预制拼装梁桥病害分析研究

预制拼装梁桥病害 分析研究

张建军

身份证号： 43313019850801**** 四川 成都 610041

摘要：预制拼装梁桥由于其标准化，施工工期短，在桥梁领域采用比较普遍。但是由于其整体性弱的缺点，桥梁出现病害也比较普遍。某县道上的一座中桥，经检测发现T梁部分横隔板破损，主梁腹板出现裂缝。根据竣工图及现场检测结果，对主梁建立模型，分析了该桥裂缝的主要原因，提出相应加固措施，对类似桥梁的设计及加固具有一定的参考和借鉴意义。

关键词：预制梁；横向分布系数；裂缝；加固

中图分类号：U448.35 文献标志码:A

随着经济社会的发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，如何保障桥梁的安全性、耐久性和使用功能已成为目前桥梁工程界的巨大挑战。众多桥梁类型中，预制拼装桥梁由于其标准化施工流程，造价低等特点，在全国各地各等级道路中应用比较普遍。现在许多桥梁已经使用几十年，随着交通量的增加，预制拼装桥梁病害也日益增多，尤其是主梁裂缝病害。

引起主梁裂缝的原因比较多，有钢筋锈胀、混凝土干缩、交通超载等因素。桥梁主梁的裂缝必须得到有效控制，以免影响桥梁的正常使用及安全性。

1桥梁工程概况：

桥梁全长54米，全桥跨径组合为3×16m，正交，桥面总宽为12m，横向布置为:1.5m人行道+9m行车道+1.5m人行道。

上部结构采用16m钢筋砼T梁，下部结构采用柱式桥墩、扶壁式桥台，基础采用钻孔灌注桩。设计荷载为汽车-20级；挂车-100。

根据桥梁检测报告，桥梁部分中央横隔板破损，部分T梁跨中腹板有竖向裂缝，尤其边梁居多。

2 建立主梁模型

根据设计资料，主梁采用16m跨径的钢筋混凝土T梁，C45混凝土，梁高1.3m，翼板端部厚15cm，悬臂根部厚20cm，支座腹板厚30cm，跨中腹板厚18cm，梁肋中心距2.2m，横向布置5片，模型见图1。

图1 主梁模型

按平面杆系理论，采用桥梁有限元软件桥梁博士进行计算，结合施工方案及其构造特征进行结构离散。T梁共划分为18个单元和19个节点,其中桥面单元18个。

根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》16mT梁结构承载能力检算评定标度D=3.0，查表得Z1=1.0；根据7.7.4条，计算得E=3，线性内插得Ee=0.05；根据7.7.5条，得混凝土截面折减系数为0.93。

3计算结果及问题原因分析

16mT梁经过验算，边梁承载力富余度不足5%，裂缝宽度0.178mm；16mT梁中梁承载力富余度不足10%，裂缝宽度0.158mm。根据桥检报告，边梁出现大量竖向裂缝，中梁也出现较多竖向裂缝。

边梁由于桥面系恒载较大及偏载影响，结构受力不利，实际情况是部分跨径横隔板连接处有破损，改变了主梁的横向分布系数，加剧了单梁受力效应。另外由于此桥所处道路近年交通量逐年攀升，交通量增加，横隔板破损，是主梁裂缝的主要原因。

4 T梁加固措施方案

T梁为钢筋混凝土结构，承载力富余度小，为了提高T梁承载力富余度，防止裂缝进一步的扩展、增多，对T梁采取粘贴隔板方法的加固措施。加固方案：粘贴钢板加固，梁底粘贴170x5mm Q345钢板，按照强度等代原则换算成钢筋加在梁体底面上。对破损的横隔板采用植筋重新浇筑混凝土。

粘贴钢板的工艺流程及施工要点如下：

混凝土表面处理→钻孔植埋螺栓→待粘贴钢板打孔与表面处理→配置胶粘剂、粘贴钢板并加压固定→钢板表面防护。

（1）混凝土表面处理

凿除混凝土表面6～8mm厚的表层砂浆，表面不平处应用尖凿轻凿整平，再用钢丝刷刷毛，最后用无油压缩空气吹除表面粉尘，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面。

（2）钻孔埋植螺栓

根据设计图纸的要求，放出需钻孔的位置，钻孔前用钢筋探测仪查出结构的钢筋布置，。植埋全螺纹螺栓时，应注意其距钢板边缘的距离应控制在不小于5cm。

（3）待粘贴钢板打孔与表面处理

根据现场病害情况放样后进行钢板下料，并根据现场植埋的螺栓，对待粘贴的钢板进行配套打孔，然后将钢板的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈及粗糙处理。将钢板固定在螺栓上，并保证钢板与混凝土表面的间隙在3mm以上。焊接钢板接缝，完成钢板安装。

（4）配置胶粘剂、粘贴钢板并加压固定

钢板粘贴面上的胶粘剂中间厚两边薄，钢板中央涂抹胶体的厚度控制在3～5mm。将钢板平稳对准螺栓孔并迅速拧紧螺帽，使钢板与混凝土紧密粘合。

加固前后计算结构对比如下：

表1 边梁加固前后强度、裂缝、挠度对比表

表2 中梁加固前后强度、裂缝、挠度对比表

加固后，经过验算，边梁承载力提高11.1%，计算裂缝宽度由原来0.178mm减小到0.149mm，计算挠度减小0.8mm；边梁承载力提高10.8%，计算裂缝宽度由原来0.158mm减小到0.133mm，计算挠度减小0.7mm；承载力、裂缝宽度、挠度均满足规范要求。

5 结论

从主梁结构的计算分析，并与桥检报告比较，可以认为横隔板破损，交通量增加是T梁腹板裂缝的主要原因。

加固完毕后，对桥梁进行了限载，经过几年时间运营，桥梁状况良好，主梁未见新增裂缝，说明对桥梁的加固措施可行。

参考文献：

1. 公路桥梁加固施工技术规范(JTG/TJ23-2008)

2. 公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/T J21-2011)