謝小忠　韋建穎

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、公路交通運(yùn)輸量大幅增加，汽車荷載不斷的加大。上世紀(jì)修建的橋梁顯然已不滿足要求，出現(xiàn)了承載力不足的情況。對(duì)現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固維修具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)體系

橋梁承載能力的大小，可以表征為結(jié)構(gòu)承受的荷載與結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力(或應(yīng)力)間的相互關(guān)系，若前者大于后者則結(jié)構(gòu)是安全可靠的，反之，后者大于前者則是不安全的，這就需要通過加固的方法來解決。

一般的粘貼鋼板、碳纖維等都是以提高結(jié)構(gòu)中控制截面承載力為目的的加固，但是，另一種方法，即體系轉(zhuǎn)換法，則以減小控制截面的內(nèi)力為目的進(jìn)行加固，這就是體系轉(zhuǎn)換加固法的基本原理。

改變結(jié)構(gòu)體系加固，實(shí)際就是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系以減少梁內(nèi)應(yīng)力。我們知道，簡支梁的跨中彎矩較相同跨徑連續(xù)梁大得多，若在舊橋加固中，將每兩跨簡支梁間用結(jié)構(gòu)連續(xù)方法相連續(xù)，改變了原來簡支梁橋的受力體系，支點(diǎn)處將產(chǎn)生負(fù)彎矩，則二期恒載及活載作用下跨中的正彎矩可減小20％~30％。這在活載所占比例大的中小橋中，此種加固法效果顯著。

1 加固實(shí)例

柳南高速公路龍公江一橋，樁號(hào)位置K642+536。全橋長85m，上部結(jié)構(gòu)為5跨16m的預(yù)應(yīng)力鋼筋砼空心梁；下部結(jié)構(gòu)為雙柱式墩、埋置式橋臺(tái)。每幅橋?qū)?4m，橋梁全寬28m。橋面鋪裝設(shè)計(jì)為15cm鋼筋混凝土。設(shè)計(jì)荷載汽車一20級(jí)，掛一l00級(jí)。

根據(jù)橋梁檢測發(fā)現(xiàn) 承載能力下降，橋面破損嚴(yán)重，現(xiàn)為滿足交通發(fā)展的需要，決定對(duì)原橋進(jìn)行加固改造，要求改造后的橋梁應(yīng)滿足公路一I級(jí)的荷載要求。

2 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

根據(jù)該橋的設(shè)計(jì)資料和改造設(shè)計(jì)要求，對(duì)該橋進(jìn)行了承載能力理論計(jì)算，以了解其受力性能，為加固改造方案提供理論依據(jù)。計(jì)算采用Midas Cviv-i12006空間梁格理論進(jìn)行。

根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)原橋按新規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，其混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)值和彈性模量應(yīng)換算成新規(guī)范的混凝土等級(jí)強(qiáng)度，原混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)50號(hào)換算后為C48。

計(jì)算后結(jié)果：主梁跨中承載能力不足，需對(duì)主梁進(jìn)行加固；主梁剛度和主拉應(yīng)力均能滿足規(guī)范要求。

3 加固方案

采用體系轉(zhuǎn)換加固法。將原橋面鋪裝全部鑿掉，將每兩跨簡支梁間用結(jié)構(gòu)連續(xù)方法連續(xù)起來，在中支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)預(yù)留管道，重新澆注橋面鋪裝，張拉頂板束。頂板束采用4根5∮15.2鋼絞線。經(jīng)計(jì)算加固后跨中截面在強(qiáng)度不變的情況下，荷載效應(yīng)最大的減小了21.2％，從而滿足了公路一I級(jí)的荷載要求，達(dá)到了加固的目的。

4 施工方法

體系轉(zhuǎn)換法在施工中主要有以下幾個(gè)步驟：

鑿除原橋面鋪裝混凝土，鑿除設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道段橋面板頂面混凝土保護(hù)層，鑿除中間墩原主梁封端混凝土；在橋面板頂面植入錨筋，綁扎橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)，搭接焊接中間墩處主梁縱向鋼筋；設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道，預(yù)應(yīng)力管道定位鋼筋與橋面鋪裝鋼筋綁扎；中間墩墩頂濕接縫整體化混凝土與橋面板頂面混凝土保護(hù)層及橋面鋪裝混凝土一同澆筑；待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，完成上部構(gòu)造由簡支到連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換。

小結(jié)

該加固方法充分利用了原橋主要承重構(gòu)件，通過在主梁負(fù)彎矩區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，將原簡支結(jié)構(gòu)變?yōu)殡p支座連續(xù)結(jié)構(gòu)，連續(xù)化完成后，荷載按連續(xù)結(jié)構(gòu)受力，減小了跨中的荷載效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)承載力提高較大，滿足上部結(jié)構(gòu)在公路一I級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)下正常使用。