体外预应力加固组合箱梁应用实践

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1、◎体外预应力加固组合箱梁应用实践高兆东(江苏京沪高速公路有限公司，江苏淮安230005)摘要：针对高速公路上的部分预应力组合箱梁病害进行了加固实践。从荷载标准确定计算依据，分析病害产生原因，从而制订稳妥有效的加固方案，并成功地进行了实施，供同类工程参考。关键词：体外预应力；箱梁；加固施工近年来，随着高速公路通车年限及交通流量的增心桩号为K759+13O，跨径布置为12×(6×30)m，长，由于各种原因造成的高速公路桥梁病害也逐渐显桥梁全长2168．2m。桥梁上部结构采用30m跨径现，桥梁安全也日益得到养护管理单位的重视。部分先简支后连续的部分预应力混凝土(A类

2、)组合箱预应力组合箱梁作为一种快速施工的桥梁结构在高速梁，东西两幅横向共8片箱梁(见图1)。箱梁梁高公路中得到大力推广，其病害也具有一定的普遍性。1．5m，上铺5cm厚30号防水混凝土调平层和9cm沥青混凝土桥面铺装。下部结构为桩柱式墩、肋板1工程背景及概况式台和钻孔灌注桩基础。设计荷载：汽车一超2O新沂河大桥位于京沪高速公路(江苏段)，桥梁中级，挂车一120。路线中心线路线由心线图1预应力混凝土(A类)组合箱梁单位：em1．1桥梁典型病害及发展历程要病害有腹板竖向裂缝、腹板斜向裂缝和底板横向裂1．1．1病害种类缝三类。总体上，右幅(京沪方向)病害严重，左幅(

3、沪本桥部分预应力混凝土(A类)组合箱梁存在的主京方向)病害明显较轻，与桥面京沪方向交通荷载大于沪京方向交通荷载情况相吻合。边跨裂缝数量很少，收稿日期：2O14一O71O46上踢么姥N。．32014◎次边跨、中跨有大量裂缝。态称重系统误差(根据标定结果按偏大lO计算)等(1)腹板竖向裂缝：左、右幅箱梁腹板均存在较多因素，经计算，右幅实际车辆荷载为公路一I级荷载的竖向裂缝，缝宽一般为0．10～0．15mm，主要分布在1．24倍。1／4跨至跨中附近，测得缝深为5O．4mm，其中右幅即京沪方向较多。2箱梁主要裂缝成因分析(2)腹板斜裂缝：左、右幅箱梁腹板有少量斜向45

4、。2．1箱梁通用图设计裂缝，裂缝深度测试为16～78．6mm。主要分布于1／本桥箱梁采用20世纪9O年代部颁通用图，与目4跨至跨中，其中右幅即京沪方向较多。前采用的通用图相比，总体上变化不大，原箱梁尺寸稍(3)底板横向裂缝：右幅箱梁底板大量横向裂缝，偏小，梁高高度偏低i0cm，腹板、底板厚度偏薄3cm，主要分布于跨中附近，间距约20～40cm，裂缝宽度均边梁预应力钢束少4根咖15．2，中梁少3根咖15．2。较小，一般在0．1mm以下。左幅即沪京方向箱梁端部腹板纵向水平钢筋8间距10cm，中部腹板纵向2013年也发现少量横向裂缝。水平钢筋咖8间距20cm偏大(目

5、前为10cm)。通过1．1．2病害发展历程计算可知，在原设计状态组合II下，底板最大拉应力2008年检查时箱梁底板无横向裂缝，腹板已有大为一2．2MPa，满足规范部分预应力A类构件限值一量的竖向裂缝和少量斜向裂缝，裂缝宽度为0．1mm。2．7MPa要求，但富余量不大。2010年底板横向裂缝为56条，2011年已达到366条，2．2超载裂缝数量增加较快。超载是桥梁各类病害产生的首要原因。根据2008年腹板竖向裂缝为645条，2010年已达到初步科研成果，京沪高速右幅车辆荷载作用为公路1954条，2011年数量基本持平。一I级荷载的1．24倍。经计算在公路一I级荷

6、载的2008年腹板斜向裂缝为4条，2010年已达到431．24倍荷载作用下，箱梁承载能力和抗裂性能严条，2011年数量为52条。重不足。2012年12月又对病害最严重的右幅第九联进行2．3腹板竖向裂缝、斜向裂缝检测，与2011年3月的对比得出如下结论：腹板裂缝出现早，中间裂缝宽度大，分析为早期(1)新增裂缝主要集中在中跨和次边跨，边跨没有收缩、后期温度应力和车辆的超载作用综合影响产发现新增裂缝，且边跨原有裂缝数量亦较少；裂缝主要生。箱梁腹板薄，混凝土收缩应变较大，腹板水平纵分布于1／4L一3／4L之间。向钢筋间距20cm偏少，由于顶底板的约束作用，收(2)腹板

7、新增竖向裂缝相对于原有数量相对较少，缩应变在腹板中部达到最大；且后期非线性温度应目前每片梁腹板竖向裂缝约i0~20条不等；底板横向力也产生较大拉应力，并在腹板中上部拉应力最大；裂缝数量有较大增加，每片梁底板横向裂缝约2O～30加之车辆超载的作用，促进了裂缝产生和发展。三条不等，裂缝宽度为0．1mm。者综合作用导致了裂缝的发生，与实际裂缝宽度和1．2实际运行荷载课题研究的主要结论发展情况吻合。根据《基于WIM和SHM的新沂河大桥车辆荷载2．4底板横向裂缝模型阶段报告》，我们进行了新沂河大桥实际车辆荷载底板横向裂缝主要由超载作用引起。在实际运营与公路一I级荷载的比

8、较，主要结论：①无论左幅还是荷载作用下