經濟適用的兩種橋梁加固方法
發布時間：2010-01-14 共2頁
預應力混凝土T梁橋維修加固
北京市房山區黃良公路永定河大橋是典型的預應力T梁橋加固范例，該橋位于北京市房山區良鄉葫蘆垡村東南，是跨越永定河的一座重要橋梁，也是房山區煤炭及建材運輸的主要通道。該橋原設計荷載標準為汽—20、掛—100，結構形式為45×15m預應力混凝土簡支T梁，橋面凈寬7m，兩側各設0.5m安全帶，橋面橫坡1%，T梁翼板寬1.59m，梁高0.75m.每孔上部結構橫向共五片T梁，橋面輔裝為6cm C30混凝土磨耗層，后加鋪過3cm厚瀝青混凝土面層；下部結構為C20鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁徑0.80m，柱頂用C25鋼筋混凝土蓋梁連接，全橋長677.25m.該橋由北京市市政設計院1968年11月設計，同年開工，于1970年10月竣工通車。
——第一次加固：由于該橋位置的重要性，交通流量較大（1991年交通量為5479輛/晝夜），造成此橋橋面破損嚴重，伸縮縫開焊，嚴重影響行車安全，為此，北京市公路局于1992年將此橋列入大修工程，由市局設計院根據京周路大石河1#-4#橋1989—1991年橋面改造經驗制定施工方案。
方案為：將原橋面混凝土磨耗層及瀝青面層清除、鑿毛，做雙層10×10cm 的Φ6、Φ8鋼筋網；全橋45孔，每5孔一聯，重新焊接制作每聯之間的伸縮縫，其余每孔間的橋墩縫處墊橡膠墊。當時投資133萬元，于1992年10月完工。但兩個月后即在橋梁檢查中發現橋面橫向出現了裂紋，有少數裂紋橫貫橋面，并且有繼續發展的趨勢。
由此可見，僅靠加強橋面輔裝，并不能徹底解決橋梁||橫向整體性問題，在活載作用下，其橋面梁間出現開裂現象，久而久之造成橋梁上部單片梁受力，不能共同承受荷載，使單片橋梁體跨中撓度加大，嚴重影響了橋梁的使用性能，由于1/4跨處截面主拉應力加大，致使梁體出現裂縫，而隨跨中撓度的加大，造成橋梁穩定性較差，出現抖動、行車不穩等現象。
綜上所述，要想徹底解決該橋橫向聯系較弱的問題，預防單片主梁受力，增強其整體穩定性，必須加強各片主梁之間的橫向聯系，采用后加槽鋼橫梁的處理方式就較好的解決了這一問題。
第二次加固：針對此橋存在的問題，北京市房山公路分局增加了檢查頻率，但是由于交通流量不斷增加（1999年達到9863輛/晝夜），汽車噸位逐年上升，其中60噸左右的載重車占相當大的比重，加速了此橋的損壞。1999年從外觀檢查發現，地袱、欄桿局部損壞；橋面鋪裝局部嚴重損壞，已影響行車安全；從橋下觀察，T梁腹板和翼板均有不同程度的損壞，其中第10、11、15、 23、28、29、34、36孔破壞比較嚴重，有幾處翼板連同橋面鋪裝都有不同程度的損壞，出現露天現象；第28、29、30三孔曾經發生油罐車滾落橋下爆炸事故，導致T梁腹板、翼板和兩根墩柱均有很大程度的破壞。另外此橋橋面板漏水嚴重，為徹底解決此橋的維修加固問題，北京市公路局決定再次對此橋進行加固。
此次由北京市公路局設計研究院負責設計，設計方案為：維持原橋荷載標準汽—20、掛—100；梁腹板和翼板多處破損，但裂縫均為0.1—0.2mm，不對梁的強度造成影響，所以不更換T梁，僅對其進行加固處理；橋梁的下部結構墩柱和蓋梁未受到大的破壞，能滿足承載力的要求。
僅處理第29孔的墩柱，原因是該墩柱受到火災的破壞，表面混凝土脫落并漏筋，處理方法鑿除舊混凝土，重新噴射C25混凝土；在橋面上車輛通過時，能感到橋梁明顯的抖動，因此有必要加強橋梁的整體性。主要措施一是增設橫梁，二是更新橋面鋪裝，三是更換伸縮縫。關于增設橫梁，最初有兩個方案，一是每孔增設2道混凝土橫梁，二是采用槽鋼橫梁形式。
經過方案對此，最終采用了槽鋼橫梁形式。原因是該橫梁形式結構新穎、輕便、施工方便，每孔可設多道，更能增加橋面的整體剛度和穩定性。由于此種形式是第一次實施設計，主要借鑒了國外的類似結構，吸取了以往的經驗，并通過強度計算確定槽鋼的型號和用量。
橋面鋪裝設計采用一次性重新鋪設，并加防水層。由于該路重交通占很大比例，所以鋪裝設計采用雙層鋼筋網，并增大鋼筋用量，鋼筋間距10× 10cm，并采用Φ10鋼筋以增大鋪裝整體強度。為延長使用壽命和增加耐磨性，全橋范圍加鋪4cm厚SMA-16改性瀝青混凝土。
全橋均改用美佳伸縮縫，伸縮縫兩端用鋼纖維混凝土連接手段，以增加混凝土強度和耐久性，并延長伸縮縫壽命。5孔一聯，確保橋梁的整體性和行車舒適性，并適應溫度變化條件下橋梁的變形需要。
橫梁的施工工藝：||此次施工共計45跨采用加橫梁的方法加固，其中第一跨采用鋼筋混凝土橫梁（作為科研對比用），第二至第四十五跨采用槽鋼橫梁加固技術。橋每跨有五片T梁，使用專用設備在T梁兩側翼板上各鉆一孔，直徑為38mm，將工字形加固鋼梁架設于T梁底部，用10根高強螺栓將其固定。
然后在鉆孔中、T梁底部灌注微膨脹混凝土，將高強螺栓下部工字鋼梁下的外露部分用電焊劃去螺絲扣后彎曲，以防止工字鋼梁丟失、損壞或工字鋼梁滑動，以避免影響工字鋼梁的傳力作用。
每跨架設五根鋼梁，從而將每跨五片T梁聯成一體，當橋梁受載時，五片 T梁能共同受力，從而減少了單片T梁受力的大小，加強了單片T梁的承受能力，保護了T梁。
全橋有44跨架設了槽鋼橫梁，共計220根。當鋼梁架設完成后，橋梁受力明顯改善，當重車上橋時，經現場觀察，T梁變形減小，未出現單片或少量T梁單獨變形情況，從而保護了橋面輔裝混凝土，瀝青混凝土路面無大損害，使橋面整體性得到了很大改善，較重的車輛通行時感覺振幅明顯減小，說明加固取得了成效。一年來，經過多次觀察，未見異常，效果很好。
北京市房山區黃良公路永定河大橋是典型的預應力T梁橋加固范例，該橋位于北京市房山區良鄉葫蘆垡村東南，是跨越永定河的一座重要橋梁，也是房山區煤炭及建材運輸的主要通道。該橋原設計荷載標準為汽—20、掛—100，結構形式為45×15m預應力混凝土簡支T梁，橋面凈寬7m，兩側各設0.5m安全帶，橋面橫坡1%，T梁翼板寬1.59m，梁高0.75m.每孔上部結構橫向共五片T梁，橋面輔裝為6cm C30混凝土磨耗層，后加鋪過3cm厚瀝青混凝土面層；下部結構為C20鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁徑0.80m，柱頂用C25鋼筋混凝土蓋梁連接，全橋長677.25m.該橋由北京市市政設計院1968年11月設計，同年開工，于1970年10月竣工通車。
——第一次加固：由于該橋位置的重要性，交通流量較大（1991年交通量為5479輛/晝夜），造成此橋橋面破損嚴重，伸縮縫開焊，嚴重影響行車安全，為此，北京市公路局于1992年將此橋列入大修工程，由市局設計院根據京周路大石河1#-4#橋1989—1991年橋面改造經驗制定施工方案。
方案為：將原橋面混凝土磨耗層及瀝青面層清除、鑿毛，做雙層10×10cm 的Φ6、Φ8鋼筋網；全橋45孔，每5孔一聯，重新焊接制作每聯之間的伸縮縫，其余每孔間的橋墩縫處墊橡膠墊。當時投資133萬元，于1992年10月完工。但兩個月后即在橋梁檢查中發現橋面橫向出現了裂紋，有少數裂紋橫貫橋面，并且有繼續發展的趨勢。
由此可見，僅靠加強橋面輔裝，并不能徹底解決橋梁||橫向整體性問題，在活載作用下，其橋面梁間出現開裂現象，久而久之造成橋梁上部單片梁受力，不能共同承受荷載，使單片橋梁體跨中撓度加大，嚴重影響了橋梁的使用性能，由于1/4跨處截面主拉應力加大，致使梁體出現裂縫，而隨跨中撓度的加大，造成橋梁穩定性較差，出現抖動、行車不穩等現象。
綜上所述，要想徹底解決該橋橫向聯系較弱的問題，預防單片主梁受力，增強其整體穩定性，必須加強各片主梁之間的橫向聯系，采用后加槽鋼橫梁的處理方式就較好的解決了這一問題。
第二次加固：針對此橋存在的問題，北京市房山公路分局增加了檢查頻率，但是由于交通流量不斷增加（1999年達到9863輛/晝夜），汽車噸位逐年上升，其中60噸左右的載重車占相當大的比重，加速了此橋的損壞。1999年從外觀檢查發現，地袱、欄桿局部損壞；橋面鋪裝局部嚴重損壞，已影響行車安全；從橋下觀察，T梁腹板和翼板均有不同程度的損壞，其中第10、11、15、 23、28、29、34、36孔破壞比較嚴重，有幾處翼板連同橋面鋪裝都有不同程度的損壞，出現露天現象；第28、29、30三孔曾經發生油罐車滾落橋下爆炸事故，導致T梁腹板、翼板和兩根墩柱均有很大程度的破壞。另外此橋橋面板漏水嚴重，為徹底解決此橋的維修加固問題，北京市公路局決定再次對此橋進行加固。
此次由北京市公路局設計研究院負責設計，設計方案為：維持原橋荷載標準汽—20、掛—100；梁腹板和翼板多處破損，但裂縫均為0.1—0.2mm，不對梁的強度造成影響，所以不更換T梁，僅對其進行加固處理；橋梁的下部結構墩柱和蓋梁未受到大的破壞，能滿足承載力的要求。
僅處理第29孔的墩柱，原因是該墩柱受到火災的破壞，表面混凝土脫落并漏筋，處理方法鑿除舊混凝土，重新噴射C25混凝土；在橋面上車輛通過時，能感到橋梁明顯的抖動，因此有必要加強橋梁的整體性。主要措施一是增設橫梁，二是更新橋面鋪裝，三是更換伸縮縫。關于增設橫梁，最初有兩個方案，一是每孔增設2道混凝土橫梁，二是采用槽鋼橫梁形式。
經過方案對此，最終采用了槽鋼橫梁形式。原因是該橫梁形式結構新穎、輕便、施工方便，每孔可設多道，更能增加橋面的整體剛度和穩定性。由于此種形式是第一次實施設計，主要借鑒了國外的類似結構，吸取了以往的經驗，并通過強度計算確定槽鋼的型號和用量。
橋面鋪裝設計采用一次性重新鋪設，并加防水層。由于該路重交通占很大比例，所以鋪裝設計采用雙層鋼筋網，并增大鋼筋用量，鋼筋間距10× 10cm，并采用Φ10鋼筋以增大鋪裝整體強度。為延長使用壽命和增加耐磨性，全橋范圍加鋪4cm厚SMA-16改性瀝青混凝土。
全橋均改用美佳伸縮縫，伸縮縫兩端用鋼纖維混凝土連接手段，以增加混凝土強度和耐久性，并延長伸縮縫壽命。5孔一聯，確保橋梁的整體性和行車舒適性，并適應溫度變化條件下橋梁的變形需要。
橫梁的施工工藝：||此次施工共計45跨采用加橫梁的方法加固，其中第一跨采用鋼筋混凝土橫梁（作為科研對比用），第二至第四十五跨采用槽鋼橫梁加固技術。橋每跨有五片T梁，使用專用設備在T梁兩側翼板上各鉆一孔，直徑為38mm，將工字形加固鋼梁架設于T梁底部，用10根高強螺栓將其固定。
然后在鉆孔中、T梁底部灌注微膨脹混凝土，將高強螺栓下部工字鋼梁下的外露部分用電焊劃去螺絲扣后彎曲，以防止工字鋼梁丟失、損壞或工字鋼梁滑動，以避免影響工字鋼梁的傳力作用。
每跨架設五根鋼梁，從而將每跨五片T梁聯成一體，當橋梁受載時，五片 T梁能共同受力，從而減少了單片T梁受力的大小，加強了單片T梁的承受能力，保護了T梁。
全橋有44跨架設了槽鋼橫梁，共計220根。當鋼梁架設完成后，橋梁受力明顯改善，當重車上橋時，經現場觀察，T梁變形減小，未出現單片或少量T梁單獨變形情況，從而保護了橋面輔裝混凝土，瀝青混凝土路面無大損害，使橋面整體性得到了很大改善，較重的車輛通行時感覺振幅明顯減小，說明加固取得了成效。一年來，經過多次觀察，未見異常，效果很好。
