德胜大桥T型刚构加固工艺及加固后监控成果分析

2022-10-10杨智取,何炳涛

价值工程 2022年27期

0 引言

佛山市顺德区德胜大桥桥梁全长2401m，跨径组合：（31×30+35）m预应力砼T梁+（45.5+2×70.5+45.5）m的T型刚构+（20×30+35）m预应力砼T梁+（83+128+83）m预应力砼连续箱梁+（35+8×30）m预应力砼T梁。桥梁设计荷载为公路-I级。主航道主桥（83+128+83）m预应力混凝土连续箱梁，上部结构混凝土为C50，桥宽为25m，桥面铺装采用沥青混凝土，桥墩采用板式桥墩和柱式桥墩。

1 桥梁病害状况

桥面点检测东线桥（左幅）外侧、内侧主跨跨中分别下挠18.79㎝、13.53㎝，西线桥（右幅）外侧、内侧主跨跨中分别下挠23.42㎝、22.17㎝，东线桥（左幅）梁底点主跨跨中下挠值为15.61㎝，西线桥（右幅）主跨跨中下挠22.34㎝，最大下挠值22.34㎝，位于西线桥（右幅）主跨跨中梁底。

2 桥梁加固工艺

2.1 体外预应力加固

左、右幅桥的边跨设置4束体外索通道，张拉4束，通过设置转向块，锚固在墩顶横隔板现浇的锚固块上，桥梁锚固端位置为边墩A型锚固块，张拉端位置为中墩B型锚固块；中跨设置8束体外索通道，张拉6束，备用2束，通过设置转向块，锚固在墩顶横隔板现浇的锚固块上，均为两端张拉。

2.2 主要施工工艺顺序

主航道桥体外预应力主要施工工艺顺序具体见流程图，如图1所示。

图1 主要施工工艺流程图

3 有限元模型

该桥通过桥梁分析软件MIDAS/FEA进行模拟计算。本次计算分析了主航道桥的整体受力变形情况、锚固块和转向块的局部应力情况，具体的实体计算模型见图2。

图2 德胜大桥MIDAS/FEA有限元模型

4 加固后监控成果分析

本次的监控对象是德胜大桥主航道桥左、右幅连续箱梁结构，通过监控该桥在施工过程中的受力情况、外观情况、变形情况。从工程开始，到全桥施工完成。

4.1 挠度监控成果分析

本次挠度监控成果使用水准仪严格按照国家水准测量规范要求进行。在桥面连续梁墩顶、L/8、L/4、3L/8、L/2左右侧准确位置进行布点。监控后得到挠度实测值，并与理论计算值进行对比。左幅体外预应力张拉前后挠度监控对比见表1~表2与图3~图4；右幅体外预应力张拉前后挠度监控对比见表3~表4与图5~图6。

图5 右幅桥体外索张拉后的桥面线型

图6 右幅桥体外索张拉变形情况

表1 左幅预应力张拉前后挠度监控对比表

表2 左幅桥体外索张拉变形情况

图3 左幅桥体外索张拉后的桥面线型

图4 左幅桥体外索张拉后的桥面线型

表3 右幅桥预应力张拉前后挠度监控对比表

表4 右幅桥体外索张拉变形情况

该桥体外索张拉变形实测值与理论值比较情况见表2和图4。可以看出，该桥左侧、右侧主跨跨中分别上翘20.54mm、20.71mm，而理论值均为24.97mm，其实测值与理论值的比值为0.823和0.829，实测挠度与理论值变化趋势相吻合，结论表明该桥变形属于弹性变形，结构工作状态正常。由于监控过程中无法封闭交通，故测量值存在一定的误差性。

该桥体外索张拉变形实测值与理论值比较情况见表4和图6。可以看出，该桥左侧、右侧主跨跨中分别上翘22.60mm、25.83mm，而理论值均为24.97mm，其实测值与理论值的比值为0.905和1.034，实测挠度与理论值变化趋势相吻合，结构变形属于正常范围内，结构处于正常的工作状态。需要指出的是，由于标高测量是在没有封闭交通的情况下进行，车辆行驶等影响会给测量带来一定的误差。

4.2 应变监控成果分析

该桥体外预应力张拉施工持续时间为4天，温度在8℃~13℃之间，实测应变情况见表5。该截面测量共7个工况，每个工况测量4次，取数据稳定数值。

表5 A截面应变测量情况单位：Hz

该截面应变理论计算情况见表6所示，表6和图7为该截面实测应变与理论值的比较情况。监测结果表明，结构在各体外索张拉过程中，截面实测应力值较接近理论计算值（特征测点5#测点实测值为-49.9με，理论值为-63.7με，两者比值为0.784），该截面的应力变化趋势与理论计算值相吻合。监控成果证明该桥加固后受力均匀，未发现突变。