江西省公路舊橋加固技術(shù)研究與實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共4頁
2、320國道靈溪大橋（體外預(yù)應(yīng)力直索加錨噴法、梁式橋）
2.1 靈溪大橋概況
靈溪大橋位于320國道上，原是一座年代已久的老式橋。該橋于1970年10月由七孔不等跨八字撐架木梁橋改建成七孔不等跨簡支鋼筋混凝土梁橋，全長119.99m，上部構(gòu)造為四梁式T梁。下部構(gòu)造均為重力式墩臺(tái)、八字墻。設(shè)計(jì)荷載為汽—13、拖—60，橋面凈寬為凈-7+2×0.5m人行道。320國道改建成二級(jí)公路后，該橋通過的交通量較大，并常有200—300KN左右載貨重車經(jīng)過，且來往行人及自行車、板車亦較多。因此該橋成為全線縮頸段，時(shí)有交通事故發(fā)生。為確保交通暢通，與行人和車輛交通安全，經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)，將此橋加固和拓寬為荷載標(biāo)準(zhǔn)汽—20，掛—100，橋面凈寬為凈-9+2×1.5m人行道。
2.2 靈溪大橋拓寬加固方案
2.2.1 拓寬加固
靈溪大橋兩端引道已改建為二級(jí)公路，混凝土路面亦已修建完成。另改橋位新建已屬不可能。故僅就地改建或拓寬加固兩種方案進(jìn)行了比較。
（1）就地改建方案。為了不中斷交通，就地改建就必須搭便橋，由于橋下水深常年在3～4m左右（因下游建壩），搭便橋費(fèi)用較高；且改建需拆除原有上、下部結(jié)構(gòu)物，又需一筆可觀費(fèi)用。但改建后，各橋孔跨徑標(biāo)準(zhǔn)全部結(jié)構(gòu)都是“新”的，在心理上感覺更美觀、耐用、可靠。
（2）拓寬加固方案。此方案可不需搭便橋，只需適當(dāng)控制交通，邊通車邊拓寬加固。由于可以利用原有墩臺(tái)，拓寬加固主要在上部構(gòu)造上進(jìn)行，因而可節(jié)約更多投資。只要拓寬加固方案得當(dāng)，亦可滿足設(shè)計(jì)荷載要求。但橋孔尺寸長短不一，原橋混凝土標(biāo)號(hào)低，又有一定的病害，雖經(jīng)拓寬加固，似乎總感覺不如新橋。
經(jīng)過研究討論，認(rèn)為按照江西現(xiàn)時(shí)公路建設(shè)資金緊張的狀況，能節(jié)省的建設(shè)費(fèi)用應(yīng)盡量節(jié)約、以投入到其它必需的建設(shè)項(xiàng)目中去，故應(yīng)選擇拓寬加固方案。
2.2.2 原橋主梁加固增強(qiáng)方案
加固增強(qiáng)方法很多，如：①以錨噴或現(xiàn)澆混凝土方法增加T梁受拉區(qū)鋼筋及加大梁身斷面；②以鋼板粘貼加固增強(qiáng)；③以體外預(yù)應(yīng)力加固增強(qiáng)等。據(jù)計(jì)算，原主梁增強(qiáng)至能承擔(dān)汽車-20級(jí)，掛車-100的設(shè)計(jì)荷載需增加較多鋼筋，費(fèi)用較高，故不選用①法；②法因鋼板外露，需經(jīng)常養(yǎng)護(hù)且粘貼鋼板不易使其緊密與梁身結(jié)合，故亦未采用。③法所需鋼材較少，且施加預(yù)應(yīng)力可使梁裂縫減少或閉合，施工也簡便，但也存在預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕問題及加強(qiáng)經(jīng)常養(yǎng)護(hù)問題，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼材直接受大氣溫度影響較大。經(jīng)反復(fù)研究，決定采用先用體外預(yù)應(yīng)力加固增強(qiáng)，再以噴射混凝土將其覆蓋的方案。此方方案既可解決預(yù)應(yīng)力鋼材防銹蝕問題，又可避免其直接受大氣溫度影響，同時(shí)噴射混凝土后尚可增加梁身抗剪能力。
（1）利用墩頂上兩孔梁端空間設(shè)置現(xiàn)澆橫向懸臂挑梁，其上安裝預(yù)制的微彎板。
（2）在挑梁懸臂部分架設(shè)預(yù)制的π形人行道梁。兩邊橋孔人行道梁較主梁長，一端支承在邊墩挑梁上一端支承在路堤上特設(shè)的支墩上，此舉系為了避免加寬橋臺(tái)。
（3）在人行道梁內(nèi)側(cè)的凸緣與舊橋面板間，用25號(hào)混凝土澆筑橋面加寬部分，橋面鋪裝層混凝土同時(shí)澆筑形成凈-9m行車道，在橋面鋪裝層及橋面加寬部分，均設(shè)置了鋼筋網(wǎng)，使整體性能加強(qiáng)。
（4）橋面伸縮縫設(shè)置在挑梁頂中心，將行車道鋪裝延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上橋面鋪裝層下墊設(shè)二層油氈，使其能隨溫度收縮。伸縮縫中充填聚氨脂材料。
2.3 加固后試驗(yàn)結(jié)論
（1）從撓度測試結(jié)果表明，試驗(yàn)荷載下人行道梁和T梁撓度均很小。推算得的汽—20荷載（已考慮沖擊系數(shù)）作用下T梁撓度僅為3.607mm，其f/L=1/4574；人行道梁撓度為4.142mm，其f/L=1/4104，均遠(yuǎn)小于L/600，完全滿足使用要求。
從第二加載階段撓度實(shí)測值與計(jì)算值比較表可看出，實(shí)測值大大小于相應(yīng)荷載的計(jì)算值，其校驗(yàn)系數(shù)僅為0.329～0.369，說明人行道梁和T梁的實(shí)際剛度比理論計(jì)算用的剛度大很多，如T梁計(jì)算開裂慣性矩為0.0978m4，返算的實(shí)際慣性矩為0.14135m4，而梁的計(jì)算換算慣性矩為0.23197m4.
（2）由測試資料可知，加固拓寬前后跨中加載彎矩增大1.631倍時(shí)，實(shí)測的邊T梁撓度和梁底受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力僅分別增大1.071倍及1.063倍，可見該橋在加固拓寬后上部結(jié)構(gòu)承載能力大，安全可靠。
（3）由測試資料推測的汽—20荷載作用下梁的應(yīng)變、應(yīng)力值與行人荷載、恒載作用下梁的應(yīng)變、應(yīng)力值均較容許值為小，可見加固拓寬后橋梁結(jié)構(gòu)完全滿足設(shè)計(jì)要求。
2.4 大橋加固效果評(píng)價(jià)
（1）靈溪大橋采用先以體外預(yù)應(yīng)力加固T梁，后用錨噴混凝土使預(yù)應(yīng)力鋼束與梁體粘合的加固方法，是行之有效的，達(dá)到了預(yù)期的目的和效果。此法在國內(nèi)尚系第一次使用，它不僅使梁的抗彎、抗剪強(qiáng)度及剛度得以增大，且能有效地防止預(yù)應(yīng)力鋼束因暴露在大氣中引起銹蝕，也使其不直接受大氣溫度影響，即可使預(yù)應(yīng)力鋼束工作安全可靠，也減少了今后養(yǎng)護(hù)工作和費(fèi)用。該方法具有施工設(shè)備簡單、施工操作容易、施工速度快和在施工過程中基本不中斷交交通等優(yōu)點(diǎn)。尤其通過施加預(yù)應(yīng)力，主梁將會(huì)產(chǎn)生上拱，這對改善舊橋的下?lián)蠣顩r是十分有利的，且可使裂縫減小或閉合。施加體外預(yù)應(yīng)力與噴射砼加固舊橋的組合體根治了原結(jié)構(gòu)由于裂縫等原因產(chǎn)生的應(yīng)力集中并恢復(fù)了原結(jié)構(gòu)變形的協(xié)調(diào)性，使其能抵御更大的外荷載。噴射砼包裹著預(yù)應(yīng)力鋼筋，既發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力的作用，又發(fā)揮了噴錨砼優(yōu)越性，也解決了體外預(yù)應(yīng)力鋼材養(yǎng)護(hù)難題，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，為類似橋梁的加固改造提供了一種十分有效的好途徑。
（2）靈溪大橋采用在墩上澆制的懸臂梁上架設(shè)人行道梁以加寬橋面的方法，使人行道梁除承受人行荷載外，還分擔(dān)了部分行車荷載，充分利用其承載能力，節(jié)約了建造新的深水墩臺(tái)的費(fèi)用，可供類似梁橋拓寬橋面參考。
（3）浮動(dòng)式工作平臺(tái)對加固梁橋是一種很經(jīng)濟(jì)的方法，本身安裝拆散均簡單，使用穩(wěn)定安全。值得在橋下常年有水且不很高的梁橋加固時(shí)采用。
（4）該橋加固拓寬工藝簡單，施工方便，設(shè)備少，加固費(fèi)用僅95萬元，如就地建新橋還需搭深水便橋，費(fèi)用較大，總需要費(fèi)用250萬元，加固拓寬費(fèi)用僅為其40%左右。經(jīng)濟(jì)效益顯著。
（5）該橋加固拓寬施工除部分項(xiàng)目系在半幅通車的情況下進(jìn)行的。其余均是讓車輛雙向通車，社會(huì)效益明顯。
（6）本橋設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是巧妙地利用了墩上懸臂梁來加寬橋面，避免加寬墩臺(tái)，即節(jié)省了經(jīng)費(fèi)，又大大加快了進(jìn)度，同時(shí)施工操作又簡單。
（7）不同的橋梁具備不同的特點(diǎn)，但同類型的橋梁有著相同的特性，其加固方法可以借鑒，但也要具體問題具體分析，巧妙地利用其特性，則許多難點(diǎn)就可迎刃而解。如靈溪大橋墩上懸臂梁、邊孔人行道梁的設(shè)置。
（8）該橋加固拓寬后營運(yùn)至今，經(jīng)跟蹤觀察使用情況良好。
