简支空心板桥梁加固改造的设计与施工

简支空心板桥梁加固改造的设计与施工

摘要：早期修建公路桥梁己无法满足运营要求，需要进行加固改造。本文以一空心板桥的加固改造为例，重点介绍加固改造的方法及设计要点，简要叙述了其施工方法。

关键词：组合空心板；加固改造

abstract:the early construction of highway bridge has been unable to meet the operational requirements, the need for reinforcement. this paper takes a hollow slab bridge reinforcement and reconstruction as an example, introduces the design method and reinforcement, briefly describes the construction method.keywords: composite hollow slab; reinforcement

中图分类号：u445.4文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）

引言

随着时间的推移，很多早期建设的公路桥梁己无法满足运营要求。在桥梁使用期间，由于车辆，特别是超重车辆行驶，以及外界各种因素作用和影响，导致桥梁结构产生病害、出现缺陷，严重影响到桥梁正常使用。为了保证交通畅通，就需要对桥梁进行维修、加固和改造。对原有桥梁采取有效的改造措施，提高桥梁承载能力，对缓解交通压力及节省耗资能起到很好效果。桥梁和其他建筑物一样，其生命周期一般可分为建造、使用和老化三个阶段。公路桥梁

长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化)和使用环境(荷载作用与频率的增加、材料与结构的疲劳)的作用下，总会逐渐产生病害现象，这是一个不可逆的过程。近年来旧桥、危桥的加固、维修以及如何评价现有桥梁的承载能力和安全度，正确地评估结构物的损伤程度，合理地对桥梁进行加固维修，提高桥梁的可靠性，己经引起世界的普遍关注。

1 旧桥的检测、评定

1.1既有桥概况

既有桥位于国道上，跨径组合3×16+（20+28+20）+3×16m，均为简支结构桥面连续。其中28m主跨跨越京广铁路。设计荷载：汽车—超20级。上部结构采用小铰缝预应力混凝土空心板，梁高1.2m，每跨2片边梁、16片中梁。断面尺寸见图一。下部结构为柱式桥墩、钻孔灌注桩基础，桩柱间为2.0m高承台，单排3根墩柱、6根基桩，1-28m桥墩主柱径、桩径均采用1.5m，柱高9.0m，桩长35m。

图一既有空心板桥横断面

1.2既有桥主要病害状况

⑴桥面系

该桥桥面多处严重纵缝，多处形成纵向破碎带；伸缩缝橡胶条严重破坏老化，钢条严重损坏，形成严重坑槽，较严重跳车；栏杆多处混凝土严重破损，局部横杆遗失；人行道板多处开裂，桥跨连接处混凝土开裂、破损，局部人行道板2m长遗失；大多数泄水孔端

部破损严重，泄水孔堵塞。

⑵上部结构

空心板铰缝全部脱空；铰缝渗水；边板腹板、翼板钢筋锈胀；板底局部混凝土破损；部分板底存在轻度纵向裂缝；13片梁的上挠值超过计算跨径的1/600，已不满足规范的要求。

⑶支座

支座轻微剪切变形，严重老化；部分支座严重剪切变形，横向开裂；个别支座严重脱空，错位。

⑷下部结构

盖梁渗水较严重，盖梁局部钢筋锈蚀，从而导致混凝土胀裂、剥落；部分盖梁存在挡块挤死现象；盖梁悬臂端斜面基本全部存在箍筋暴露锈蚀现象。

检测结果对本桥的评价为三类：较差。

1.3病害原因分析

早期装配式铰接空心板梁桥设计均采用小企口缝，其横向连接能力薄弱，梁板整体连接性能较低，在车辆荷载作用下，空心板间企口缝连接结构发生破坏，严重削弱了空心板间的铰接作用，破坏了简支空心板梁桥的横向整体性，使车辆荷载不能有效的通过绞缝传递给其他梁板，造成空心板单板受力增大，空心板的上挠超限，每片梁高低不平，是由于张拉龄期不足等方面原因造成。

盖梁表面渗水痕迹是由于桥面连续处有裂缝产生，导致雨水渗漏。

支座病害主要原因是支座质量较差。

在超重车辆的作用下，各种不利因素被放大，加速了桥梁病害的产生和发展。

2 既有桥的加固、改造设计

2.1上部结构改造方案

引桥的部分进行改造，主要改造措施：拆除、重新浇筑空心板间铰缝、混凝土桥面铺装，更换伸缩缝及防撞护栏，更换支座，重新砌筑盖梁挡块，修补混凝土破损、箍筋锈胀，封闭裂缝。

而既有28m小绞缝空心板上挠严重，严重影响梁部的耐久性，如继续使用既有梁，仅考虑采用桥面铺装拆除、重建，在企口缝处加铺钢板等加固措施，对铁路、公路的运营的安全隐患无法从根本上排除，治标不治本，鉴于这种情况，将既有梁全部拆除，架设新梁。新梁上部采用8片28m预应力组合式空心板，梁高1.2m，与既有梁相同的梁高。边板预制宽度2.3m，中板预制宽度1.85m。断面尺寸见图二。为解决组合空心板横向联系薄弱，铰缝容易损坏而形成单板受力的缺点，在组合空心板的顶板和底板处设置现浇湿接缝，湿接缝宽40cm。使得空心板间采用刚性连接，梁跨范围内设置四道横隔梁，以增强结构的整体性。

图二新建组合空心板横断面

新梁恒载的重量要小于既有空心板的重量。由于与既有梁采用相同的梁高，有利于和相邻孔跨桥面的顺接。如表2-1所示。

表2-1空心板恒载重量

2.2下部结构加固改造方案

既有主墩为单排3柱式桥墩、6根钻孔灌注桩基础，桩柱间设置2.0m高承台，1-28m桥墩主柱径、桩径均采用1.5m，柱高9.0m，桩长35m。设计按照新梁结构重量、上部附属构造重量、公路-ⅰ级荷载对桥墩进行了复算，结果显示：墩柱及桩基均满足改建设计要求，可利旧；由于荷载及支座位置的变化，盖梁的墩柱上缘位置及跨中下缘位置配筋不满足现行规范计算要求，需对盖梁进行加固处理。

盖梁墩柱上缘及跨中下缘位置采用a级结构胶，压力注胶粘结

20mm厚q345级钢板进行加固。如图三所示。

图三盖梁加固示意图

根据《公路桥梁加固设计规范》对盖梁的抗弯承载能力进行了计算，计算结果表明加固后的抗弯正截面承载能力满足设计要求。

3 施工方案

3.1施工方法

既有梁的拆除及新梁的架设，均采用架桥机拆、架。既有梁绞缝凿除，拆除桥面人行道板及防抛网，拆梁，架梁，新梁湿接缝及横隔板施工期间，需向铁路部门要点施工。既有梁拆除可先将梁片提升至桥面后，横移置于其他旧梁上再纵移，禁止用原梁吊环做吊点，