空心板桥梁加固前后荷载试验分析及加固措施研究

潘忠岳

(贵州宏信创达工程检测咨询有限公司，贵州 贵阳 550001)

1 工程概况

贵阳市16 m简支多跨现浇混凝土空心板市政桥梁，桥宽18 m，双向四车道，采用板式橡胶支座，锌铁皮伸缩缝，缝内填沥青麻絮；桥面铺装厚度10 cm。柱式桥墩，桩基础。设计荷载：汽车-20级，挂车100。

该桥运营多年，随着交通量的进一步加大，桥梁病害加重，为了保证桥梁的正常使用，需对桥梁的承载能力进行评估。

2 桥梁现状

(1)外观检测：桥梁存在的主要病害有底板存在大量纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝，裂缝最大宽度0.25 mm；网状裂缝并伴有渗水痕迹；底板存在空洞、破损、露筋；桥墩存在竖向裂缝。

(2)荷载试验：选取病害最严重的第16跨进行了静载试验，试验跨刚度、强度均满足原设计活载(汽车-20级，挂车100)要求，不满足现行城市桥梁荷载要求。

(3)根据《公路桥涵养护规范》(JTG/H11-2004)中桥梁技术状况评定方法和标准，该桥技术状况得分为49.71，评定为三类桥。

图1 16跨底板主要病害示意图

3 加固方案

针对该桥梁现状，采取的加固方案为：(1)在低纵坡一端距空心板端部1～1.5 m板底打孔，布置PVC排水管排除空心板内腔积水，并完善桥梁集中排水系统；(2)对缝宽<0.15 mm的裂缝采用裂缝修补胶涂刷封闭处理，对缝宽≥0.15 mm的裂缝采用低压灌浆处理；(3)对病害最严重的第16跨纵向粘贴预应力碳纤维板。

4 荷载试验

本桥荷载试验测定项目及内容为桥面线形以及空心板控制截面应变等。根据现场实际情况，通过理论计算，采用等效荷载的方式布载，详细测试断面及测点布置如下图，加固前后测点及车辆布置均保持一致。

5 结果对比分析

为了解加固前后桥梁的实际受力情况，加固前后分别进行了荷载试验，对实测值进行了对比分析。

(1)加固前后挠度对比

表1列出了加固前后主梁跨中挠度测点的计算值和实测值。从表中可以看出，加固后测点实测值比加固前要小，加固后结构整体的刚度得到提高。

表1 跨中挠度实测值及理论计算值

(2)加固前后应变对比

表2列出了加固前后主梁测点应变的计算值和实测值。从表中可以看出，加固后测点实测值比加固前要小，加固后结构整体的强度得到提高。

表2 应变实测值及理论计算值

(3)加固前后冲击性能比较

载重车辆在无任何障碍的情况下，用1辆载重汽车(总重约360 KN)以20 km/h、30 km/h、40 km/h的速度驶过桥跨结构和以20 km/h、30 km/h速度在测试跨正弯矩最不利截面(行车道)进行紧急刹车，测定桥跨结构在运行车辆荷载的作用下的动态反应。根据桥梁振动的最大动应变幅值求出不同车速下桥跨结构的冲击系数。加固前桥梁的冲击系数为0.112～0.227之间，加固后桥梁的冲击系数为0.095～0.145之间，加固后桥梁的冲击效应明显降低，表明加固改造对桥梁的抗冲击能力有明显提高。

6 结 论

随着交通量的进一步加大，裂缝、渗水等病害在空心板桥梁中将普遍存在，对该类病害较严重的桥梁需进行维修加固处理。本文用一个工程实例为例，采用荷载试验数据对加固前后的试验值进行了对比验证。结果表明，(1)加固后，桥梁的受力得到了较好的改善，强度、刚度得到了较大的提高；(2)加固后桥梁的动力性能良好，抗冲击能力有明显提高。(3)验证了此加固方法的可行性，可为同类桥梁加固提供依据。