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談混凝土梁橋的維修與加固方法
摘要：結(jié)合某大橋的維修加固，探討了早期橋梁普遍存在的標(biāo)準(zhǔn)低、承載力不足等問(wèn)題的維修加固方法。關(guān)鍵詞：舊橋；維修；加固；方法
1 概況
橋梁始建于1968年，荷載等級(jí)為汽－13、拖－60，橋?qū)拑?＋2×0.75米人行道。上部結(jié)構(gòu)為T(mén)型梁，橡膠板伸縮縫，兩側(cè)為欄桿式護(hù)欄；下部結(jié)構(gòu)為雙柱墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；單孔跨徑22.2米，共31孔，全長(zhǎng)688.2米。該段路目前的平均日交通量為2534輛。
由于該橋修建年代久遠(yuǎn)，原設(shè)計(jì)和竣工資料已無(wú)從查找，為對(duì)該橋的承載能力和使用性能有一個(gè)科學(xué)的分析，先對(duì)該橋進(jìn)行了動(dòng)、靜載檢測(cè)，并請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家對(duì)該橋的現(xiàn)狀及改造方案進(jìn)行了論證，結(jié)論如下：（1）該橋能夠滿(mǎn)足汽－13、拖－60的荷載要求，但不能滿(mǎn)足目前使用荷載汽－20、掛－100荷載等級(jí)的要求；（2）橋梁梁板目前產(chǎn)生的裂縫較多，有的裂縫超出了技術(shù)規(guī)范的要求；（3）目前梁板尚無(wú)其它較大病害，且撓度變形較為正常，建議繼續(xù)利用老橋板，而采取相應(yīng)的加固措施，使該橋提高到汽－20、掛－100的荷載等級(jí)。
2 可選維修加固方法及其適用性
經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的論證，該大橋的維修加固方法最終確定為上部T梁可采用壓力灌漿法和鑿槽嵌補(bǔ)、截面增強(qiáng)、鋼板或炭纖維粘貼加固等方法進(jìn)行加固；墩臺(tái)下部鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法進(jìn)行加固。
2.1 壓力灌漿和鑿槽嵌補(bǔ)法。各類(lèi)混凝土梁橋的裂縫修補(bǔ)，對(duì)于縫寬小于0.3mm的裂縫或表面裂縫可采用表面封閉；對(duì)于0.3mm～0.5mm的裂縫可采用化學(xué)灌漿封閉；對(duì)于大于0.5mm的裂縫則需采用鑿槽嵌補(bǔ)法修復(fù)。裂縫較大時(shí)采用手壓泵注漿；裂縫較細(xì)或灌漿量小時(shí)采用注射器注漿；封閉應(yīng)嚴(yán)格；作業(yè)要防火、防毒；鑿槽嵌補(bǔ)時(shí)應(yīng)將槽內(nèi)清除干凈，用水泥砂漿填補(bǔ)時(shí)槽內(nèi)應(yīng)濕潤(rùn)，用環(huán)氧砂漿時(shí)槽內(nèi)應(yīng)干燥。
2.2 截面增強(qiáng)法。當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí)，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增加配筋，提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高梁的承載能力。該法廣泛應(yīng)用于梁橋。
2.3 貼加固法。當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載能力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí)，梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。采用粘結(jié)劑及錨栓，將鋼板或炭纖維條粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板或炭纖維條代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，達(dá)到提高梁的承載能力的目的。
2.4 筋混凝土套箍或護(hù)套加固法。當(dāng)橋梁墩臺(tái)由于埋置深度不夠，或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，導(dǎo)致墩臺(tái)開(kāi)裂破損時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。當(dāng)墩臺(tái)損壞嚴(yán)重，如有嚴(yán)重裂縫及大面積表面破損、風(fēng)化和剝落時(shí)，則可采用圍繞整個(gè)墩臺(tái)設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法進(jìn)行加固。
3 加固方法的選用
經(jīng)專(zhuān)家研究在造價(jià)和施工難度上進(jìn)行比較后，決定：
3.1上部T梁。（1）由于粘貼加固法中的鋼板粘貼加固法和炭纖維粘貼加固法施工難度較大、造價(jià)較高且其加固方法并不能提高T梁的剛度從而在根本上解決T梁擾度過(guò)大的問(wèn)題。（2）截面增強(qiáng)法雖然施工難度較高但造價(jià)較低，且可以提高橋梁的設(shè)計(jì)荷載，可以提高T梁的剛度在根本上解決T梁擾度過(guò)大的問(wèn)題，故在橋梁維修加固設(shè)計(jì)中采用該方法。（3）T梁的裂縫采用壓力灌漿和鑿槽嵌補(bǔ)法進(jìn)行封閉。
3.2 下部墩臺(tái)。（1）由于原有橋臺(tái)為U型橋臺(tái)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中未出現(xiàn)大的病害故在此次設(shè)計(jì)未予維修加固。（2）橋墩采用鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法和增加承臺(tái)法進(jìn)行加固。
4 橋梁維修加固設(shè)計(jì)
4.1 上部T梁的加固設(shè)計(jì)。設(shè)置下馬蹄，并根據(jù)計(jì)算配置4Φ25 2Φ20鋼筋，馬蹄尺寸為33×28cm，梁高由原135cm增高至153cm。經(jīng)過(guò)計(jì)算橋梁的抗力強(qiáng)度及剛度已經(jīng)滿(mǎn)足汽-20，掛-100設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)。具體數(shù)值如下：（1）其荷載效應(yīng)的控制值為Mj=3113.1KN.m，拉力效應(yīng)的理論計(jì)算值為Mj=4221.5KN·m。（2）剪力荷載效應(yīng)的控制值為Qj=556.2KN，控制截面的鋼筋所需面積為Aw=16.9cm2，控制截面的鋼筋實(shí)有面積為Aw’=32.6cm2。（3）附加恒載及活載對(duì)截面產(chǎn)生的上緣混凝土應(yīng)力為8.5kPa，下緣鋼筋應(yīng)力為151MPa，均小于容許應(yīng)力。（4）附加恒載及活載產(chǎn)生的跨中撓為5.85mm和25.2mm，均小于容許值。
4.2 更換支座。原橋支座為鋼板支座和活動(dòng)擺柱支座，改造后全部改為板式橡膠支座。為此將原橋活動(dòng)擺柱支座拆除，設(shè)預(yù)制墊塊調(diào)整其標(biāo)高。由于原橋鋼板支座與主梁和蓋梁都由預(yù)埋筋焊牢，無(wú)法清除。故采用槽型鋼板扣住鋼板支座，一方面免除剔掉鋼板支座的麻煩和對(duì)主梁和蓋梁的傷害，也為設(shè)置橡膠板支座增加了承壓面積。
4.3 橋臺(tái)的改造。因?yàn)樯喜縏梁增設(shè)了下馬蹄，故T梁高度增加了18cm，且隨著支座的更換原橋臺(tái)背墻高度已不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，故需將原橋臺(tái)背墻進(jìn)行加高。
4.4 墩的加固。橋墩基礎(chǔ)加固對(duì)1～18＃，23～30＃墩進(jìn)行，19～22＃墩為群樁承臺(tái)基礎(chǔ)，有較高強(qiáng)度儲(chǔ)備，0＃及31＃為橋臺(tái)基礎(chǔ)不允加固。加固采用在雙柱間設(shè)置承臺(tái)，形成樁基與擴(kuò)大基礎(chǔ)聯(lián)合作用，承臺(tái)所設(shè)位置在樁柱結(jié)合面以下2m，按此承臺(tái)加固時(shí)
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