載試驗實測數據對其加固前后的撓度值及其撓度橫向分布進行對比驗證，對綜合加固方法的效果進行評價。

1 工程實例

1.1 橋梁概況

某20m裝配式后張法部分預應力混凝土空心板橋，計算跨徑為19.96m，橫斷面由18塊空心板組成。空心板采用C50混凝土，預應力筋為Φ15.24鋼絞線。橋板上現澆C50抗裂增強纖維混凝土10cm，上涂FYT—1改進型防水層，橋面為厚度為4cm的瀝青混凝土且設2%的橫坡，橋面橫坡由墊石高度及鋪裝層厚度共同調整。加固前經現場檢查發現：該橋橋面鉸縫位置出現大量縱向裂縫，鉸縫下部滲水析堿嚴重，個別梁底出現錯臺現象，橫向聯系作用明顯降低［2］。

1.2 加固方案

針對橋梁現狀病害，為了加強橋梁上部結構的整體性，加強協同受力，對空心板鉸縫進行綜合加固（加固示意圖見圖2），加固設計方案為：①在鉸縫兩側空心板植筋并對焊，植筋間距為10cm；②在空心板頂部和底部敷設鋼板條，然后對拉M16高強螺桿；③采用水泥基灌漿料對鉸縫進行灌縫，灌縫前應用聚氨酯發泡劑從板底對鉸縫進行封閉。

2 荷載試驗概況

本次荷載試驗選取汽車作為試驗荷載。該橋加載的控制荷載等級依照公路—I級的效應確定；同時為保證試驗的有效性，經過計算確定，本次試驗共需要4輛35t載重汽車；試驗前對每輛車都過了磅，記錄下各輛車的實際軸重、總重、輪間距和軸間距，并對模型進行適當修正［3］。

本次試驗采用等效荷載的原則布載，布載情況見圖3所示。

圖1 加載車輛布置圖（單位：cm）

3 結果對比分析

3.1 撓度對比分析

為了解加固前后橋梁實際受力情況，加固前后分別進行了荷載試驗，對加固前后荷載試驗的實測跨中撓度值進行對比分析。荷載試驗各梁跨中撓度實測值及理論計算值見表1。

由表1、圖4可以看出，加固前部分荷載試驗作用下的跨中撓度實測值較理論計算值要大，校驗系數在0.09～0.84范圍內，差別較大；加固后荷載試驗作用下的跨中撓度實測值都小于理論計算值，校驗系數在0.38～0.42范圍內，差別較小，在趨勢上與理論值基本一致。

表1 荷載試驗各梁板跨中撓度實測值及理論計算值

圖2 試驗荷載作用下撓度實測及理論值

表2 實測及理論的跨中撓度橫向分布影響線豎標值

圖3 試驗荷載作用下跨中撓度橫向分布影響線

由表2、圖5可以看出，加固前跨中撓度橫向分布影響線最小為0.009，最大為0.156，差別較大；加固后跨中撓度橫向分布影響線最小為0.040，最大為0.076，差別較小；加固后實測跨中撓度橫向分布影響線與理論計算的跨中撓度橫向分布影響線更為一致，這就驗證該空心板橋加固方法的合理有效性［4］。

4 結語

目前，空心板橋經常會出現橋梁整體橫向聯系較差的病害，這就需要對出現該類病害的橋梁進行加固。本文以某預應力空心板橋為例，采用梁格法建立有限元模型，用荷載試驗實測數據對其加固前后的撓度值及其撓度橫向分布進行對比驗證。結果表明，加固后實測結果在趨勢上與理論計算值基本一致，驗證了該空心板橋加固方法的合理有效性。本文一方面驗證空心板橋鉸縫綜合加固方法的可行性，另一方面可為同類橋梁的加固提供參考依據。

［1］范立礎.橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］E.C.漢勃利.橋梁梁上部構造性能［M］.北京：人民交通出版社，1982.

［3］賀拴海.橋梁結構理論與計算方法［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［4］JTG D60-2004.公路橋涵設計通用規范［S］.