桥墩盖梁加固设计与施工

摘要:中小型桥梁工程一般采用预制装配组合梁结构形式，而在装配式桥梁中，盖梁是主要受力构件之一，发挥承上启下的作用。在桥梁工程长期运行中，盖梁可能会出现不同程度的病害，会对桥梁工程的正常使用产生危害，这就需要对盖梁进行加固处理。首先对桥墩盖梁的常见病害进行介绍，然后以某桥梁工程为研究对象，对桥墩盖梁加固设计要点以及施工方案进行详细探究。

关键词:桥墩盖梁;锚固方案;设计;施工

1桥墩盖梁常见病害及原因分析

桥墩盖梁的常见病害主要有:(1)保护层剥落露筋;(2)挡块挤压开裂;(3)盖梁开裂露筋等。造成桥梁工程桥墩盖梁出现质量问题的因素有很多种，主要有以下几个方面:(1)桥墩盖梁设计不合理。(2)桥梁支座所承受的局部压力比较大，且所承受的冲击荷载比较大，在经过长时间运行后容易产生裂缝。(3)桥梁工程建设区域的地质条件往往比较复杂，地基不均匀沉降比较常见，或者其水平向位移所产生的附加应力大于结构抗拉能力，也会造成盖梁产生裂缝。(4)在分联墩处，如果伸缩缝破损，就会造成桥梁上部结构渗水，在裂缝位置，混凝土钢筋发生锈蚀，导致裂缝扩大。(5)如果混凝土结构保护层不足，就会造成钢筋表面发生炭化，钢筋中的铁离子会逐渐侵入至混凝土中，并与水和氧气发生化学锈蚀作用，随着锈蚀物体积的增加，会造成混凝土结构膨胀，进而开裂。(6)在桥墩盖梁施工中，如果施工材料质量较差，混凝土振捣不密实、不均匀，混凝土结构就会产生麻面、空洞等质量问题。

2桥梁工程实例

在某桥梁工程项目建设中，下部结构为花瓶柱式桥墩，厚度为1.6m，采用C40混凝土施工。桥墩截面为长椭圆端型，墩顶的高度为1.5m，厚度为2.0m。在该桥梁工程使用中，由于其长期处于超载运行状态，因此盖梁端部的抗弯承载力降低，同时混凝土拉应力逐渐增加，这样就会导致盖梁出现裂缝。对此，需要对桥墩盖梁进行加固处理。

3桥墩盖梁加固锚固方案选择

综合考虑该桥梁工程桥墩盖梁的结构形式和施工难易度等因素，在盖梁加固中，可采用体外预应力加固方式。在具体的加固过程中，可以张拉体外预应力抵消部分结构内力，进而改善结构内力，减小结构变形，提高结构件的承载能力以及抗裂性能。该加固方案在盖梁主体结构外布置预应力，对于原结构所造成的损伤较小，并且加固施工简单，施工过程中不需中断交通。由于盖梁顶部承受负弯矩，可将预应力束布置在盖梁侧面的顶部位置。该桥梁工程盖梁加固方案如图1所示，在梁端设置锚梁用以锚固预应力钢绞线。

4桥墩盖梁加固方案设计

4.1钢锚梁构造。在该桥梁工程桥墩盖梁加固设计中，钢锚梁是主要的传力结构，通过钢锚梁，可以将钢绞线的预应力传递至盖梁，其结构形式如图2所示。锚梁由盖板、底板以及锚腹板组成，可以承受由预应力所产生的弯矩以及剪力。为了避免锚梁应力集中或者盖梁侧面应力集中，进而对混凝土结构造成损害，在锚梁两端设置牛腿板，以缓解应力集中现象。4.2计算分析。对于钢材料，选用Q345B，另外，采用φs15.2mm钢铰线，张拉控制应力为1209MPa。在对混凝土进行设计计算时，按A类体外预应力混凝土进行设计，而对于钢锚梁则采用标准组合设计。通过计算分析，在该盖梁加固设计中，选用2束12－Φs15.2mm钢绞线，在midasFEA有限元软件中构建截取1/2桥墩模型进行分析。采用实体单元模拟方式，将盖梁构建为六面体单元，墩柱采用四面体单元。对于钢锚梁与盖梁紧密贴合的部位，可采用节点设计处理方式，并根据程序对自由度进行自动协调控制。4.3计算结果。(1)钢锚梁计算。在锚梁钢结构的设计计算过程中，必须满足结构弹性阶段的强度要求以及稳定性要求，并应用容许应力法进行控制。其中，控制应力［σ］为196MPa，剪应力［τ］为120MPa，具体的计算结果如表1所示。通过对表1进行分析，并进行强度验算，各应力计算结果均低于控制应力，安全储备较高。(2)混凝土计算。在混凝土结构设计计算中，σst－σpc=1.8MPa，而混凝土法向拉应力略低，为2.05MPa。在持久状况下，混凝土法向拉应力为12.175MPa，σk则为13.35MPa，而主压应力为14.2MPa。混凝土结构的极限状态和持久状况均能够满足受力要求。

5桥墩盖梁加固施工工艺

(1)桥墩盖梁结构加固施工流程:对加固部位混凝土结构表面进行凿毛处理，现场测量放样，钻孔、清孔，植筋，安装钢锚梁，安装波纹管和锚具，对钢绞线进行张拉处理，对锚头以及钻孔进行封堵，在钢绞线外部浇筑混凝土，对钢锚梁做好防腐处理。(2)对钢板植筋孔，在钻孔前首先采用钢筋探测仪，对钢筋布置情况进行检测，并结合实际情况做好微调处理，然后再钻孔。(3)对于钢板的粘贴面，需要结合施工条件，用磨光砂轮机或者钢丝刷进行表面除锈，并打磨出一定的粗糙度，打磨出的纹路与钢板的受力方向相垂直。(4)钢绞线必须在桥墩盖梁两侧同步进行张拉，这样才能够保证钢锚梁受力的均衡性，提高加固效果。

6结语

综上所述，本文结合工程实例，对桥梁工程桥墩盖梁加固的设计方案以及施工要点进行了详细探究。在加固方案选定上，需要对钢锚梁、盖梁的受力情况进行分析，综合考虑桥梁工程实际情况选择合理的加固方案，并加强施工工艺管理，这样才能有效提升桥墩盖梁加固效果。

参考文献:

［1］付章建，刘成杰，谢冰.某大桥立柱及盖梁病害加固技术研究［J］.华北地震科学，2015，33(s1):95－98.

［2］杨海涛.某旧有桥梁盖梁利用及加固设计［J］.山西建筑，2014，40(12):215－216.

［3］张宇.体外预应力加固盖梁施工工艺［J］.黑龙江交通科技，2014，5(3):122－122.

作者:彭波 单位:贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司