陳坤

摘? 要：大件運(yùn)輸過(guò)程中，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全至關(guān)重要，因此，橋梁檢測(cè)和加固的各項(xiàng)工作是不可或缺的。在重達(dá)2273噸反應(yīng)器公路運(yùn)輸路線中，途徑一座橋梁，為保證運(yùn)輸安全，文章對(duì)該橋進(jìn)行了詳細(xì)地檢測(cè)，并據(jù)此進(jìn)行了完善的加固設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：公路運(yùn)輸;大件設(shè)備;橋梁加固

中圖分類號(hào)：U445.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）34-0084-02

Abstract： In the process of large equipment transportation， it is very important to ensure the safety of the bridge structure. Therefore， the work of bridge detection and reinforcement is indispensable. In the highway transportation route with a weight of 2273 tons reactor， there is a bridge to be crossed. In order to ensure the transportation safety， the bridge is tested in detail， and a perfect reinforcement design is carried out accordingly.

Keywords： road transportation; large equipment; bridge reinforcement

1 項(xiàng)目概況

中海油惠州煉化二期大件運(yùn)輸路線中需途經(jīng)一座橋梁，該橋設(shè)計(jì)荷載為汽車-超20級(jí)、掛車-120級(jí)，而運(yùn)輸過(guò)程中最重單件貨物凈重為2273t，擬用載重5184噸液壓軸線車進(jìn)行運(yùn)輸，車、貨及鞍座等總重2995t，遠(yuǎn)超該橋設(shè)計(jì)荷載。為保證重車安全、順利過(guò)橋，我們對(duì)該橋進(jìn)行重車過(guò)橋的加固設(shè)計(jì)。

1.1 橋梁概況

該橋橋跨組成為14m+14m+14m=42m，橋面橫斷面組成為2.0m（人行道）+26m（車行道）+2.0m（人行道）=30.0m。

上部結(jié)構(gòu)采用普通鋼筋混凝土連續(xù)板，板梁施工采用支架上一次性整體現(xiàn)澆完成，全橋共布置4塊板，板厚70cm，板頂寬度750cm，板底寬度450cm，懸臂長(zhǎng)150cm，采用C40混凝土，鋼筋均采用II級(jí)鋼筋。

橋墩采用蓮花形實(shí)體板墩，墩厚度80cm，頂寬250cm，底寬100cm，承臺(tái)為矩形截面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度150cm，樁采用鉆孔灌注樁，樁徑100cm，按摩擦樁設(shè)計(jì);橋臺(tái)采用樁柱式輕型橋臺(tái)，柱直徑80cm，摩擦樁直徑100cm;下部結(jié)構(gòu)除樁采用C25水下混凝土外，其余均采用C30混凝土。

橋面鋪裝等厚度，厚度10cm，鋪設(shè)間距為10cm×10cm的 10鋼筋網(wǎng)，現(xiàn)澆橋面混凝土為C40防水混凝土。

1.2 橋梁病害情況

橋梁加固設(shè)計(jì)前，對(duì)橋梁現(xiàn)狀進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，該橋目前主要病害為板梁橫向裂縫、部分橋跨梁體跨中下?lián)希糠职辶洪g濕接縫縱向開(kāi)裂、滲水以及局部混凝土粉化，橋面鋪裝網(wǎng)狀開(kāi)裂及1處通長(zhǎng)縱縫，伸縮縫堵塞、橡膠條局部破損以及錨固區(qū)混凝土開(kāi)裂，下部結(jié)構(gòu)中墩身局部蜂窩麻面。

2 加固方案設(shè)計(jì)

2.1 運(yùn)輸車輛計(jì)算參數(shù)

根據(jù)大件車輛技術(shù)資料，此次最終貨物運(yùn)輸過(guò)程車輛參數(shù)如下：運(yùn)輸使用載重5184噸液壓軸線車進(jìn)行運(yùn)輸，車、貨及鞍座等總重2995t。車輛采用液壓系統(tǒng)控制，36軸均勻受載，單軸軸重83.2t，軸線車軸距1.4m，6縱列車輪外輪廓寬8.25m。

2.2 橋梁加固前計(jì)算

根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)布置形式及大件運(yùn)輸車輛車軸外輪廓尺寸及大件本身尺寸，過(guò)橋時(shí)重車偏右側(cè)行駛，按偏右側(cè)3#板梁中心線位置行駛通過(guò)橋梁。

橋梁結(jié)構(gòu)受力計(jì)算：

為保證安全，同時(shí)為橋梁加固設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，我們對(duì)橋梁建立模型，對(duì)重車按偏載方式行駛通過(guò)橋梁時(shí)，橋梁上部結(jié)構(gòu)響應(yīng)及支點(diǎn)反力進(jìn)行計(jì)算。

（1）板梁受力計(jì)算

我們對(duì)中梁和邊梁分別選取邊跨跨中、中墩頂部和中跨跨中進(jìn)行內(nèi)力效應(yīng)及抗力，計(jì)算結(jié)果顯示偏載方式過(guò)橋情況下，中梁抗彎承載能力嚴(yán)重不足，且造成邊梁中出現(xiàn)很大的扭矩以及橫橋向彎矩，如在中墩頂部中梁面內(nèi)豎彎矩達(dá)到-9972.8kN·m，遠(yuǎn)超該部位中梁上拉受彎抗力-6881.5kN·m。

（2）板梁支座反力

經(jīng)過(guò)計(jì)算，偏載過(guò)橋方式下，板梁最大豎向反力4237kN，超過(guò)原支座豎向承載能力（設(shè)計(jì)豎向承載能力1500kN），且在板梁原固定和單向支座中會(huì)出現(xiàn)很大的縱、橫橋向反力;中梁在橋臺(tái)位置最大豎向力3638kN，橋墩墩頂最大豎向力4222+4237=8459kN，橋臺(tái)位置下部結(jié)構(gòu)豎向承載能力充裕，橋墩處樁基礎(chǔ)豎向承載力嚴(yán)重不足。

2.3 橋梁加固設(shè)計(jì)

根據(jù)加固前重車過(guò)橋下結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果可知，橋梁上、下部結(jié)構(gòu)承載能力與要求有很大的差距。針對(duì)上部板梁的傳統(tǒng)的增大截面加固（據(jù)估算采用增大截面加固需加高梁體約70cm方能接近重車過(guò)橋下梁體跨中抗彎承載能力要求，且無(wú)法有效加固墩頂截面）、粘帖鋼板加固、體外預(yù)應(yīng)力加固均無(wú)法有效解決上、下部結(jié)構(gòu)承載能力不足的問(wèn)題，因此本橋加固擬采用增加臨時(shí)支墩的加固方案。

2.3.1 臨時(shí)支墩設(shè)置方式選擇

經(jīng)分析，重車過(guò)橋時(shí)，主要控制加固設(shè)計(jì)的項(xiàng)目為板梁在中墩處的支座反力以及中墩頂部豎向力合力;為控制在重車過(guò)橋下原有橋墩處支反力及墩頂豎向合力，應(yīng)保證新增臨時(shí)支墩豎向抗壓剛度，經(jīng)計(jì)算分析，確定采用混凝土臨時(shí)支墩形式，采用80cm×80cm方形墩柱，偏載方式下對(duì)3#板梁每跨設(shè)置兩排支墩。

2.3.2 支座處理

由于橋梁原有支座設(shè)置多處固定支座及單項(xiàng)支座，而板梁間通過(guò)現(xiàn)澆混凝土濕接縫連接，各種臨時(shí)支墩設(shè)置方案下，重車過(guò)橋時(shí)均會(huì)在原橋墩支座處產(chǎn)生過(guò)大的縱、橫橋向荷載（荷載數(shù)值遠(yuǎn)超規(guī)范與常規(guī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所述的水平容許承載力，即一般為10%的豎向容許承載力，即使按照支座實(shí)際性能對(duì)單向支座在橫向位移不大于3mm時(shí)不考慮其對(duì)應(yīng)的單向限位后依然如此）。對(duì)此問(wèn)題利用空間有限元程序進(jìn)行了對(duì)比分析，經(jīng)對(duì)比計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖縱橫向反力數(shù)值較梁格模型計(jì)算結(jié)果?。ㄖ饕町愒谟诹焊衲Ｐ偷碾p支座模擬采用了以梁為起點(diǎn)引出的剛臂，而空間有限元模型的模擬采用的實(shí)際混凝土材料，豎向反力增量情況基本相當(dāng)），但在重車前14軸剛?cè)可蠘驎r(shí)，縱、橫向極值分別達(dá)到921kN和269.4kN。因此為保證重車過(guò)橋時(shí)支座不發(fā)生破壞，在過(guò)橋前需對(duì)原橋部分固定支座、單向支座進(jìn)行臨時(shí)更換。

在重車過(guò)橋前，對(duì)該橋原有墩頂部分支座進(jìn)行臨時(shí)更換（按以3#梁為基礎(chǔ)，按照基本三跨連續(xù)梁配置板梁中應(yīng)設(shè)支座形式，其余板梁處改為對(duì)應(yīng)承載能力的雙向滑動(dòng)支座），設(shè)置臨時(shí)支墩，并預(yù)先在3#梁底臨時(shí)支墩頂對(duì)板梁進(jìn)行一定程度起頂，以確保重車過(guò)橋過(guò)程中橋墩基礎(chǔ)豎向承載能力滿足要求，板梁縱向彎矩效應(yīng)可控制至遠(yuǎn)小于板梁抗彎承載能力。

2.3.3 板梁接縫區(qū)域加固設(shè)計(jì)

利用空間有限元程序建立橋梁實(shí)體有限元模型，研究重車過(guò)橋下的板梁接縫區(qū)域受力情況，在對(duì)板梁支座進(jìn)行臨時(shí)更換以解除富余縱、橫向約束條件下，14軸剛?cè)可蠘驎r(shí)，板梁接縫區(qū)域底部橫向應(yīng)力增量最大值為5.06MPa。為輔助板梁接縫區(qū)域受力，對(duì)2#、4#梁與3#梁間增設(shè)橫隔板，以及在隔板間區(qū)域增設(shè)型鋼聯(lián)系桿件，經(jīng)計(jì)算，隔板加固后板梁原接縫區(qū)混凝土應(yīng)力增量降低至局部2.49MPa，橫隔板應(yīng)力增量最大值為3.72MPa，隔板混凝土開(kāi)裂后拉應(yīng)力轉(zhuǎn)由隔板底鋼板和縱向鋼筋承擔(dān)。

2.4 橋梁加固方案

經(jīng)計(jì)算對(duì)比分析，對(duì)該橋梁采用如下加固方案：

（1）對(duì)板梁濕接縫區(qū)域病害進(jìn)行維修處理。

（2）對(duì)3#梁進(jìn)行增設(shè)臨時(shí)支墩加固，每跨增設(shè)兩處臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、柱式墩身。

（3）在2#、4#板梁與 3#板梁間設(shè)置混凝土橫隔板，并在橫隔板間區(qū)域設(shè)置型鋼支撐輔助板梁翼緣板受力。

3 施工工藝流程

（1）對(duì)板梁濕接縫區(qū)域裂縫進(jìn)行封縫、灌縫，鑿除濕接縫區(qū)域老化、松散混凝土至堅(jiān)實(shí)部位，采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)至與原表面齊平。

（2）現(xiàn)澆臨時(shí)支墩混凝土基礎(chǔ)和臨時(shí)支墩墩柱。

（3）在2#、3#和 4#梁兩側(cè)進(jìn)行植筋、鋼筋綁扎和焊接工作，澆注梁間新增橫隔板自流平混凝土和安裝型鋼支撐桿件。

（4）在各臨時(shí)支墩頂部調(diào)平處理后設(shè)置千斤頂，各支墩單點(diǎn)目標(biāo)起頂力分別為（200/2kN、 600/2kN、600/2kN、600/2kN、500/2kN、500kN/2、70/2kN），頂升完成后抄墊梁底，千斤頂卸載。

（5）河床防護(hù)施工。

（6）拆除各臨時(shí)支墩墩柱，恢復(fù)河道鋪砌及臺(tái)前護(hù)坡。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際運(yùn)輸時(shí)，大件運(yùn)輸車組安全順利通過(guò)橋梁。

設(shè)備通過(guò)該橋梁時(shí)，專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)該橋進(jìn)行了實(shí)施監(jiān)控，結(jié)果顯示，橋梁變形及其他參數(shù)與理論計(jì)算基本一致。

設(shè)備通過(guò)橋梁后，專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)橋梁進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，本次重大件設(shè)備通過(guò)該橋梁，未對(duì)橋梁造成損傷。

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