关孝森

摘要：文昌桥建设时间较早，至今已营运营多年，随着车流量不断增大，特别是大吨位的车辆越来越多，桥梁的承载能力受到极大的挑战。对桥梁现状进行充分的调查检测，采用粘贴钢板法对其上部结构进行全面加固维修。通过全桥荷载试验，测得该桥各控制截面的应力和挠度值，表明桥梁结构经过全面维修加固后主梁的强度和刚度能否满足加固设计荷载要求，检验粘贴钢板法对梁体结构的加固效果。

关键词：钢筋混凝土T梁;粘钢板加固;荷载试验

1 概述

佛山市文昌桥位于佛山市禅城区文昌路，横跨广三线铁路，桥长397米，跨径组合为12×16m+6.5m+4×16m+6.5m+8×16m。桥面总宽24m，双向四车道，其中行车道宽15m。上部结构采用16m装配式钢筋混凝土简支T梁，下部结构采用双柱式盖梁墩。设计荷载：汽车20级，挂车100级。

文昌铁路立交桥建于1991年7月，至今已营运营多年，随着经济建设的不断发展，车流不断增大，特别是大吨位的车辆越来越多，使桥梁的承受能力受到极大的挑战。根据《文昌桥检测报告》显示，文昌桥全桥的简支T梁腹板均布满裂缝、桥面破损严重、桥跨整体刚度比较差，需要进行加固设计。

2 加固前桥梁的病害与试验检测

2.1 加固前钢筋混凝土T梁裂缝调查

桥梁横向布设10 片T梁，裂缝主要分布在主梁跨中及悬臂端负弯矩部位。其中每片T梁腹板约有60 多条竖向裂缝，许多裂缝已从梁底发展至梁顶，大部分的裂缝小于0.15mm，个别裂缝超出规范要求，最大裂缝宽度达0.46 mm。T梁翼板接缝损坏较严重，翼缘板连接处大多有纵缝渗水，T梁横隔板接缝处出现竖向开裂，横隔板混凝土脱落、露筋，损坏严重。

2.2 加固前试验检测

T梁混凝土强度检测采用无损探伤技术对全桥进行检测，将全部测区的混凝土强度进行统计分析，混凝土强度平均值为325MPa，标准差为4.8MPa，故主梁混凝土强度推定值276MPa，不满足原设计30号混凝土强度要求。静载试验检测表明，边梁满载时最大实测挠度值为14.78 mm，扣除残余及支座变形挠度值为1361mm，对应的理论计算挠度Sstat为1299mm，实测最大挠度大于理论计算挠度，卸载后基本恢复;梁底实测挠度纵向及横向分布曲线与理论计算值存在偏差，不太吻合，表明T梁横向传力偏弱，结构刚度不满足设计要求。

3 维修加固措施及加固结构计算

3.1 维修加固设计措施

根据结构受力分析以及该桥目前的裂缝分布、挠度变形、混凝土表面剥落损坏情况，提出采用粘贴钢板法对该桥上构进行加固，加固设计方案如下：

（1）T梁梁底及腹板采用粘贴钢板进行加固。①在主梁梁底粘贴一条宽170mm、厚5mm、长度为15.1m的Q345钢板，并植入锚栓;②在距离梁端43cm处开始按间距45cm粘贴5条宽100mm，厚度为4mm，长度为2.1m的U型箍钢板，U型箍需箍住梁底钢板;③在U型箍范围内沿纵桥向粘贴宽100mm，厚度3mm，长度为2.45m的两条钢压条。

（2）T梁横隔板采用粘贴钢板配锚栓进行加固，加强T梁横向联系。对破坏较严重的横隔板前后侧面进行粘贴宽25cm，厚16mm，长为120cm的钢板，并配高强锚栓进行加固。

（3）修復梁体裂缝、混凝土破损等。

（4）凿除原桥面铺装、T梁翼缘板湿接缝，重新布置钢筋，采用防水混凝土浇筑铺装层和翼缘板湿接缝。

3.2 维修加固设计结构验算

考虑T梁横隔板加固后由原来的铰接改为刚接，T梁整体性增强，T梁的横向分布系数减少，T梁梁底及腹板采用粘贴钢板可以增加T梁整体承载力。维修加固验算结果如下表：

4 荷载试验

4.1 试验工况和测点布置

试验进行对16m跨T梁跨中最不利荷载的偏载试验，在设计荷载汽20级，挂车100作用下计算16m跨，采用弯矩等效原则，试验选用4台约300kN加载车辆，T梁控制截面的试验弯矩为741kN·m，对应试验荷载效率为1.004，满足《试验方法》的要求。试验挠度测点沿试验桥跨每片梁的跨中位置、加载侧2片梁的支点位置，共计14个测点，采用吊表的方式在桥下观测挠度，试验应力（应变）测点布置跨中截面共设置29个应变测试点，应力（应变）测点位置如下图所示：

4.2 测试成果分析

T梁跨中截面在试验荷载作用下实测挠度数据和应变数据，实测挠度数据和应变数据与采用MIDAS/FEA计算的挠度数据和应变数据比较汇于下图所示：

从试验检测数据说明，在最不利偏载试验作用下，各应变和挠度测点的实测值与理论计算值的分布规律基本一致，加固后边梁满载时最大实测挠度值为8.02mm（加固前为14.78 mm），扣除残余及支座变形挠度值为7.93mm（加固前为13.61mm），加固后T梁结构刚度得到较大幅度的提高;根据测点实测应变值推算其应力，测点最大应力值为跨中截面下缘受拉混凝土和钢板，钢板上的实测应变值与混凝土的实测应变值相差较小，说明钢板与混凝土协同受力良好;从横向分布系数测试结果来看，该桥跨各梁实测横向分布影响线连续性较好，变化趋势与理论计算值比较接近，对称性较好，说明各梁体之间横向连接正常，设计采用桥面铺装重做、横隔板粘贴钢板的加固方式加强了梁体之间的横向连接，增强了整体性。

5 结论

（1）该桥上构经过加固补强后，通过全桥静载试验，测得该桥各控制截面的应力和挠度值进行分析，表明该桥上构经过全面维修加固后主梁的强度和刚度能满足加固设计荷载要求，根据加载后相应部位砼和所粘贴钢板的应变数据分析表明，钢板和砼充分粘结，共同联合受力，粘钢效果良好。

（2）该桥维修加固后已安全通车5 年多，经长期跟踪观测，上部结构无大的变形及结构损坏等现象，桥梁使用良好。

参考文献：

[1]交通部.路桥涵养护技术规范（JTG H112004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]交通部.路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J212011）[S].北京：人民交通出版社，2011.

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[4]温晓辉.板粘贴加固桥梁钢筋混凝土构件施工技术研究与应用.交通世界，2011.