寧夏新矮T梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

（寧夏公路勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750001）

一、多種面梁的對比

目前，中、小跨徑裝配式梁橋常用的結(jié)構(gòu)為I形組合截面梁、箱形截面梁無翼緣、圓形空心截面梁和T形截面梁。

混凝土I形截面組合梁因其穩(wěn)定性差，目前應(yīng)用較少；鋼板I形組合梁由于方便輕捷、應(yīng)用靈活，受到設(shè)計和施工青睞，在眾多工程中被大量推廣應(yīng)用，然而造價相對混凝土梁高，部分地區(qū)應(yīng)用有難度。

在公路橋梁結(jié)構(gòu)中，由于圓形空心截面梁具有工廠化預(yù)制，標(biāo)準(zhǔn)化施工，結(jié)構(gòu)高度小，可降低路基高度，節(jié)省工程造價等優(yōu)勢，因此在10米至20米跨徑的中小跨徑橋梁中，圓形空心截面梁結(jié)構(gòu)的使用尤為廣泛。但圓形空心截面梁結(jié)構(gòu)在越來越嚴(yán)峻的交通環(huán)境下，產(chǎn)生了大量不同程度的病害，例如鉸縫混凝土與梁板的結(jié)合面首先發(fā)生裂縫，各梁板之間橫向聯(lián)系減弱，在車輛荷載反復(fù)作用下，鉸縫被破壞發(fā)生單向板受力現(xiàn)象，導(dǎo)致空心板出現(xiàn)裂縫甚至破損，影響空心板橋梁的安全性和耐久性。

此外，無圓形空心截面梁預(yù)制過程中往往采用充氣橡膠芯膜成孔技術(shù)，空心板挖空率較低，自重大，不易保證頂板、底板和鋼筋保護(hù)層厚度，而結(jié)構(gòu)高度小也導(dǎo)致截面有效高度較小，降低了結(jié)構(gòu)的抗彎剛度。因此，在超限超載現(xiàn)象較為嚴(yán)重的省份，空心板橋梁的各類病害問題尤為突出。

針對中小跨徑的圓形空心截面梁橋梁數(shù)量巨大，且病害問題嚴(yán)重，各設(shè)計單位均采取了一定的措施，來改善無圓形空心截面梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，減少病害，但仍無法從根本上避免無圓形空心截面梁結(jié)構(gòu)的病害。在運營的無圓形空心截面梁橋梁中，各類病害問題日漸突出，甚至已經(jīng)影響到橋梁結(jié)構(gòu)本身，影響到橋梁的日常運營，并且常規(guī)的維修、養(yǎng)護(hù)已經(jīng)滿足不了要求。

預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面梁和T形截面梁跨徑相對較大，制造技術(shù)成熟，可用于連續(xù)體系橋梁，適用于各種引橋，多聯(lián)橋直線橋和曲線橋的設(shè)計與施工，安裝重量相對較大。預(yù)應(yīng)力混凝土T形截面梁具有對彎、坡、斜橋較強(qiáng)的適應(yīng)能力，施工工序簡潔，后期養(yǎng)護(hù)和檢修方便等優(yōu)點。因此，在具有病害的空心板橋梁的更換選擇方面，可以優(yōu)先使用T形截面。但考慮到空心板梁建筑高度較低，在選擇T形截面梁的時候，須降低截面高度，嘗試一種截面高度較低的新型T形截面梁，稱之為“矮T梁”。

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土新矮T梁與圓形空心截面梁比較（單孔半幅）

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土新矮T梁與圓形空心截面梁比較（單孔半幅）

相關(guān)單位通過詳細(xì)調(diào)研并分析寧夏的自然環(huán)境、交通狀況、橋梁類型和病害情況等，并結(jié)合空心板結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，基于空心板結(jié)構(gòu)難以克服的病害，提出裝配式預(yù)應(yīng)力矮T梁的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合其他地區(qū)矮T梁的應(yīng)用情況，為寧夏地區(qū)病害較為嚴(yán)重的空心板結(jié)構(gòu)橋梁的維修更換提供充分的調(diào)研依據(jù)。

二、新矮T梁設(shè)計特點

新矮T梁，是在普通T梁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是在工程中應(yīng)用廣泛的預(yù)應(yīng)力混凝土T梁結(jié)構(gòu)，具有成熟的建設(shè)和管理經(jīng)驗。在工廠預(yù)制中，預(yù)制工作較為簡單，施工方法也較為熟悉和簡單，并且單片預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的吊裝重量較輕，施工方便，工藝成熟，受力明確，耐久性能好，后期管養(yǎng)便捷。并且，新矮T梁的翼緣板寬度可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得T梁對曲線布置也具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

在寧夏的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，空心板結(jié)構(gòu)在運營3年至5年之后，或多或少都存在一定的病害，而T梁結(jié)構(gòu)使用性能基本完好，甚至數(shù)座運營已經(jīng)30年的T梁橋梁仍具有很好的使用性能，這足以看出預(yù)應(yīng)力混凝土T梁優(yōu)異的耐久性和運營能力。

圖1 上部橫斷面布置及主梁斷面圖

圖2 新矮T梁橋整體特點

圖3 寧夏某地新矮T梁工程應(yīng)用實例

寧夏某地單幅12.75米的高速公路橫向采用9片梁設(shè)計方案；梁高1米，通過一定的施工措施可用于現(xiàn)有無翼緣圓形空心截面梁進(jìn)行更換；兩種寬度（11米和12.75米）的T梁預(yù)制部分采用相同的結(jié)構(gòu)形式，便于工業(yè)化生產(chǎn)，方便推廣應(yīng)用。

三、新矮T梁應(yīng)用特點

對預(yù)應(yīng)力混凝土新矮T梁與混凝土圓形空心截面梁按單孔半幅的工程量進(jìn)行詳細(xì)對比，其中包括混凝土用量、鋼筋用量、施工難易程度、安全性和耐久性，以及后期養(yǎng)護(hù)難度等方面，發(fā)現(xiàn)新矮T梁具有鮮明的優(yōu)勢。

預(yù)應(yīng)力混凝土新矮T梁與混凝土圓形空心截面梁比較結(jié)果表明，采用矮T梁的上部結(jié)構(gòu)形式，大大方便了施工，縮短了施工的工期，從上部材料使用方面，矮T梁混凝土用量減少3.9立方米，鋼筋用量增加2.3噸，僅從上部工程造價來看要相對稍高一些，但考慮矮T梁上部重量相對較小，從而下部結(jié)構(gòu)會偏低一些，致使總體造價基本接近，從施工、耐久及其檢修養(yǎng)護(hù)方面都具有明顯的優(yōu)勢。

參考寧夏重載交通日漸增多的情況，更換現(xiàn)有病害橋梁的修復(fù)或者橋面板，需要更加重視維修后結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和承載能力等，因此采用新矮T梁的結(jié)構(gòu)形式更換現(xiàn)有病害嚴(yán)重的圓形空心截面梁，具有很好的優(yōu)勢及應(yīng)用前景。