刘明

消除交通隐患 提高通行能力
——谈小园排干桥体外预应力加固技术

刘明

Point

随着时间的推移和经济的发展越来越多的桥梁不适应交通的需要。桥梁的加固和维修是解决这个问题的主要方法之一。所以桥梁的加固和维修已经成为工程的热点问题。本文总结了一些桥梁的常见病害和加固方法，体外预应力加固技术通过运用体外预应力加固法加固后的桥梁加固之前静载试验与动载试验的桥梁结构状态进行了对比分析和研究。结果表明，对现有的桥梁出现的病害，进行科学的检测和研究分析，并进行体外预应力方法的加固改造，可以有效地恢复其承载能力，对消除交通隐患、提高通行能力和服务水平都具有重要的意义。

随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展，过去年代修建的桥梁，还在肩负着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。由于历史的种种原因，如建桥当时的资金紧缺、设计荷载及泄洪标准偏低，技术力量的缺乏，设计、施工管理的粗放，设计施工技术水平较低和设备、手段、材料的落后等等，一直在设计上或多或少的存在考虑把步骤的缺点，施工也留下大小不同的缺陷。面对如此之多的旧桥，需要需找一种能让旧桥再次安全启用的方法，那就是加固改造。

一、桥梁简介

某小园排干桥，桥梁全长32m，桥梁上部构造为16m跨径简支钢筋混凝土T形梁，桥面全宽3.9m。主梁高1.60m，单片梁宽为1.89m，桥跨内有横隔板。由于交通压力很大致使小园排干桥在现役期间一直处于超载状态。导致小园排干桥出现很多病害，急需进行加固维修。

二、桥梁加固前的检测试验与数据

1.动载试验

（1）测点布置

本桥为四跨简支梁桥，实验在第一跨上进行，振动测点共6个，均布置在跨中，其中北侧一号梁4个（横向2个，竖向2个），南侧二号梁2个（横向1个，竖向1个）。拾振器在桥面上的布置如图1所示。

图1 2#－小园排干桥第一跨测点布置图

（2）测试工况

主要测试列车通过时桥梁的振动情况，每次均测试列车按不同时速通过桥梁时的振动。列车为东风4型柴油机车（DF4），测试工况如下：

表1 列车测试工况

表2 DF4动载测试结果（L=16m，B=1.8m，H=3.1）

2.测试结果

（1）列车测试结果

从上表中可知：

①实测边跨的横向固有频率为8.31Hz，横向自振频率大于规范值5.99Hz，说明该桥的动刚度基本满足要求。

②跨中横向振动加速度比规范限值稍大，说明桥梁横向刚度较差。

③实测边跨最大冲击系数为1.8。冲击系数较大。

（2）列车作用下桥梁各部分最大振动幅值

从横竖向振动幅值可知：

①横行振动在低速时两片梁振动一致，速度增大后，两片主梁的振幅差别较大，说明横向连接系较差，和现场观测的横隔板开裂一致。

②两片梁的竖向振动差别较大，说明两片梁竖向刚度差别较大，南侧二号梁比北侧一号梁刚度差很多，也说明横隔板基本没有起作用，这与静载测试结果吻合。

三、桥梁加固

1.采取体外预应力技术对主梁进行加固

（1）体外预应力加固工艺流程

搭设工作支架→模板定位放线→梁体内钢筋探测、锚板下混凝土强度回弹评定→钻孔→清孔、干孔→安装钢锚板→植筋→养护→无粘结钢绞线下料、安装→张拉→封锚→安装保护盒→检查验收。

2.小园排干桥支座加固

（1）搭设临时军用墩，用100t千斤顶将钢筋混凝土梁顶起，设置支撑装置，回落千斤顶使支撑装置受力。

（2） 桥台预处理

①用风镐将既有破损支承垫石混凝土清除至下垫板内约20mm处，平面原则清理至未受损混凝土。若遇钢筋将其用电焊清除，但保留4根锚固钢筋（直径25mm的二级钢筋）及下钢垫板下混凝土。

②在台背钢筋混凝土梁两侧各布置2个直径20mm横向限位锚筋。

（3）暖棚，保证棚内温度零上5～10℃之间。

（4）支座加固

安放加强钢板（加强钢板固定锚栓孔预先钻好），加强钢板顶用水平尺抄平。灌注无收缩早强砂浆（高速铁路支座固结专用），养护3h，测量支座及临时墩垂直位移。加强钢板与原下垫板之间采用10mm角焊缝围焊，焊缝等级为三级。钻固定栓孔，采用桥梁加固工艺植入锚栓并固定。

(5) 后期处理

① 用千斤顶再次将钢筋混凝土梁顶起，拆除临时墩土支撑装置，千斤顶回油至桥梁支座受力且可卸下千斤顶位置，卸下千斤顶，拆除临时墩。

② 恢复正常运营。

综上所述，本次就该线桥梁不同程度病害采取针对性措施进行加固补强处理，施工中严格以理论计算为依据，结合现场实测数据和具体情况，组织到位，落实到位，严把每道工序质量关，彻底解决了梁部各种病害，改善了整体运营环境，为正常运营提供了有利条件。

结论

静载试验结果表明，试验所选桥跨主控断面的应力、挠度等主要测量参数均满足《铁路桥梁检定规范》等规范的相关规定，但梁体跨中有较多裂缝。横隔板开裂，南侧主梁强度及竖向刚度较北侧主梁小。

动力性能测试结果表明，该试验桥桥跨横竖向刚度均较低，超过了《铁路桥梁检定规范》的限值要求，同时两片主梁的竖向刚度差别较大影响行车安全。

通过采用体外预应力对小园排干桥进行加固，解决了静载试验中南侧主梁强度及竖向刚度较北侧梁小的问题，使得南北两侧梁的强度与刚度达到平衡使得桥梁能够达到运营要求。而且通过回弹数据和张拉数据可以看出该桥加固后解决了桥跨横竖向刚度较低和两片主梁的竖向刚度差别较大的问题，使得加固后的桥梁横竖向刚度能够符合《铁路桥梁检定规范》的限值要求以及两主梁的竖向刚度达到平衡从而满足了《铁路桥梁检定规范》等规范的相关规定和运营要求。

（作者单位：河北省第二建筑工程有限公司）