桥梁维修加固前后受力情况对比分析

徐金标

临海市公路管理局，浙江台州 318000

近几年我们公路桥梁维修加固行业获得了快速发展，桥梁加固新材料，新工艺不断涌现。但是对于桥梁维修加固的成效，加固后的桥梁技术状况却鲜有人去关注、分析、评定。从而在维修加固措施的选择上，往往停留在经验之上，缺少科学的数据支撑。为此本文以目前我局管养辖区内公路桥梁维修加固常见措施为例，对加固前后桥梁各工况受力情况进行对比分析。

1 桥梁维修加固典型案例分析

下面以松山大桥为例进行案例分析。松山大桥中心桩号为G104京福线左线K1703+900.5，桥梁全长199m，桥跨布置为15×13m，跨径总长195m，单幅单向二车道；桥梁全宽12.0m，桥宽布置为0.5m（防撞护栏） +11.0m（行车道） +0.5m（防撞护栏） 。桥梁上部结构形式为空心板梁；下部结构采用桩柱式墩台、钻孔灌注桩基础；桥面铺装为水泥混凝土，两侧护栏采用钢筋混凝土防撞护栏。

1.1 松山大桥维修加固措施

松山大桥于1998年建成通车，经过多年的运营，桥梁已经出现比较多的病害。我局对该桥进行了维修加固，以确保车辆行驶的安全畅通。维修加固措施主要包括：对全桥墩台盖梁锈胀、露筋进行除锈，重新修复保护层；对盖梁的裂缝进行修补，若裂缝宽度大于0.15mm，进行灌缝处理，并采用粘贴钢板和型钢对盖梁进行加固，改善受力；对全桥空心板采用粘贴碳纤维加固处理，抵抗弯矩；对脱空的支座进行垫塞处理；更换全桥桥面铺装、桥面连续、伸缩缝，加强桥梁横向连接；同时对护栏缺失、缺陷等影响桥梁整体美观的构件进行修复，清理排水孔，加强养护。

1.2 松山大桥维修加固前后受力情况对比

为更加准确、系统地了解桥梁维修加固后各构件的受力情况，以及为桥梁维修加固方案的合理性和有效性提供科学的理论依据。我们在维修加固前后均对松山大桥进行了荷载试验。

桥梁荷载试验包括静载试验和动载试验，其中，动载试验包括：模态试验、跑车试验、刹车试验。但由于在加固前没有进行动载试验，所以在动载方面缺乏可比性，这里仅对静载试验作受力对比。

通过静载试验，可以测定桥梁结构的静应变、静挠度，以便确定桥梁的真实受力状态、使用性能。以此检验结构的实际工作性能、安全度，并对桥梁的实际承载力和实际刚度做出可靠评价。静载试验采用两辆双后轴自卸车， 加载总重700kN。

静载试验按纵桥向最不利位置布载；相应的横桥向设三种工况（中载、左偏载和右偏载） ：

工况1：中载作用下跨中截面最大正弯矩和挠度；

工况2：左偏载作用下跨中截面最大正弯矩和挠度；

工况3：右偏载作用下跨中截面最大正弯矩和挠度。

下面通过桥梁维修加固前后，主梁的控制断面处应变测点以及挠度测点的实测值，与有关荷载试验理论计算所得的理论值进行比较。结果如图1～4。

图1 工况1中载时应变对比图

图2 工况1中载时挠度对比图

图3 工况2、工况3左右偏载时应变对比图

图4 工况2、工况3左右偏载时挠度对比图

从以上图表中可以看出，在桥梁加固前，各工况加载时，在试验荷载作用下跨中出现比较大的应变，个别测点的实测值大于理论值。结构各测点的应变实测值和挠度实测值离散性较大，与理论值之间无明显的协调变化规律。表明该桥存在一定的单板受力情况，实际承载能力不能满足设计荷载的要求。

桥梁维修加固以后，结构各测点在各工况下的应变及挠度实测值均小于理论值，而且结构各测点应变及挠度的实测值与理论值之间的协调变化规律明显，表明该桥已不存在一定的单板受力情况，而且结构横向联系状况良好。

2 结语

本文针对桥梁维修加固前后的受力情况进行了重点分析，以验证目前典型的桥梁维修加固方案的可行性和有效性，为桥梁加固提供了可靠的理论依据。案例中的松山大桥采用了多种加固措施，包括粘贴钢板、粘贴碳纤维、更换桥面系等。在多种措施共同作用下，方案的有效性得到了充分验证。但单一措施的有效性以及哪一种措施更有效还仍是一个疑问，所以在今年的工作中，还需更深入更细致的逐一进行探究。

[1] JTG/T J21—2011, 公路桥梁承载能力检测评定规程[S].

[2] JTG/T H21—2011, 公路桥梁技术状况评定标准[S].