常見簡支梁橋的維修加固設計

侯 偉, 蔣曉寧, 陳 華

(四川省建筑新技術工程公司，四川成都 610081)

常見簡支梁橋的維修加固設計

侯 偉, 蔣曉寧, 陳 華

(四川省建筑新技術工程公司，四川成都 610081)

鋼筋混凝土簡支梁橋是目前在使用的橋型中最常見、數量最多的橋型。由于超載車輛的通行和日常管理養護不到位，大量簡支梁橋出現裂縫、錯位、滲水等各種病害。文章結合某簡支梁橋的現狀和計算分析，提出適當的維修加固措施，供討論參考。

簡支； 梁橋； 維修； 加固； 設計

鋼筋混凝土簡支梁橋是在混凝土出現后代替圬工橋梁的一種經濟適用的橋型。廣泛應用于各等級公路中、小跨徑橋梁建設中，即便是一些多跨大橋，也僅是橋面采用連續，梁板仍為簡支結構。但隨著經濟快速發展，公路交通量大幅增加，超載車輛日益增多，加之部分管理者“重建輕養”，日常管理養護不到位，造成大量簡支梁橋超出正常承載能力范圍使用，出現裂縫、錯位、滲水等病害，對橋梁正常使用形成安全隱患。本文以一座典型簡支梁橋為例，通過現場調查和專業計算軟件計算分析，在保證安全的前提下，提出經濟合理的維修加固方法，其方法對于橋面連續、梁板簡支的多跨橋梁同樣具有適用性。

1 橋梁概況

某鋼筋混凝土簡支梁橋位于四川省南充市境內，橋梁跨徑組合為1×10 m混凝土空心板，橋梁全長28.65 m，橋面寬度為凈20.0 m+2×0.5 m防撞護欄，原設計荷載為汽車-20級，掛車-100，全橋于2002年竣工。

橋梁上部結構采用10 m跨徑的簡支梁，簡支梁的截面型式采用裝配式箱型板梁，由13片空心板組成，板高0.5 m，板寬1.60 m。下部結構為U型橋臺，明挖擴大基礎。

2 橋梁病害現狀及分析

由于經濟的快速發展，超重車輛日益增多，加之該橋長期運營年久失修，橋梁各部位出現了一定程度的損壞。根據現場實際檢查發現病害主要表現為以下幾個方面：

2.1 上部結構

部分梁板板底存在破損、裂縫，梁板鉸縫脫落脫空病害較多。

出現裂縫的原因既有超載車輛作用的影響，也有施工養護和溫度收縮的影響。空心板鉸縫病害產生的原因為：鉸縫內的混凝土強度偏低，鋼筋直徑較小，若施工時控制不嚴格，使鉸縫部位成為受力薄弱環節。在行車荷載作用下，鉸縫上方的橋面鋪裝層會出現裂縫，同時鉸縫開裂后，其橫向傳力能力減弱，在行車荷載作用下使得空心板單板受力過大，與相鄰空心板之間產生撓度差。空心板鉸縫隙內混凝土與空心板側壁逐漸分離，導致雨水滲入并侵蝕混凝土。隨著病害的加劇，空心板鉸縫內混凝土發生磨損、開裂，甚至整片混凝土發生脫落。

2.2 下部結構

橋臺側墻發現多處裂縫，橋臺前墻砌體有風化剝落、滲水等病害，臺后路面有明顯沉降橋臺處有跳車現象。

橋臺側墻出現的裂縫的原因是受超載車輛影響出現局部不均勻沉降引起。

2.3 橋梁附屬構造

2.3.1 橋面鋪裝及伸縮縫

橋面鋪裝層為水泥混凝土，橋面鋪裝混凝土存在多處裂縫，伸縮縫均存在堵塞現象。

2.3.2 防撞護欄

護欄多處破損，橋臺側墻護欄底部砌塊部分移位外鼓。

附屬構造病害主要是由于橋梁長時間使用管理養護不當造成的。

3 結構計算分析

按規范中所規定的各項容許指標，驗算梁板在車道荷載作用下是否滿足結構承載力要求、材料強度要求和結構的整體剛度要求。縱向計算均按平面桿系理論，采用橋梁專用程序進行計算，計算跨徑取10 m。將計算對象作為平面梁單元畫出結構離散圖；根據橋梁的實際施工過程劃分施工階段；進行荷載組合，求得結構在運營階段時的應力、內力和位移。

3.1 結構離散圖

圖1為梁板的結構離散圖。

圖1 結構離散圖

3.2 承載能力極限狀態抗彎計算

根據計算結果主梁各斷面安全系均大于規范要求的K=1.1，結構的抗彎承載力滿足規范要求(圖2)。

圖2 彎矩計算結果(單位：kN·m)

4 維修加固目標及設計

由于通行該橋的車輛很多，在不斷道施工和滿足原設計荷載條件使用要求下進行維修加固，不按新規范荷載要求進行加載，限重使用，從而消除安全隱患，延長橋梁使用壽命。

通過現場調查和計算分析，原橋承載能力基本滿足原設計荷載要求，梁板和橋臺側墻部位出現的裂縫為局部損傷，不影響整體結構安全，但須加以處理。因此該橋維修加固重點是維修，同時對結構進行適當補強，確定該橋維修加固設計方案如下：

(1)對梁板底部進行全面檢查，對梁板底部的所有表面裂縫進行封閉處理，對深層裂縫進行注漿處理；

(2)對梁板底面采用粘貼碳纖維布的方式進行補強；

(3)修補橋臺側墻豎向裂縫、橋臺側墻外鼓病害及全橋其他混凝土結構表面病害；

(4)重做橋梁防護、防水系統，拆除原橋橋臺側墻上的欄桿，全橋橋面鋪裝，重新澆筑并更換全橋伸縮縫；

(5)對全橋梁板鉸縫采用植筋后重新澆筑的方式進行加固處理；

(6)更換橋頭搭板，解決橋頭跳車的問題；

(7)清理橋臺砌體表面病害雜草并進行封閉處理。

通過以上方法進行維修加固處理，施工工期短，對交通影響小。施工完成后進行限重通行并加強監測。目前，該橋病害得到了有效處理，延長了使用壽命，達到了預期目標。

5 結束語

鋼筋混凝土簡支梁橋常見病害具有一般共性，進行維修加固設計時應針對具體情況確定合理的維修加固目標，通過計算分析選擇經濟安全可靠的維修加固措施，同時，在后期使用中應建立長效機制，加強養護，建卡管理，從而延長橋梁壽命，最大限度發揮橋梁的經濟和社會效益。

[1] JTG/T J22—2008 公路橋梁加固設計規范[S].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 蒙云,盧波. 橋梁加固與改造[M].北京:人民交通出版社，2011.

[3] 張樹人.橋梁病害診斷與加固設計[M].北京:人民交通出版社，2013.

[定稿日期]2017-07-04

侯偉(1981～)，男，本科，工程師，主要從事建筑結構檢測、鑒定、加固等工作。

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