體系轉換法在空心板橋梁加固中的應用

唐永利

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，交通量及重載車輛的增加，早年修建的空心板橋梁開始出現不同程度的病害，如板端斜向裂縫、跨中橫向裂縫等，嚴重的已危及正常的交通運營安全，對此及時加固處理，顯得尤為重要和緊迫。本文針對目前空心板出現的典型病害，著重闡述了體系轉換法加固空心板的有效性、可靠性，供類似工程參考借鑒。

關鍵詞：空心板;典型病害;體系轉換;有效;可靠

0 引言

隨著橋梁使用年限的增長，在自然環境、施工質量、交通運營等不利因素的綜合影響下，本就橫向聯結薄弱、承載潛力有限的空心板結構開始大面積出現各種病害，較嚴重的結構性病害一旦出現，短期內會快速發展，選擇科學、合理、可靠的加固方法，及時有效的對空心板病害加固處治，確保橋梁結構及運營安全，已經刻不容緩。

1 空心板典型病害現狀

大量資料顯示，空心板橋梁典型病害主要有：空心板板端腹板出現多條斜向裂縫（見圖1）;跨中出現超限橫向裂縫（見圖2）;板間鉸縫開裂破損，空心板頂板薄、橋面局部出現漏空病害。

2 體系轉換加固法簡介

體系轉換加固法屬于主動加固法。通過改變橋梁結構的受力體系，改善橋梁恒載的內力分配，以及活載的作用效應，進而提高了橋梁整體承載力。對于早年修建的簡支空心板橋梁，采用簡支轉連續的體系轉換法加固，能夠增加全橋剛度，降低跨中彎矩，改善結構受力狀態，同時減少了全橋設置伸縮縫的數量，提高了行車舒適性，避免了原簡支結構墩頂因橋面連續開裂滲漏水病害的產生，提升了上下部結構的耐久性，間接的節約了后期運營期間的養護經費投入，經過大量舊橋加固改造工程的實際驗證，簡支轉連續的體系轉換法加固空心板橋安全、可靠、耐久。

3 體系轉換法應用案例

3.1 工程概況

某空心板橋梁建于1998年11月。全橋共12孔，單孔跨徑20 m，橋梁總長245.04 m，橋面凈寬為11 m，兩側設0.5 m防撞墻;上部結構為鋼筋混凝土帶翼緣空心板，每孔9片板，板高85 cm。橋面鋪裝為13 cm厚25號混凝土，設計荷載：汽車-20級、掛-100。

3.2 主要病害現狀

（1）全橋空心板板端有多條斜向裂縫，裂縫寬度為0.15 mm～0.25 mm，開展高度為30 cm～50 cm。

（2）全橋空心板板底在L/4～3L/4處均有橫橋向裂縫，裂縫寬度為0.15 mm～0.20 mm，多開展為U型裂縫，腹板側面開展高度為10 cm～ 15 cm，裂縫間距為15 cm～25 cm。

（3）全橋空心板跨中撓度均較大（39.0 mm～79.5 mm），已嚴重影響到正常使用。

3.3 加固方案

采用體系轉換法（先簡支后結構連續）加固，全橋12孔分為3聯，4孔為1聯，加固后設計荷載提升至公路-Ⅱ級。

（1）板間橫向連接改為剛性連接，鑿除原鉸縫處舊混凝土，重新澆注濕接縫。

（2）為提高空心板間橫向傳遞能力，提高橫向剛度，在每孔四分點新增2道橫隔梁。

（3）空心板縱橋向連續端墩處澆注墩頂現澆段，張拉墩頂預應力束，變為結構連續體系。

3.4 加固效果

3.4.1 加固前后跨中撓度對比

3.4.2 上部結構自振頻率對比

顯而易見，加固后空心板跨中最大撓度值由10.85 mm下降至6.70 mm，約38.3%，自振頻率提高14.8%，說明采用簡支轉結構連續法加固后，上部結構整體剛度提升明顯，達到了預期的加固效果。

4 結束語

綜上所述，在正確的認識和理解結構受力體系前提下，并結合橋梁現狀病害情況，弄清病害成因后，采用體系轉換法（先簡支后結構連續）對空心板橋梁進行加固處治，能夠獲得理想的加固效果。需要特別說明的是，同一種橋梁結構型式，由于所處自然環境、運營條件不同，以及考慮現狀病害、設計水平、施工質量等多方面因素后，每座橋情況各異，應一橋一議，方能保證加固后橋梁的安全運營。

參考文獻：

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