综述连续箱梁桥加固技术及加固效果.pdf

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1、综述连续箱梁桥加固技术及加固效果张东杰(中铁十七局集团第四工程公司)摘要：随着21世纪经济的快速发展，本文通过介绍对某工程连续箱粱桥的加固技术和加固效果进行了分析与对比，结果表明，采用主桥箱梁体外预应力加固、墩项箱梁增设横粱及腹板粘贴钢板封闭加固裂缝带的桥梁加固方案对连续箱梁桥加固效果明显，加固后恒栽作用下桥体各截面拉应力及主拉应力有不同程度的减少。主跨及附近两边跨在正常最不利荷栽组合作用下，下边缘受拉区域有较大的减少。桥体的极限承栽能力有较大提高。关键词：桥梁加固；连续箱；加固技术；加固效果；体外预应力中图分类号：u445．7+2文献标识码：B文章编号：1672—401l(2012)03—

2、0116—02O前言预应力混凝土连续箱梁桥具有变形小、结构刚度好，行车平顺舒适、养护容易及抗震能力强等特点而被广泛采用。随着预应力混凝土箱梁桥所用材料、锚具、支座、伸缩缝装置等的发展，施工机具和施工技术的不断改进和更新，特别是悬臂浇注法的广泛应用，当桥梁跨径在200m以下时，预应力混凝土连续箱梁桥成为我国桥梁建设的主要桥型。然而，国内外所建的预应力混凝土连续箱梁桥中经常出现各种裂缝，从结构设计原理和目前调查研究情况看，已建成的箱梁桥主要存在纵向弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝和主拉应力裂缝。裂缝产生的位置和形式具有一定的共性。裂缝是桥梁最常见的缺陷和病害，而病害往往是从裂缝形成开始；裂缝是结构变形的

3、结果，是桥梁状况的外在表现，影响了桥梁使用的耐久性和运营的安全性。因此，重视裂缝研究，找出裂缝产生的原因，对于桥梁维修和加固有着直接的意义。1加固方案与分析模型桥梁主桥上部结构为360m变截面单箱单室预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为30+3×40+60+3×40+30m。采用C40混凝土浇筑，预应力筋采用小15．24高强低松弛钢绞线，控制张拉应力为1395MPa。锚具采用0VMl5—7及l(BMl5—5两种成套锚具，钢绞线孔道用波纹管成孑L。图1箱梁截面图(单位：cm)该桥主桥采用变截面箱梁，有20种计算截面类型，图1为普通截面及最大截面尺寸图。为阻止箱梁腹板斜裂缝的发展，确保桥梁的安全性，

4、采用了如下加固方案：①主桥箱梁采用体外预应力加固，每截面(A、B型锚固段截面除外)新增4束预应力筋，每束有效面积为1260mm2，采用由15．24高强低松弛钢绞线，锚具采用0VMl5—9成套锚具；②墩顶箱梁增设横梁，采用c30混凝土，普通钢筋符合(GBl499-1984)的规定；③腹板裂缝采用粘贴钢板封闭及加固。主要加固构造如图2所示。图2主要加固构造示意图由于截面为底板及梁高按抛物线变化的单箱单室箱梁，为方便计算，设定横向分布系数沿桥跨方向不变，并参考文献[1]一[5]计算箱梁的横向分布系数，其中：汽车：1×车道数×偏载系数×车道折减系数；挂车：1×偏载系数；单箱单室断面时，偏载系数可取1

5、．15。该桥行车道宽为10．3m，保守取为三车道，则汽车横向分布系数为2．691，挂车横向分布系数为1．15，步道人群横向分布系数取为1．0。结构静力分析采用微机桥梁结构静动力辅助设计系统BRCAD进行。全桥共划分157个单元，158个节点。共分3个阶段进行分析：第一阶段为净加固预应力施加阶段，此阶段原桥混凝土重置为0，不计原桥预应力及车载作用，单纯分析加固预应力对桥梁的影响；第二阶段为完整原桥使用阶段，此阶段不计人加固预应力的影响；第三阶段为加固后全桥使用阶段，此阶段为加固后全桥完整进入使用状态。在67’节点设置铰支座，在2’、15’、3l‘、47’、92’、112。、128’、144。、

6、157’节点设置竖向支撑链杆。加固前后结构计算简图分别如图3—4所示。92’112．128．144l157。图3原桥结构简图(预应力未示出)图4加固后结构计算简图(半桥)2加固效果分析与检验2．1体外预应力施加对桥体的影响由BRcAD计算结果得知，每增加一根预应力束，相应的箱梁截面正应力会增加0．2一O．4MPa，同时如此对称分散施加预应力可避免集中施加预应力所引起的锚固端附近出现过大拉应力及可能引起的拉裂裂缝。由于整个施加体外预应力阶段不考虑混凝土重、原桥预应力及车载，加固的体外预应力对桥体产生的应力可看作是原桥由于加固所产生的应力增量。应力增量(均为施工阶段正截面应力增量)最大为1．78

7、2MPa，在8。单元左侧；最小为一0．230MPa，出现在14。单元右侧。所出现的拉应力增量数值小，且均在支座附近截面，考虑到原桥已有的腹板竖向预应力抗拉，加固效果对封闭裂缝是有利的。对比原桥的施工图，桥跨方向的预应力筋的布置方式主要为施加顶板、底板纵向预应力筋以及在支座附近箱梁施加腹板竖向预应力筋，而缺少腹板纵向预应力筋，所新增的加固预应力的布置方式正好弥补此不足。综上所述，加固效果对封闭裂缝和提高桥体承载