简支T梁桥面铺装加固设计

李龙利

摘 要： 钢筋混凝土简支T梁梁体采用铰接方式连接，横向联系较弱，造成梁体受力不均，使得桥面铺装破损严重。某立交桥为背景，简述将铰接改为刚性连接在T梁加固技术的应用。加固铰缝、横隔板和增加横向预应力，以增强结构横向联系，使得T梁之间由铰接变为刚性连接。通过有限元初步分析发现：在设计荷载偏载作用下，原桥梁结构相邻两片T梁跨中位移相差最大达6mm；变为刚性连接后，各个梁体跨中位移基本按照直线分布，位移协调，不会出现相邻梁体之间很大的位移差，加固效果比较明显。

关键词： T梁；桥梁加固；铰接；刚性连接；横向预应力

1 工程概况

某立交桥于1994年建成通车，全长486.5米，共6联，跨径组合为：4×20+4×20+（20+25+25.3+16.2+20）+3×20+4×20+4×20m，由1孔跨径为16m的普通混凝土简支T梁，21孔跨径为20m的普通混凝土简支T梁和2孔跨径为25m的部分预应力钢筋混凝土组合T梁组成。桥面净宽0.5m+15.0m+0.5m，双向4车道。下部结构为桩柱式轻型墩台，桥墩直径为1.1m，桩基直径为1.2m，钻孔桩，分离式承台。

由于桥梁交通繁忙，重载车辆极多，造成桥面纵向严重开裂，形成多处纵向坑槽等病害，此病害曾于2012年进行了专项整治，但整治未达到预期效果，此后又经多次维修，屡修屡坏，已经严重危及桥梁结构及行车安全。

2 桥面铺装病因分析

根据桥梁普查结果，T梁之间仅靠横隔板钢板连接，钢板连接体现了铰接的思想，但是钢板刚度不足，无法传递剪力，梁体之间的剪力仅靠8cm厚度桥面混凝土铺装层承受。通过有限元初步分析发现，在设计荷载偏载作用下，相邻两片T梁跨中位移相差最大达6mm，梁体跨中位移分别为0mm、1mm、7mm、13mm、8mm（从未加载侧向加载侧），变形如图1所示。由此可以看出，活载作用下引起梁体之间位移不协调，导致梁体横隔板错位。當T梁之间的位移差反射至桥面时，桥面就会出现纵向裂缝，长期的荷载作用，会引起桥面开裂、破损。由于以前未解决梁体之间位移不协调问题，所以造成了桥面铺装屡修屡坏。

3 加固设计

3.1 加固设计方案

加固铰缝、横隔板和增加横向预应力，以增强结构横向联系。通过加固铰缝，使得T梁之间由铰接变为刚性连接。

（1）将T梁铰缝两侧各20cm范围内混凝土凿除，保留翼缘内原有钢筋，浇筑湿接缝混凝土，将原设计主梁间的铰缝变为刚接。新浇筑混凝土内钢筋与主梁翼缘上、下缘钢筋焊接，并增设环状箍筋，提高刚接缝的抗剪能力，如图2所示。

（2） 将T梁横隔板之间的焊接钢板拆除，凿除两侧各20cm范围内混凝土（与铰缝两侧凿除的混凝土宽度相同），保留横隔板内原有钢筋，新浇筑混凝土内钢筋与保留钢筋焊接。将原设计横隔板间的钢板连接改为刚性连接后，可提高结构横向刚度，改善结构整体工作性能。

（3）增加横向预应力，将每孔10片T梁拉紧，增加整体性，如图5所示。

为了使得钻孔直径最小、分散，对主梁损伤最小，同时横向力相对比较均匀地施加在主梁上，施加预应力时采用小股多束的布置原则，每股钢束由一根s15.2mm的钢绞线组成，在T梁2道横隔板之间，位于梁肋与翼缘板交接处分别增加3束预应力钢束，每孔梁共设6束预应力钢束。

（4）重新浇筑桥面铺装。

3.2 加固效果分析

变为刚性连接后，在与前面相同荷载、相同位置作用下，跨中梁体位移变为如图3所示趋势，各个梁体跨中位移基本按照直线分布，位移协调，不会出现相邻梁体之间很大的位移差，加固效果比较明显。

4 结论

钢筋混凝土简支T梁桥结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，广泛应用于城市桥梁中。在简支T梁桥梁中，将铰接改为刚性连接的方式，成功应用于多座桥梁中，根本上解决了“单梁受力”的问题。根据后期的运营的结果表明，该桥桥面铺装开裂的问题得到了改善。说明加固铰缝、增设横向预应力的加固技术改善了T梁之间的协同受力，加固效果明显。

参考文献

[1]《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）.

[2]《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）.

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85）.

[4]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）.