德勝大橋T型剛構加固工藝及加固后監控成果分析

0 引言

佛山市順德區德勝大橋橋梁全長2401m，跨徑組合：（31×30+35）m預應力砼T梁+（45.5+2×70.5+45.5）m的T型剛構+（20×30+35）m預應力砼T梁+（83+128+83）m預應力砼連續箱梁+（35+8×30）m預應力砼T梁。橋梁設計荷載為公路-I級。主航道主橋（83+128+83）m預應力混凝土連續箱梁，上部結構混凝土為C50，橋寬為25m，橋面鋪裝采用瀝青混凝土，橋墩采用板式橋墩和柱式橋墩。

1 橋梁病害狀況

橋面點檢測東線橋（左幅）外側、內側主跨跨中分別下撓18.79㎝、13.53㎝，西線橋（右幅）外側、內側主跨跨中分別下撓23.42㎝、22.17㎝，東線橋（左幅）梁底點主跨跨中下撓值為15.61㎝，西線橋（右幅）主跨跨中下撓22.34㎝，最大下撓值22.34㎝，位于西線橋（右幅）主跨跨中梁底。

2 橋梁加固工藝

2.1 體外預應力加固

左、右幅橋的邊跨設置4束體外索通道，張拉4束，通過設置轉向塊，錨固在墩頂橫隔板現澆的錨固塊上，橋梁錨固端位置為邊墩A型錨固塊，張拉端位置為中墩B型錨固塊；中跨設置8束體外索通道，張拉6束，備用2束，通過設置轉向塊，錨固在墩頂橫隔板現澆的錨固塊上，均為兩端張拉。

2.2 主要施工工藝順序

主航道橋體外預應力主要施工工藝順序具體見流程圖，如圖1所示。

圖1 主要施工工藝流程圖

3 有限元模型

該橋通過橋梁分析軟件MIDAS/FEA進行模擬計算。本次計算分析了主航道橋的整體受力變形情況、錨固塊和轉向塊的局部應力情況，具體的實體計算模型見圖2。

圖2 德勝大橋MIDAS/FEA有限元模型

4 加固后監控成果分析

本次的監控對象是德勝大橋主航道橋左、右幅連續箱梁結構，通過監控該橋在施工過程中的受力情況、外觀情況、變形情況。從工程開始，到全橋施工完成。

4.1 撓度監控成果分析

本次撓度監控成果使用水準儀嚴格按照國家水準測量規范要求進行。在橋面連續梁墩頂、L/8、L/4、3L/8、L/2左右側準確位置進行布點。監控后得到撓度實測值，并與理論計算值進行對比。左幅體外預應力張拉前后撓度監控對比見表1~表2與圖3~圖4；右幅體外預應力張拉前后撓度監控對比見表3~表4與圖5~圖6。

圖5 右幅橋體外索張拉后的橋面線型

圖6 右幅橋體外索張拉變形情況

表1 左幅預應力張拉前后撓度監控對比表

表2 左幅橋體外索張拉變形情況

圖3 左幅橋體外索張拉后的橋面線型

圖4 左幅橋體外索張拉后的橋面線型

表3 右幅橋預應力張拉前后撓度監控對比表

表4 右幅橋體外索張拉變形情況

該橋體外索張拉變形實測值與理論值比較情況見表2和圖4?？梢钥闯?，該橋左側、右側主跨跨中分別上翹20.54mm、20.71mm，而理論值均為24.97mm，其實測值與理論值的比值為0.823和0.829，實測撓度與理論值變化趨勢相吻合，結論表明該橋變形屬于彈性變形，結構工作狀態正常。由于監控過程中無法封閉交通，故測量值存在一定的誤差性。

該橋體外索張拉變形實測值與理論值比較情況見表4和圖6?？梢钥闯觯摌蜃髠?、右側主跨跨中分別上翹22.60mm、25.83mm，而理論值均為24.97mm，其實測值與理論值的比值為0.905和1.034，實測撓度與理論值變化趨勢相吻合，結構變形屬于正常范圍內，結構處于正常的工作狀態。需要指出的是，由于標高測量是在沒有封閉交通的情況下進行，車輛行駛等影響會給測量帶來一定的誤差。

4.2 應變監控成果分析

該橋體外預應力張拉施工持續時間為4天，溫度在8℃~13℃之間，實測應變情況見表5。該截面測量共7個工況，每個工況測量4次，取數據穩定數值。

表5 A截面應變測量情況 單位：Hz

該截面應變理論計算情況見表6所示，表6和圖7為該截面實測應變與理論值的比較情況。監測結果表明，結構在各體外索張拉過程中，截面實測應力值較接近理論計算值（特征測點5#測點實測值為-49.9με，理論值為-63.7με，兩者比值為0.784），該截面的應力變化趨勢與理論計算值相吻合。監控成果證明該橋加固后受力均勻，未發現突變。

表6 A截面實測應變與理論值比較 單位：με

圖7 A截面實測應變與理論值比較情況

5 結論

①該橋結構加固后承載力明顯增加，截面實測撓度值、應力值較接近理論計算值，證明體外預應力加固工藝可行。

②T型剛構的體外預應力加固技術可以明顯提升剛構橋型各構件的強度和剛度。

③本文介紹了德勝大橋加固工藝并通過施工監控，為同樣存在類似病害的T型剛構橋維修加固提供了可靠的參考。