重载交通条件下T梁桥横隔板受力及加固方法分析

吴小兵、夏妮娜

（1.江西交通咨询有限公司，江西 南昌 330000；2.江西省公路工程有限责任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

现阶段，我国交通行业在不断发展和进步，重载交通因效能大、效率高俨然成为交通运输发展的必然趋势。但是载重超过一定限度，其弊端也暴露无遗。整体荷载较大，会对桥梁造成一定的损伤，影响桥梁安全性能，对T 梁桥的影响更大。

为此，相关工作人员需要进行详尽的结构分析和力学计算，以确定横隔板在不同荷载条件下的受力情况，并根据T 梁桥的实际损伤情况制订相应的加固方案，根据损伤的类型和程度采取不同的加固措施、加固材料，以确保加固效果。此外，需要定期进行桥梁检测和监测，以及时掌握横隔板的新损伤和变形情况，以便及时采取修复和加固措施，延长T 梁桥的使用寿命，并确保其安全运行。

1 T 梁桥受力分析

随着经济的飞速发展，重载交通在交通运行中的作用和价值越来越突出。在重载交通发展的影响下，交通运行整体构成发生了一定的变化，货车数量呈上升趋势，在车辆总量中占大比例。

以江西省为例，全省货车占比为82.3%，客车占比为17.7%。调查显示，货车中以大型货车为主，大型及大型以上货车数量较多，其中特大型货车占比为49.85%，中小型货车占比为32.45%。因此，在对T 梁桥荷载情况建立模型分析的过程中，将货车作为模拟，可以更好地了解T 梁桥实际荷载情况。T 梁桥的整体荷载主要来自货车的压力，因此需要将此作为重点研究内容，并根据荷载模型进行数据计算，为后续T 梁桥受力情况分析提供强有力的支持。车辆荷载横向布置如图1 所示。

图1 车辆荷载横向布置示意图（单位：m）

2 重载交通条件下T 梁桥横隔板受力分析

2.1 建立计算模型

为了更好地对T 梁桥横隔板受力情况进行分析，可以利用MIDAS/Civil 计算软件进行计算分析，以保证计算数据的准确性及可靠性。构建计算模型的过程中，需要保证其符合相关规定和标准，保证计算模型设计与规定规范及原桥设计标准保持一致。

同时，在计算过程中，为了保证受力分析的精准性，需要对T 梁桥进行综合考量，将结构重力、预应力荷载、混凝土收缩变形、桥面铺装以及汽车荷载等内容纳入实际计算之中，进而保证数据结果的真实性及可靠性。

在实际构建计算模型的过程中，可以利用梁格法，为了保证计算分析的精准性，可以按照桥梁的实际情况将T 梁桥横隔板划分成3 个单元，对不同单元的T 梁桥横隔板的横截面进行定义。在单元模拟中，一般应用梁单元模拟方式。为了保证计算模型的精准性，得到准确的T 梁桥横隔板受力数据，对于整体桥梁湿接缝的位置，以桥梁长度为标准进行单元划分，如每60cm 为一个单元，同时按照实际情况建立横向梁格[1]。横向梁格如图2 所示。

2.2 有限元分析

T 梁桥在实际运行过程中，整体结构会受到横向振动特性的影响，其自身的刚度及强度也会对整体应用造成一定的影响。

此外，T 梁桥结构也会受到施工及外部荷载的影响，外部荷载主要是指大型货车运行过程中产生的荷载。大型货车在实际运行过程中产生的运动频率与T 梁桥结构横向自振频率相似，在这种影响下，会发生共振情况。研究人员对T 梁桥此状态进行分析，发现桥梁结构横向振幅较大，降低T 梁桥应用的安全性，容易引发安全事故。随后，研究人员分析了运动频率与车辆行驶速度、运行半波长之间的关系，得出公式（1）：

式（1）中：f代表运动频率，l代表车辆行驶运行的半波长，v代表车辆行驶速度。

2.3 荷载组合情况下T 梁桥横隔板受力分析

T 梁桥在实际应用过程中，除永恒荷载外，过往车辆也会对桥梁产生相应的荷载，如汽车、挂车等。永恒荷载主要是指桥梁预应力荷载、混凝土收缩变形、桥梁上部结构自重和桥面铺装防撞墙。T 梁桥在实际应用中需要承担多种荷载，一般是永恒荷载与其他荷载的组合，随后相关研究人员对受力情况进行相应的计算[2]。其中预应力荷载按照标准强度1570MPa计，张拉控制力为：

0.75×1570MPa=1177.5MPa

实际进行计算之前，需要对桥梁承载能力的极限状态以及正常使用极限状态下的抗弯承载力进行计算，具体如表1 所示。

表1 T 梁桥横隔板抗弯承载力

从表1 可以看出，T 桥梁的承载能力以及正常使用极限状态下，横隔板均满足相关规定和标准。因此，相关研究人员进行了深入研究和分析，了解T 梁桥横隔板实际受力情况，分析T 梁桥横隔板出现病变的原因，发现T 梁桥横隔板发生病变主要在于结构受力，在重载交通条件的影响下，很容易对T 梁桥的整体结构造成严重的不良影响。

此外，在实际施工过程中，施工工艺以及施工环境等因素也会对T 梁桥横隔板的应用情况造成一定的影响。

T 梁桥横隔板主要承担桥梁以及过往车辆产生的荷载，也可以传递梁间弯矩及剪应力。在重载交通的影响下，桥梁承担的荷载发生了一定的变化，荷载逐渐提升，T 梁桥下部会产生较强的拉应力，最终导致混凝土出现裂缝。此现象会导致抗剪裁面被削弱，在剪应力及弯矩的作用下，T 梁桥横隔板出现损坏，影响桥梁应用的安全性及稳定性。

3 重载交通条件下T 梁桥横隔板加固方法分析

由于T 梁桥横隔板产生的病害不仅会降低桥梁的使用年限，也会对行车的安全性造成一定的不良影响。

因此，相关研究人员针对T 梁桥横隔板的病害原因进行了深入研究，并根据实际情况提出加固方法，进而提升T 梁桥横隔板的使用年限，同时对桥梁结构进行加固，提升整体刚度及强度。

在实际进行加固的过程中，主要是针对裂缝以及锈蚀等进行处理，包括路面裂缝、混凝土破损以及钢筋锈蚀等。裂缝、破损以及钢筋锈蚀，都会对混凝土结构造成严重的不良影响，降低整体稳定性，影响车辆运行的安全性。对T 梁桥横隔板进行耐久性加固，可以延长T 梁桥横隔板的使用年限，可以减少损伤，降低后续重建的成本支出[3]。

相关研究人员在分析T 梁桥横隔板受力情况的基础上，提出以下几种有效的加固方法：

第一，扩大横隔板截面。此加固方法的限制性比较小，适用于不同类型的T 梁桥横隔板加固，而且在实际应用过程中，工厂可以直接按照模板生产制作新增的钢槽，可以从根本上保证构件质量，有效提升T梁桥横隔板的抗弯强度及抗剪强度。但此方法在实际应用中也存在一定的弊端，会增加T 梁桥横隔板自身重量，影响主梁受力情况。针对此情况，需要在施工过程中在T 梁桥横隔板上配置钢筋。

在实际施工过程中，需要保证钢槽位置的精准度，这对施工人员的技术水平提出了更高的要求。研究调查显示，应用此方法效果良好，可以提升近60%的承载力，但在实际应用过程中，工作人员一定要考虑主梁受力情况，并对其进行精准计算，以有效发挥此方法的最大作用和价值。

第二，两侧粘贴钢板。由于扩大横隔板截面加固方法会增加T 梁桥横隔板自重，还需要考虑主梁的受力情况，且施工工期相对较长，因此部分施工团队针对T 梁桥横隔板加固，选择粘贴钢板的方法。该方法是在T 梁桥横隔板下缘两侧的位置粘贴钢板，同时结合贴锚方式，可以从根本上提升T 梁桥横隔板强度与刚度，保证桥梁的稳定性。

此加固方法操作更加简单、便捷，能够节约一定的时间资源，且不会大幅度提升T 梁桥横隔板自重，因此不会对主梁的受力情况造成严重影响。但此方法在实际应用中也有一定的限制，只适用于形状规则的T 梁桥横隔板。在实际进行钢板粘贴的过程中，需要考虑粘贴高度对T 梁桥横隔板抗弯能力造成的影响，通常可以将其粘贴在50cm 左右的位置，效果更好[4]。

其中，粘贴U 形钢板是粘贴钢板的一种形式，其效果更好，较两侧粘贴钢板可以提升T 梁桥横隔板40%的承载能力。在T 梁桥横隔板上粘贴U 形钢板，不会影响T 梁桥横隔板自身重量，不会影响桥梁主梁受力情况，且施工操作更简单、方便，该方法也因此成为规则T 梁桥横隔板加固的主要方法。

4 结语

综上所述，现阶段我国交通行业在不断发展和进步，尤其是重载交通发展很快，对桥梁建设施工提出了更高的要求，主要是因为重载运行会对T 梁桥横隔板造成不良影响，降低其承载能力。文章对T 梁桥横隔板的受力进行相应分析，通过文献调查的方式了解了T 梁桥横隔板的病害成因，提出有效的加固处理方法，以期促进T 梁桥横隔板的承载能力的提升，使其更好地适应重载交通发展的新形势，保证T 梁桥的稳定性与安全性。