连续板梁粘钢加固结构分析.pdf

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1、广东建材2010年第7期施工技术连续板梁粘钢加固结构分析邓少伟林启辉黄希(广东省建筑科学研究院)摘要：据检测报告结论，惠州大亚湾石化区进场桥裂缝宽度超限，由于地处海水环境，对桥梁使用耐久性影响较大，建议对其加固。为了满足当地经济发展所需的交通状况，抑制裂缝进一步发展，采用粘贴钢板进行加固。同时通过计算分析，说明该加固设计可以达到加固目的。关键词：连续板梁；裂缝超限；粘钢加固1工程背景石化区进场桥位于惠州市大亚湾经济开发区石化大道，西岸与滨海四路相连，跨越排洪渠，是一座三跨现浇连续板梁桥。桥梁横向由4块板梁通过后浇段连接，单块板梁宽7．5m，该桥全长42．om，桥面总宽30．Om，

2、横向布置形式为：0．2m(栏杆)+1．8m(人行道)+26．08m(机动车道)+1．8m(人行道)+O．2m(栏杆)。桥面采用混凝土铺装，两侧栏杆为钢管护栏。上部结构为钢筋混凝土实心板梁，梁高70cm。下部结构：桥墩采用莲花形实体板墩，桥台采用桩柱式轻型桥台。设计荷载等级汽一超20，挂一120，。主桥的总体布置图如图1所示：现场踏勘，并结合预算的经济性合理分析，对进场桥采用如下方法进行加固设计：(1)通过病害处理和粘贴钢板(80van厚)加固，消除典型病害对桥梁使用功能的损害，改善桥梁的受力性能，延长桥梁的使用寿命；(2)凿除旧有桥面铺装，重做桥面铺装，并在墩顶负弯矩区加筋以及调

3、整两侧引道纵坡，消除桥头跳车，改善行车状况和桥梁受力状况；(3)重新安装桥面伸缩缝及扩宽缝宽，改善桥梁伸缩变形性能；(4)修复浆砌片石护坡，改善桥台填土的稳定性。本论文主要针对主梁加固前后使用性能上的对比分析，以便从数量上说明粘贴钢板加固效果。钢板布置如图2所示：测、无损检测与动载试验。检查结果表明，该桥2#墩图2主粱粘钢布置立面、平面图：鬈勰冀瑟篇篡凳纂霎黧淼30主梁加固计算分析缝最大宽度为．15舢)，按照《城市桥梁养护技术规范》．=【。不州”吲，I开。刀，J7l(CJJ99—2003)评定方法，依据规范附表I)--2中对损坏类3。1模型简介2能氅⋯⋯⋯⋯必⋯嚣羹霾根据检测报告

4、中所发现的病害内容以及设计人员““。(1)磊箬毒．山河桥检测报告超声回弹综合法测得主——107—-施工技术广东建材2010年第7期图3有限元模型离散图(上：平面，下横断面)梁混凝土强度平均推定值为38．5Mea，计算时考虑一定折减，假定主梁混凝土强度等级为C35。(2)根据设计人员现场踏勘，并对过桥重车、超重车频繁程度进行估算后考虑，按双向七车道，设计车道荷载：按城一A级进行验算(原桥图纸设计荷载为期：汽一超20，验算荷载：挂车-120)。3．3对比分析由于主梁数据众多，仅显示受力最大的边梁受力状况。最不利承载能力极限状态验算组合(1．2倍恒载+l-4倍车道荷载+1．12倍人行荷

5、载)下弯矩图如图4所示：图4最不利承载能力极限状态验算组合下弯矩图(单位：KN*m)最不利承载能力极限状态验算组合(1t2倍恒载+1．4倍车道荷载+1．12倍人行荷载)下剪力图如图5所示：图5最不利承载能力极限状态验算组合下剪力图(单位：K．N)在持久状况正常使用极限状态最不利荷载组合(1．0倍恒载+O。7倍车道荷载+1．0倍人行荷载)下进行验算发现，三跨连续板梁边跨跨中附近板底裂缝宽度计算值达到0．1588mm，超过了III类和IV类环境的0．15ram的钢筋混凝土构件的限值要求(进场桥所处场地为临近海洋的滨海环境，属于III类环境)。这与检测报告中对四片板梁边跨跨中多处出现超

6、限裂缝的的描述是相一致的。为清晰有效的论述加固效果，选择特殊截面用作对比，具体截面位置及计算数值见表l。加固前进场桥板梁抗弯、抗剪承载能力均大于最不——108——表1加固前后相同截面极限承栽力对比边跨跨中墩顶位置主梁支座位置附近位置截面(负弯矩区)主梁斜截面主梁截面验算内容抗弯抗剪城--h下内力值555lKN术m-6008iN*m3016KN原桥抗力值(Y)6834iN．m8286KN*m3743KN加固后抗力值(J)8269I(N．m10192iN*m4305(J—Y)／Y21％23％15％利承载力极限状况荷载组合下的弯矩、剪力值，但是在持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度超过限

7、值；加固后关键截面的抗力有不同程度的增加，其中抗剪能力增幅达15％，抗弯最高达23％。并经多项验算得出，进场桥各板梁经加固后，主梁应力验算、裂缝宽度验算、正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算等均符合规范要求。4加固设计评定及建议通过一系列计算分析可知，此加固设计能够满足石化区进场桥今后的使用状况，并且承载能力有一定富余。同时，本论文对钢筋混凝土板梁加固提出几点建议如下：(1)受桥下排洪高度要求及桥面高程限制，板梁高度一般较同等跨径的空心板梁还要矮，导致抗弯惯性矩较小，容易出现受弯裂缝，