體外預應力鋼棒加固T梁橫隔板應用技術

秦雪花　馬永存　胡俊坡　李龍　王永全　張國濤

隨著運營時間的延伸和運營車輛的發展，裝配式T梁橫隔板開裂已經逐漸成為T梁橋的常見病害之一。本文結合天津市津圍公路九王莊大橋T梁橫隔板二次加固維修方案采用體外預應力鋼棒橫向聯接加固，并監控測定了加固前后梁體關鍵指標，監控數據反應出該加固方法恢復橫向聯系效果良好，供同類工程參考。

普通鋼筋混凝土簡支T梁發展現狀

我國公路大量橋梁上部結構采用裝配式普通鋼筋混凝土簡支T梁，由于施工質量不良，隨著運營時間的延伸和運營車輛的發展，養護部門在檢查中發現T粱橫隔板普遍存在開裂的現象，部分橫隔板開裂較為嚴重。橫隔板開裂造成T粱橫向聯結能力的減弱或者喪失，裂縫的存在和開展使得侵蝕破壞作用逐步升級，循環往復從而造成單粱受力直至造成粱體破壞。因此，如何防止橫隔板的早期破壞，限制其裂縫的進一步開展具有重要的意義。

目前對舊公路普通鋼筋混凝土簡支T梁進行加固改造時，加固方法很多，包括加粘貼碳纖維布、錨貼鋼板、加大截面的加固法或增設其他鋼梁形成組合粱的一種加固法等橋梁加固技術，而這些方法往往存在施工繁瑣、造價較高、效果不明顯等缺點。為解決現有技術中的不足，針對天津市津圍公路九王莊大橋T梁橫隔板二次加固維修特采用體外預應力鋼棒橫向聯接加固體系。

體外預應力鋼棒加固技術

九王莊大橋位于津圍線K84+190處，橋梁分為左、右兩幅，本次加固對象為右幅橋。右幅橋建于1989年，橋梁全長109.16m，跨徑布置為21.58m+3×21.6m+21.58m；橋寬11.5m，橫向斷面布置為lm（人行道）+9.96m（車行道）+0.5m（防撞護欄）。右幅橋于2008年對T梁橫隔板、濕接縫進行了重做，并重做了全橋橋面鋪裝及橋頭搭板。維修時，將T梁翼緣板、橫隔板鉸接統一改為剛接。于2014年對該橋進行了問題統計，發現該橋共有28塊橫隔板混凝土濕接縫出現開裂及局部破損、露筋現象。其中橫隔板斜裂縫的最大縫寬為0.82ram，斜裂縫長約0.5～0.8m，裂縫深度約200mm，基本貫通橫隔粱全寬。

針對以上問題，發現原有加固方法加固效果不明顯，理想情況下，只是起到了限制橫隔板繼續開裂，避免了裂縫的繼續擴展，而無法恢復原設計中的橫向聯系。

維修加固方案

本次維修加固期望通過對橫隔板的維修加固處理，提高橫向剛度，加強橫向聯系，改善橋梁共同受力的性能，以確保結構安全。對津圍公路九王莊橋右幅橋T粱破損橫隔板采用橫向施加體外預應力進行加固，本次加固不改變原設計荷載等級，僅對橫隔板施加預應力，滿足橫隔板在活載作用下不出現拉應力。同時在保證維修質量的前提下，縮短橋梁維修工期，降低工程投資。

加固工藝

工藝流程。粱體鉆孔-穿入鋼棒-安裝錨具-張拉-封邊填縫-防腐處理

施工工藝。在橫隔板兩側對稱位置鉆孔，參照加固設計圖紙并輔以鋼筋探測儀探明主筋位置，做好標記以便打孔時避開主筋，同時采用水準儀定孔位，確保每片主粱腹板處同一鋼筋孔位對應。

預應力鋼棒孔為φ30mm，金剛石空心鉆磨削；穿入具有防腐防紫外線的專用預應力鋼棒貫穿整個橋梁橫向，將錨墊板穿入鋼棒。并采用配套錨固安裝固定在T粱邊梁肋板外側；預應力鋼棒用張拉千斤頂張拉，張拉力為134kN；張拉完成后，所有鉆孔與鋼棒間隙采用改性環氧修補砂漿封孔，并對兩端錨固進行防腐處理。

加固效果

預制T粱的橫隔板構造和內力分析已十分成熟，大部分中小跨度預制T梁的橫隔板連接構造也采用標準化設計。對津圍公路九王莊右幅橋T粱橫隔板加固前后裂縫及應變進行了理論分析及實際檢測，并組織進行了橫隔板加固前后荷載作用下撓度、應力及裂縫的變化情況。

橫隔板加固施工監控結果。選取一個加固單元，檢測加固前后橫隔板前后裂縫及應變的變化。

橫隔板裂縫檢測測點

按圖1對12支預應力鋼棒進行編號，同時檢測加固前后裂縫的變化。選取第三孔跨中3-4-3橫隔板（“3-4-3橫隔板”表示3#梁、甜粱間3#橫隔板）一道裂縫，在加固前后觀測裂縫開展情況，如圖2所示。

應變檢測測點

橫隔板加固前后靜荷載試驗結果

選取橫隔板加固施工監控相同位置為靜荷載試驗檢測點，檢測在試驗荷載作用下控制斷面的撓度、應力以及有無新增裂縫以及既有裂縫開展情況，試驗控制斷面見圖4。

試驗采用1輛4軸車進行加載，標準重量為458kN（軸重為20kN，98kN，160kN，168kN）的汽車。

橫隔板加固前后靜荷載試驗檢測結果

綜上所述：通過對主粱跨中橫隔板施工監控數據及橫隔板加固前后靜荷載試驗數據對橫隔板裂縫變化、加固前后橫隔板裂縫的變化及實測應變及理論應變的對比數據，可以明顯看出通過采用體外橫向預應力對橫隔板加固處理后粱體的橫向聯系狀態較加固前得到了很大程度的提高，梁體協同受力狀態得到改善，能較好的解決橫隔板病害問題。但目前粱體間的實際橫向聯系仍較設計（理論）狀態偏弱，這一方面是理論模型和實際連接狀態的差異所致；另一方面粱體間翼板連接狀態及橋面橫向聯系本次分析未作考慮。

通過對津圍公路九王莊右幅橋橫隔板的加固方法的監控數據分析表明：對于橫隔板開裂導致橋梁承載能力降低的裝配式T梁這種常見病害，采用體外橫向預應力鋼棒加固橫隔板恢復橫向聯系是可行的，也是有效的，本加固方法不但可以限制橫隔板裂縫的延展，同時也可減小裂縫的大小，甚至達到了橫隔板裂縫閉合的效果，同時本方法所涉及的體外預應力加固產品自身具有防腐蝕，防紫外線的功能，無需擔心體外預應力體系因外露被腐蝕的風險。本加固方法可供同類工程參考。

（作者單位：衡橡科技股份有限公司）endprint