橋梁維修加固前后受力情況對比分析

徐金標

臨海市公路管理局，浙江臺州 318000

近幾年我們公路橋梁維修加固行業獲得了快速發展，橋梁加固新材料，新工藝不斷涌現。但是對于橋梁維修加固的成效，加固后的橋梁技術狀況卻鮮有人去關注、分析、評定。從而在維修加固措施的選擇上，往往停留在經驗之上，缺少科學的數據支撐。為此本文以目前我局管養轄區內公路橋梁維修加固常見措施為例，對加固前后橋梁各工況受力情況進行對比分析。

1 橋梁維修加固典型案例分析

下面以松山大橋為例進行案例分析。松山大橋中心樁號為G104京福線左線K1703+900.5，橋梁全長199m，橋跨布置為15×13m，跨徑總長195m，單幅單向二車道；橋梁全寬12.0m，橋寬布置為0.5m（防撞護欄） +11.0m（行車道） +0.5m（防撞護欄） 。橋梁上部結構形式為空心板梁；下部結構采用樁柱式墩臺、鉆孔灌注樁基礎；橋面鋪裝為水泥混凝土，兩側護欄采用鋼筋混凝土防撞護欄。

1.1 松山大橋維修加固措施

松山大橋于1998年建成通車，經過多年的運營，橋梁已經出現比較多的病害。我局對該橋進行了維修加固，以確保車輛行駛的安全暢通。維修加固措施主要包括：對全橋墩臺蓋梁銹脹、露筋進行除銹，重新修復保護層；對蓋梁的裂縫進行修補，若裂縫寬度大于0.15mm，進行灌縫處理，并采用粘貼鋼板和型鋼對蓋梁進行加固，改善受力；對全橋空心板采用粘貼碳纖維加固處理，抵抗彎矩；對脫空的支座進行墊塞處理；更換全橋橋面鋪裝、橋面連續、伸縮縫，加強橋梁橫向連接；同時對護欄缺失、缺陷等影響橋梁整體美觀的構件進行修復，清理排水孔，加強養護。

1.2 松山大橋維修加固前后受力情況對比

為更加準確、系統地了解橋梁維修加固后各構件的受力情況，以及為橋梁維修加固方案的合理性和有效性提供科學的理論依據。我們在維修加固前后均對松山大橋進行了荷載試驗。

橋梁荷載試驗包括靜載試驗和動載試驗，其中，動載試驗包括：模態試驗、跑車試驗、剎車試驗。但由于在加固前沒有進行動載試驗，所以在動載方面缺乏可比性，這里僅對靜載試驗作受力對比。

通過靜載試驗，可以測定橋梁結構的靜應變、靜撓度，以便確定橋梁的真實受力狀態、使用性能。以此檢驗結構的實際工作性能、安全度，并對橋梁的實際承載力和實際剛度做出可靠評價。靜載試驗采用兩輛雙后軸自卸車， 加載總重700kN。

靜載試驗按縱橋向最不利位置布載；相應的橫橋向設三種工況（中載、左偏載和右偏載） ：

工況1：中載作用下跨中截面最大正彎矩和撓度；

工況2：左偏載作用下跨中截面最大正彎矩和撓度；

工況3：右偏載作用下跨中截面最大正彎矩和撓度。

下面通過橋梁維修加固前后，主梁的控制斷面處應變測點以及撓度測點的實測值，與有關荷載試驗理論計算所得的理論值進行比較。結果如圖1～4。

圖1 工況1中載時應變對比圖

圖2 工況1中載時撓度對比圖

圖3 工況2、工況3左右偏載時應變對比圖

圖4 工況2、工況3左右偏載時撓度對比圖

從以上圖表中可以看出，在橋梁加固前，各工況加載時，在試驗荷載作用下跨中出現比較大的應變，個別測點的實測值大于理論值。結構各測點的應變實測值和撓度實測值離散性較大，與理論值之間無明顯的協調變化規律。表明該橋存在一定的單板受力情況，實際承載能力不能滿足設計荷載的要求。

橋梁維修加固以后，結構各測點在各工況下的應變及撓度實測值均小于理論值，而且結構各測點應變及撓度的實測值與理論值之間的協調變化規律明顯，表明該橋已不存在一定的單板受力情況，而且結構橫向聯系狀況良好。

2 結語

本文針對橋梁維修加固前后的受力情況進行了重點分析，以驗證目前典型的橋梁維修加固方案的可行性和有效性，為橋梁加固提供了可靠的理論依據。案例中的松山大橋采用了多種加固措施，包括粘貼鋼板、粘貼碳纖維、更換橋面系等。在多種措施共同作用下，方案的有效性得到了充分驗證。但單一措施的有效性以及哪一種措施更有效還仍是一個疑問，所以在今年的工作中，還需更深入更細致的逐一進行探究。

[1] JTG/T J21—2011, 公路橋梁承載能力檢測評定規程[S].

[2] JTG/T H21—2011, 公路橋梁技術狀況評定標準[S].