大跨径钢筋混凝土箱形连续梁桥加固技术

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摘要以京杭运河跃进大桥的加固为背景，介绍大跨径钢筋混凝土箱形连续梁桥的加固技术与施工方法，可供同类型桥梁技术改造时参考。

关键词加固技术；箱形截面；连续梁桥

1工程概况

跃进大桥位于327国道山东省济宁市境内，横跨京杭大运河，上部结构为三孔（37.1+53.0+37.1m）钢筋混凝土薄壁箱形变截面连续梁，由5条纵肋、25道横隔板组成。桥宽为净-10+2*1.5m，桥面纵坡为3%，梁底为二次抛物线线形，桥下通航净空为50*7m。下部结构桥台为三柱式拐脚台身，桥墩为双柱式墩身，均由混凝土预制块砌筑而成，基础为35*35钢筋混凝土打入方桩。设计荷载为汽车-13级、拖车-60。

跃进大桥于1960年建成通车，因其承担着繁重的通行荷载，交通量大而且超载车辆日益增多，桥梁各种病害发展迅速，存在交通通行安全隐患。为了协调大桥与327国道接线荷载等级，决定对该桥进行加固并将荷载等级提高为汽车-20级、挂车-100，以使其发挥更大的社会、经济效益。

2桥梁荷载试验与结构评定

为确切掌握跃进大桥的技术状况与承载能力，济宁市公路管理局委托山东省桥梁检测中心对该桥进行了静动荷载试验，并进行了全面详细的外观检查，主要评价结论如下：

2.1外观评价

（1）桥面破损严重，拥包、坑槽等影响了行车安全，人行道板和桥栏杆损坏严重，伸缩缝完全破损。

（2）主梁靠近桥台支承处肋板外侧面有较多裂缝，且多呈45°，缝宽一般中0.07-0.15之间，个别缝宽达到0.8。跨中区段箱梁底面裂缝较多，间距约为20，大多数裂缝长度横贯梁宽，裂缝宽多为0.11-0.14之间，局部有露筋和钢筋锈蚀现象。

（3）负弯矩区段出现多条竖向裂缝。

（4）桥梁下部结构技术状况良好。

（5）桥台台前溜坡等防护工程损坏严重。

2.2承载力检算与荷载试验评价

（1）桥台处主梁截面的抗剪强度上限值不能满足汽车-15级、挂车-80和汽车-20级、挂车-100的荷载要求。

（2）主梁中墩支点截面在上述荷载作用下裂缝宽度大于《规范》要求，正截面与斜截面强度基本上能满足要求。

（3）主梁中孔跨中正截面强度满足上述荷载的要求，但抗裂性不足。

3加固技术方案

根据上述桥梁结构评定，并结合该桥实际情况，本着“技术合理、方便施工、节省资金”的原则，确定大桥加固技术方案。

3.1边跨桥台附近梁段

（1）为满足加固后的设计荷载下截面尺寸的要求，对边跨桥台支承附近梁段的主梁边腹板，采用现浇钢筋混凝土加宽；同时为满足斜截面抗剪要求及改善结构正常使用性能，对桥台支承附近梁段施加竖向预应力。

（2）根据斜截面抗剪要求，适筋梁的截面尺寸必须满足截面抗剪强度上限值Qj≤0.051√Pbb0，梁高的几乎不宜增加，仅有增加腹板宽度一项措施。通过施加竖向应力实现减小腹板主抗应力，满足正常使用阶段要求。

3.2边、中跨正弯矩区段

（1）在箱梁的每条肋相应的底板底面，采用粘贴钢板法加固边跨及中跨正弯矩区段，并配以锚栓加强粘结力，同时也方便施工。

（2）理论依据：根据大桥外观检查和钢筋的锈蚀状况，并结合理论分析，需加强边中孔跨中区段的受拉区钢筋（板）有效面积，从而既改善了抗裂性，又提高了正截面强度。

3.3桥墩附近负弯矩区段

（1）对桥墩附近负弯矩区段的主梁顶板，增设受力钢筋，按桥墩支承线对称布置。

（2）理论依据：将桥面铺装的钢筋加强，形成该区段内的受拉主筋增量，从而改善大桥的负弯矩区段的抗裂性能，并提高了正截面强度。

3.4桥面系更新

拆除原桥面系构造，完善桥面排水系统，修复人行道板，快车道改为钢筋网防水混凝土桥面铺装。

此外，维修加固桥梁防护工程，以更好的发挥桥梁使用功能。

4施工技术要点

4.1加固施工程序

封闭桥梁交通―拆除桥面铺装系统―加厚边孔腹板―张拉桥台附近梁段的竖向预应力―采用粘贴钢板法加固边、中孔主梁正弯矩区段―在桥墩附近梁顶负弯矩区段增设钢筋并浇筑混凝土―施工新的桥面系构造―开放交通。

4.2主要施工技术要点

（1）边孔腹板加厚。将需加厚的腹板混凝土表面凿毛并露出骨料，将加固区的钢筋与原梁相应钢筋焊接，再浇筑混凝土。

（2）边孔竖向预应力实施。在梁的顶板与底板对应位置处钻孔，放置涂刷有环氧树脂砂浆的锚垫板，穿预应力钢筋张拉锚固，并将钢筋与锚具点焊，桥面上多余钢筋在锚具顶切除。

（3）主梁正弯矩区段粘贴钢板。将粘贴钢筋部位的混凝土打凿至露出骨料，按粘贴钢板上的预留孔位钻孔，孔深不小于10，用压缩空气将粉尘清净，插入胀栓。在混凝土打磨面涂上环氧树脂，将钢板粘贴面去污、喷砂、除锈后涂一层环氧树脂，待环氧树脂初凝前贴上钢板并拧紧螺帽。

（4）主梁顶板增设受拉钢筋：原桥面铺装拆除后，将主梁顶板的混凝土上表面凿毛，并在主梁的顶板钻孔，孔深为8，用压缩空气将孔内粉尘清净，将包裹环氧树脂砂浆的连接短筋插入孔中锚固。清除梁顶板混凝土碎屑，布置受位主筋和钢筋网，并将连系锚固筋与增设受力筋接，浇混凝土。

（5）桥面铺装，待梁顶板受拉加固区段混凝土达到设计强度后，再施工桥面铺装。

（6）主梁腹板与底板上的裂缝采用化学灌浆法修补，执行《混凝土结构加固技术规范》（CECS2：90）。

（7）桥梁主要受力构件的钻孔、凿毛等加固工程，禁止剧烈的振动与冲击，桥面系施工禁止使用重型机械，确保桥梁结构的安全。

5结束语

（1）加固方案确定前进行全面的桥梁质量检测，可以使加固方案更为科学合理。

（2）上部结构的加固根据主梁的不同受力区段，拟定相应的技术方案，集各种技术措施之优势，施工方便，加固效果明显，对于同类桥型的加固具有很好的借鉴意义。

（3）在梁桥的剪力峰值区采用竖向预应力加固，可以明显改变箱梁腹板主拉应力，并可改善其极限抗剪力，值得推广。