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T型墩带挂孔梁式桥加固提载对策研究

2011-06-29　来源：

0 前言

限于当年的设计技术与施工工艺，为了满足通航净空要求，我国二十世纪六、七十年代先后修建了一批双悬臂梁式桥与T型墩带挂孔梁式桥。该类型桥梁最大的优点为：①跨径较简支结构桥梁大；②基本结构受力为简支结构，计算相对简单；③施工工艺简单。随着时间的推移与我国交通建设事业的大发展，这些桥梁逐渐因原设计荷载偏低及原结构存在的固有缺陷等，成为制约当地经济发展的瓶颈，并给过往车辆带来极大的安全隐患。辽宁盘锦大桥即为该类型桥的典型代表，最终酿造了桥跨人亡的惨重教训。

本文作者通过对我省境内一座T型墩带挂孔桥梁进行全面的检测，针对性的提出了提载处治对策，以供类似桥梁提供可资借鉴的资料。

1 大桥概况

黄金埠大桥位于江西省余干县黄金埠镇，是省道黄东线上跨越江西五大水系之一——信江的一座公路大桥，亦是景德镇市、乐平市和波阳、浮梁、余干等江西北部县市联接320国道和国道主干线沪（上海）—瑞（云南瑞丽）高速公路的重要桥梁。该桥共有11孔，各孔跨径径分别为33.137+32.363

+4×33+38+2×43+38+33m，桥梁全长393.60m。桥面为：净－7+2×1.0m，原设计荷载标准：汽车－13级，拖车－60。该桥建成于1972年，运营至今已三十多年。

2 大桥检测与现状评定结论

通过对大桥进行全面的检测、室内分析及控制截面内力计算，综合评定主要结论为：

（1）大桥主要构件砼强度符合原设计要求，碳化深度较浅；

（2）大桥主要构件裂缝宽度超过《规范》允许范围，影响了大桥使用耐久性；

（3）大桥现有承载能力满足汽车-15；挂车-80的荷载要求，但不满足汽车-20；挂-100荷载使用要求。

3 大桥控制截面内力计算分析

3.1 计算要点及结构离散

大桥属静定结构体系，根据大桥的特点及结构计算分析的目的，选取其中3孔代表跨进行计算。为提高计算精度，在几何形状上尽可能反映桥梁结构的真实情况，在结构单元划分时，不仅桥墩位置精确，对截面尺寸变化处均设置了节点元素。3跨结构共离散成79个节点、58个桥面系单元和20个非桥面系单元（见图1所示）。

图1 黄金埠大桥结构离散图

3.2 结构计算结果分析

按照交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）两列车队进行模拟加载，考虑偏载系数取用m_汽=2.6、m_挂=1.63。采用交通部公路科研所“公路桥梁结构设计程序GQJS”进行计算分析，并计算出各控制截面配筋量（见图2所示）。

图2 控制截面配筋图

从计算结果分析，大桥现状满足汽车-15；挂车-80荷载使用要求，但不满足汽车-20级；挂车-100荷载使用要求。

4 加固提载方案

根据大桥的实际情况及提载要求，拟定3种维修加固提载方案，见表1所示。

表1黄金埠大桥加固提载方案一览表

项目	方案 Ⅰ	方案 Ⅱ	方案 Ⅲ
设计荷载	汽车－20级；挂车－100；人群－3.5KN/m²
桥面净空	净－7+2×1.0m人行道
维修措施	1、更换全桥所有固定支座，换成板式橡胶支座； 2、对T型墩与主梁裂缝（缝宽＞0.2mm）采用化学灌浆法进行修补； 3、更换已损坏的人行道梁、人行道板及栏杆扶手； 4、凿除桥面铺装层，重新浇筑钢筋混凝土桥面铺装层（内掺钢纤维）； 5、对主梁支点附近采用粘贴钢板法增强支点斜截面抗剪能力； 6、对主梁局部损坏部位进行修复； 7、对两岸桥台台帽下填土进行回填，并恢复台前溜坡； 8、拆除原有伸缩缝，重新设置仿毛勒伸缩缝。
提载措施	1、对主梁梁底粘贴3层碳纤维布，增强主梁抗弯承载能力； 2、对T型墩负弯矩区桥面采用植筋法设置抗剪短钢筋，并重浇钢筋混凝土（内掺钢纤维），以增强T型墩负弯矩区抗拉能力。	1、对主梁梁底粘贴一层6mm厚钢板，增强主梁抗弯能力； 2、凿除T型墩桥面铺装层，采用植筋法设置抗剪短钢筋，并重浇钢筋混凝土（内掺钢纤维），以增强T型墩负弯矩区抗拉能力。	1、凿除主梁底牛腿部分主筋外的混凝土保护层，对每片主梁增设主筋并浇筑马蹄以增大主梁截面抗弯能力； 2、凿除T型墩桥面铺装层，采用植筋法设置抗剪短钢筋，并重浇钢筋混凝土（内掺钢纤维），以增强T型墩负弯矩区的抗拉能力。
预算总金额（元）	3392792	2970406	2762264
优点	1、养护费用低； 2、不增加自重。	1、加固施工工艺较简单； 2、加固维修提载费用一般； 3、能增大主梁刚度。	1、加固工艺简单，便于地方工程队施工； 2、养护费用低； 3、增大主梁截面强度与刚度； 4、加固维修提载费用最低。
缺点	1、加固造价较高； 2、施工工艺要求较高； 3、不能增加主梁刚度； 4、加固维修提载费用最高。	1、养护较困难，养护费用较高； 2、增加结构自重。	增加自重较大。

经综合分析比较各方案的优、缺点，采用方案3为施工方案，该桥已于2005年4月份施工完成，目前使用状况良好。

5 结语

旧桥维修加固是一项繁杂的系统工程，加固方法与工艺因时、因地、因桥均有所不同。通过对该座大桥的检测与维修加固提载，建议养护部门对该类型桥梁每年重点对以下项目进行检查：（1）牛腿根部的裂缝宽度、走向及发展趋势；（2）T型墩中心附近裂缝宽度、走向及发展趋向；（3）支座使用状况及挂梁跨中截面附近的裂缝宽度、走向及发展趋势。

参考文献：

[1]黄金埠大桥加固提载施工图设计[M]. 江西省交通桥梁检测加固有限公司 2003.5.

[2]谌润水，胡钊芳，帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M] 人民交通出版社 2002.1

[3]赵彤，谢剑著碳纤布补强加固混凝土结构新技[M]. 天津大学出版社, 2001.1.

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