伍連志

摘 要：粘貼鋼法加固梁是針對(duì)鋼筋混凝土梁的一種有效補(bǔ)強(qiáng)措施，可同時(shí)提高橋梁的強(qiáng)度和剛度。介紹了T梁橋粘鋼加固方案，對(duì)粘鋼加固的T梁抗彎承載能力、抗剪承載能力、豎向剛度、正截面抗裂性與斜截面抗裂性進(jìn)行了驗(yàn)算研究，為T(mén)梁橋的加固設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：T梁橋；粘鋼加固；承載能力；安全事故

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.011

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加速推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路交通流量日益增加，車輛載重及行車密度不斷加大，公路中部分舊橋已不適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸發(fā)展需求，橋梁“帶病”工作已成為常態(tài)，極易發(fā)生安全事故，在役橋梁維修、加固補(bǔ)強(qiáng)刻不容緩。粘鋼加固法因易于施工、對(duì)原結(jié)構(gòu)尺寸改變不大、加固過(guò)程中不會(huì)妨礙交通運(yùn)行、不減小橋下凈空、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。

1 T梁橋粘鋼加固方案

橋梁加固是一種以加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高橋梁局部或整體承載力或通行能力的技術(shù)措施，是降低既有舊橋風(fēng)險(xiǎn)的最普遍做法。針對(duì)主梁承載能力不足的問(wèn)題，擬定加固措施為：采用粘貼鋼板法進(jìn)行加固，主梁跨中兩側(cè)各7 m范圍內(nèi)，底板粘貼5 mm厚、18 cm寬的Q345qE級(jí)鋼板條進(jìn)行抗彎加固；在梁端區(qū)加密粘貼外包U形箍鋼板條，以提高主梁的梁端抗裂能力。此外，對(duì)裂縫寬度大于0.15 mm的進(jìn)行化學(xué)注膠處理，為提高橋梁橫向傳力性能，將破損的橫隔板改為濕接。

2 T梁橋加固效果分析

為了驗(yàn)證粘鋼加固后主梁實(shí)際的加固效果，選擇該橋加固前的1#試驗(yàn)孔作為加固后的荷載試驗(yàn)孔，且試驗(yàn)工況和試驗(yàn)荷載與加固前相同。對(duì)于主梁，共4種試驗(yàn)工況，即跨中最大正彎矩加載（偏載和中載）、梁端最大剪力加載（偏載和中載）。

2.1 抗彎加固效果分析

2.1.1 主梁跨中截面撓度分析

因主梁的撓度與剛度大小有著直接關(guān)系，因此，通過(guò)比較實(shí)測(cè)各主梁跨中撓度來(lái)分析加固前后主梁剛度，采用粘貼鋼板加固后，各主梁的撓度均有所減少（因撓度小測(cè)得的誤差大，所以，撓度小的主梁不進(jìn)行分析）。加固前，主梁跨中最大撓度值分別為10.21 mm、9.8 mm，但加固后相應(yīng)的最大撓度分別為9.11 mm、6.85 mm，均小于理論撓度，且較加固前減少幅度最大為30.10%，說(shuō)明加固后主梁的豎向剛度均增加。

2.1.2 跨中截面荷載橫向分布系數(shù)

（a）偏載

（b）中載

跨中最大正彎矩加載工況下，根據(jù)實(shí)測(cè)主梁跨中斷面撓度計(jì)算出的加固前后各片主梁的實(shí)測(cè)主梁橫向分布系數(shù)與理論值的對(duì)比如圖1所示。

由圖1可以看出，加固后各梁實(shí)測(cè)橫向分布系數(shù)的分布規(guī)律與理論值吻合程度更好，較加固前有明顯改善，且最大橫向分布系數(shù)分別為0.42和0.51，均小于相應(yīng)理論值0.51和0.52.這說(shuō)明加固后，橋梁的橫向傳荷能力增強(qiáng)，整體性得到了一定的提高。

2.1.3 跨中腹板混凝土應(yīng)力分析

加固前后，1#孔3#主梁跨中斷面T梁頂緣、腹板底的實(shí)測(cè)應(yīng)力比較情況如表1所示。

后1#梁和3#梁的應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)分別減小了14.7%和9%，說(shuō)明主梁加固后受力狀況得到了較明顯的改善。

2.1.4 主梁裂縫分析

對(duì)于跨中最大正彎矩加載，在偏載作用下3#梁受力最大，在中載作用下6#梁受力最大。在加固后的荷載試驗(yàn)中，3#及6#梁均未見(jiàn)新裂縫產(chǎn)生，原有部分裂縫采用密封膠進(jìn)行封閉，在荷載作用過(guò)程中均未開(kāi)裂，原未封閉的裂縫寬度有少量增加，3#梁裂縫寬度增加量為0.02～0.06 mm，加載后最大裂縫寬度為0.18 mm；6#梁裂縫寬度增加量為0.04 mm，加載后最大裂縫寬度為0.16 mm，加固后主梁裂縫發(fā)展得到了有效控制。

2.1.5 梁端主拉應(yīng)力分析

在梁端最大剪力加載（偏載和中載）工況下，實(shí)測(cè)加固前、后梁端主拉應(yīng)力及校驗(yàn)系數(shù)如表2所示。

由表2可知，在梁端最大剪力加載（偏載和中載）工況下，實(shí)測(cè)加固后試驗(yàn)梁的主拉應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)為0.31～0.60，均小于1.0，說(shuō)明主梁梁端抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。加固后1#、3#及6#梁端主拉應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)較加固前減小了25.0%～37.7%，說(shuō)明加固后梁端抗剪強(qiáng)度得到提高。

2.1.6 梁端斜裂縫分析

在梁端最大剪力加載（偏載和中載）工況下，受力最不利的3#及6#梁梁端附近均未見(jiàn)新裂縫產(chǎn)生，原注膠封閉裂縫未開(kāi)裂，但原來(lái)未封閉的裂縫寬度有少量的增加，卸載后裂縫寬度均恢復(fù)，表明裂縫發(fā)展得到了控制。

2.2 加固前后動(dòng)力特性分析

加固前后均對(duì)1#孔的跨中斷面主梁的豎向自振頻率及阻尼進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，加固后較加固前主梁跨中1階固有頻率提高了0.37 Hz，即提高了7.6%，說(shuō)明加固后主梁豎向抗彎剛度有所提高；加固后較加固前阻尼比減小了28.6%，說(shuō)明主梁豎向裂縫較加固前有一定程度的減少，加固后受彎裂縫得到了較好的控制。

3 結(jié)論

綜上所述，鋼筋混凝土T梁橋粘鋼加固是一種值得推廣的加固方法。加固后的抗彎極限強(qiáng)度和抗剪極限強(qiáng)度抗力值分別提高；主梁的豎向剛度也均明顯增加，各梁實(shí)測(cè)橫向分布系數(shù)的分布規(guī)律與理論值吻合程度更好。T梁的主拉應(yīng)力較加固前有明顯減少，受彎裂縫及梁端主拉應(yīng)力裂縫得到了有效控制。主梁的固有振動(dòng)特性得到了改善，說(shuō)明加固取得的良好效果。

參考文獻(xiàn)

[1]劉會(huì)超.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋加固技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2015.

[2]張安喜.鋼筋混凝土梁橋的加固方法與承載力分析[D].貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2015.

〔編輯：張思楠〕