既有桥梁结构的承载能力评定与加固技术研究

2019-09-10苏华阳

甘肃科技纵横 2019年8期

摘要：空心板桥因建筑高度小、施工方便等优点在中小跨径桥梁中应用广泛，然而在其运营过程中普遍存在铰缝脱落、空心板单板受力等问题，危及桥梁使用安全，因此对旧桥进行检测评定显得尤为重要。本文以某在役钢筋混凝土空心板桥为例，对桥梁进行现场外观检测评定技术状况等级，根据评估结果引入相关检算系数修正桥梁结构承载能力验算结果，最后针对桥梁的评定结果提出了可靠的加固措施，为相关桥梁的检测评定和养护加固提供参考依据。

关键词：技术状况;承载能力;加固技术;检测评定

中图分类号：U445.7

0引言：

钢筋混凝土空心板桥具有桥型简单、建筑高度小、施工方便等优点，在城市和公路中小型桥梁建设中应用普遍。但桥梁在运营过程中，由于周围环境的变化、材料自身的缺陷以及车辆荷载的急剧增长，桥梁结构出现了不同程度的病害，空心板桥普遍出现铺装层沿铰缝纵向开裂、板缝间填缝料脱节以及梁板间铰缝破碎、脱落等现象，致使荷载不能有效地横向传递，空心板呈现单板受力状态，危及板梁的结构受力以及行车安全。因此为了确保桥梁安全运营，延长其使用寿命，以满足日益增长的交通量需求，对既有桥梁使用情况进行技术[1]状况及承载能力评定，提出相应的维修加固对策显得尤为重要。

1工程概况：

白银市某钢筋混凝土双孔空心板桥建于2001年，桥梁全长25m，桥面宽7.6m，横断面布置形式为0.3m（护栏）+7m（行车道）+0.3m（护栏），桥面铺装采用水泥钢筋混凝土桥面;下部结构采用实体式桥墩;设计荷载：汽车-20级，挂-100级。钢筋采用HRB335，空心板块混凝土采用C40，人行道板及栏杆为C25混凝土，铰缝采用C30细集料混凝土，桥面铺装采用C30水泥混凝土。

1.1桥梁结构构件编号原则

1.2桥梁主要病害

2桥梁技术状况等级评定

2.1评定方法

根据桥梁现场检测结果，按照先分部再综合的方法对桥梁进行技术状况评定。先对桥梁各构件进行评定，然后对桥梁各部件进行评定，再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定，再综合评估得出整座桥梁的技术状况等级。

2.2桥梁各部件技术状况评定

根据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）对桥面系、上部结构、下部结构技术状况评定结果见详表2-1。

根据评定结果可知该空心板桥桥面系与上部结构技术状况等级为4类，即有中等功能性病害，发展较快，下部结构状态良好，技术状况等级为2类;桥梁现阶段总体技术状况评分为Dr=72.36分，评定等级为三类桥梁，即有中等缺损，尚能维持正常使用功能，为了更加准确完善地评定桥梁健康状况、制定切实可行的养护维修方案，应对此桥进行承载能力验算。

3 桥梁承载能力验算

3.1评定方法

选择最不利或有代表性的桥跨结构作为承载能力检测评定的对象，并通过结构计算分析桥梁内力，初步确定桥梁结构的承载能力，按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）通过对桥梁构件缺损状况的检查评定、构件材质状况与状态参数评定，引入承载能力检算系数、恶化系数及截面折减系数对极限状态下的结构抗力效应进行修正，使承载能力评定结果更能反映桥梁的实际状况。

4维修加固技术

为防止桥梁病害继续发展，进而危害桥梁使用安全，根据桥梁现有病害和技术状况等级评定结果，对其后期治理提出如下建议：

4.1修补底板破损混凝土

先对底板进行机械打磨，凿除底板破损处的表面混凝土，然后用高压水清洗基面，接着对锈蚀严重的钢筋进行除锈，最后涂抹环氧砂浆修复混凝土缺陷。

4.2重新澆筑铰缝

为了加强该空心板梁桥的横向联结刚度，改善空心板的单板受力状态，需要对该桥重新浇筑铰缝，具体方案如下：

采用人工凿除方式清理铰缝混凝土，在梁板腹板刷毛满足设计及规范要求后，用空压机和清水将腹板面清洗干净。

2）为了增强空心板的横向联系，在铰缝布设钢筋，将预埋钢筋与新布设的钢筋交叉点绑扎连接，保证支垫稳定，接着浇筑铰缝混凝土。钢筋布设完成后，将底模吊拉稳定。浇筑铰缝混凝土前严禁在钢筋上踩踏，同时要确保预埋钢筋在梁板内的锚固长度。

3）混凝土浇筑完成后，应及时用土工布覆盖、洒水养护，待混凝土强度达到设计要求后及时进行表面凿毛，凿除表面浮浆，凿毛质量必须满足设计规范要求。

4.3重做桥面防水混凝土

由于原桥面铺装损坏严重，减小了该空心板梁桥的横向整体性，使车辆荷载不能有效地传递给其他空心板，因此需要拆除原桥面铺装重新浇筑防水混凝土，具体加固方案如下：

1）拆除原桥面铺装，将梁顶面彻底凿毛后采用钻孔植筋法布设抗剪锚固钢筋，抗剪锚固筋可采用C12钢筋，植筋长度10cm，植入深度5cm，外露5cm，间距30cm×30cm呈梅花形布置。接着在桥面布设钢筋网，钢筋网距混凝土顶面3cm，用架立钢筋支撑并焊牢，网下保证有3cm的净空，架立钢筋的密度不少于4根/cm，抗剪锚固筋与下层钢筋网焊接。

2）进行槽钢模板的安装，槽钢底部用水泥砂浆填塞以防漏浆，内侧刷脱模剂。靠近人行道路缘石一侧路面由于无槽钢模板，可弹墨线控制其标高。

3）混凝土摊铺后用平板振动器振捣，振捣的持续时间应以混凝土停止下沉、不冒气泡并泛出水泥浆为准，且不宜过振。在路面混凝土强度达到6～12MPa后用刻槽机制横向抗滑槽，接着薄膜覆盖7d，洒水养生应不少于14d。

5 结论

1）通过对该桥进行外观检测，该钢筋混凝土空心板桥总体技术状况评定等级为三类桥，桥梁的横向整体性差，构件间连接弱，部分空心板呈现单板受力状态，导致主梁刚度变小，本桥承载力降低，对桥梁的使用功能造成影响，建议对该桥及时进行加固维修。

2）根据桥梁技术状况评估结果，结合《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T H21-2011）验算桥梁承载力，在计入了承载能力检算系数、恶化系数和截面折减系数的情况下，该桥承载能力满足检算要求，并且承载能力评定结果能反映出桥梁的实际状况。

3）本文研究内容针对的是钢筋混凝土空心板桥，最后根据桥梁病害提出了有效的维修加固措施，可为同类桥梁的检测评定及加固维修提供参考。

6 参考文献

[1]邵旭东主编.桥梁工程（第四版）[M].北京：人民交通出版社.2016.

[2]叶见曙主编.结构设计原理（第三版）[M].北京：人民交通出版社.2014.

[3]中华人民共和国行业推荐性标准.公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）.中华人民共和国交通运输部发布.2011.

[4]中华人民共和國行业推荐性标准.公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011）.人民交通出版社.2011.

[5]尚德坤.在役桥梁承载能力验算分析[J].河南建材，2017（03）：29-31.