简支空心板梁桥粘贴钢板加固分析

马威

摘  要：对某高速公路中一跨8米钢筋混凝土简支空心板板底粘贴钢板进行理论分析，通过粘贴钢板前后桥梁各梁板极限抗弯承载力和极限抗剪承载力对比，发现粘贴钢板后原桥承载力提高了75%，但刚度提高效果并不明显。

关键词：钢筋混凝土空心板;承载力;粘贴钢板;对比分析

中图分类号：U445          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）15-0108-02

Abstract： Based on the theoretical analysis of pasting steel plate at the bottom of a reinforced concrete simply supported hollow slab with a span of 8 meters in an expressway， through the comparison of the ultimate bending bearing capacity and ultimate shear bearing capacity of each beam and slab of the bridge before and after pasting steel plate， it is found that the bearing capacity of the original bridge is increased by 75% after pasting steel plate， but the effect of stiffness improvement is not obvious.

Keywords： reinforced concrete hollow slab; bearing capacity; bonded steel plate; comparative analysis

1 概述

近年来随着我省交通事业的大力发展，公路通车里程日益增多，在西部山区公路中桥隧占很大比例，因此公路中在役桥梁数量不可小觑，随着桥梁服役期限增长，桥梁加固维修任务也日渐增多。随着材料科学技术的不断发展，各种新材料新方法在桥梁加固维修行业也得到了快速发展和应用，但作为传统加固材料及方法的粘贴钢板加固法具有施工速度快，粘钢质量容易保证，桥下净空不减少，交通影响少等优点，因此采用粘贴钢板法在各种桥梁加固维修方案数量中仍占有很大比例。鉴于此本文笔者通过对某高速公路中一跨8m钢筋混凝土简支空心板板底粘贴钢板进行理论分析，对比了加固前后桥梁承载力及刚度的变化量。

2 桥梁概况

某高速公路中一无名小桥上部结构为1-8米钢筋混凝土空心板，下部结构为重力式台，由于服役时间久，施工质量差等原因，各梁底均不同程度出现了不规则网状裂缝及跨中前后2m范围内分布横向裂缝，梁底混凝土箍筋处锈蚀等病害。原橋设计荷载等级为公路-Ⅰ级，桥面宽度12m，横向布置形式为0.5m（波形护栏）+11m（行车道）+0.5m（波形护栏）。空心板构造图如图1，主筋配筋构造图如图2，其中1#，1'#，2#，3#钢筋均为直径18mm的HRB335钢筋，8#钢筋为直径10mm的R235钢筋，采用C30混凝土浇筑。采用梁底粘贴钢板法进行加固，加固方案为每片板底延梁长方向钢板粘贴采用粘贴5mm厚钢板，钢板规格为5mm×990mm。板底粘贴钢板构造如图3。

3 极限承载力对比分析

依据原桥设计时采用的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004规范和该桥加固时采用的《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008分别计算该桥加固前后正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力。计算结果见表1。

对比分析可知粘贴钢板后中板和边板正截面抗弯承载力分别增大了116%和120%;斜截面抗剪承载力分别只增大了75%和77%，取正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力增大值的最小值，则原桥承载力提高了75%。

4 刚度对比分析

对该桥采用有限元软件建模，模型离散图如图4，通过赋予不同截面特性来模拟加固前后的桥梁状态，对比分析在双车道公路-Ⅰ级荷载偏载作用下的全桥各梁板挠度变化。计算结果见表2。

对比分析可知桥梁在公路-Ⅰ级荷载作用下粘贴钢板后各梁板挠度均下降3%及以上，因此板底粘贴钢板对该桥刚度提高效果不明显。

5 结论

（1）通过对比分析粘贴钢板前后桥梁各梁板极限承载力和公路-Ⅰ级荷载作用下跨中挠度，粘贴钢板后可有效提高原桥承载力，使原桥承载力提高75%。

（2）粘贴钢板对该桥刚度提高效果并不明显。

（3）综合上述对比分析，粘贴钢板虽然对正截面抗弯承载力提高很多，但对斜截面抗剪承载力提高不大，而使桥梁承载力的提高系数较低，加固设计人员可从粘钢量方面进行复核计算使桥梁加固后正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力的提高系数趋于一致，而充分发挥粘贴钢板的性能。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T J22-2008.公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.

[3]邵旭东，程翔云，李立峰.桥梁设计与计算[M].北京：人民交通出版社，2007.

[4]郭传养.桥梁采用粘贴钢板技术加固的效果[J].黑龙江交通科技，2018（8）：91-92.

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