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双排支座方案在先简支后连续梁桥施工中的应用
作者单位：
中交第一公路工程局厦门工程有限公司，福建厦门 361021
母体文献：
2012城市道桥与防洪第七届全国技术高峰论坛论文集
会议名称：
2012城市道桥与防洪第七届全国技术高峰论坛
会议时间：
会议地点：
主办单位：
上海市市政公路行业协会
在线出版日期：
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连续梁端支座什么情况下可以设置为简支？
连续梁端支座什么情况下可以设置为简支？
请教各位老师，连续梁两端的锚固是不是应该按铰接计算？因为我看11G-101第86页非框架梁L配筋构造中，充分利用钢筋的抗拉强度时平直段锚固需大于等于0.6lab,以C30混凝土?14的钢筋来计算lab=35d=490，0.6lab=294。扣除保护层后，梁宽要300+才满足直锚要求，而我们一般框架梁才做到200、250。就算是按铰接计算，当框架梁宽200时，连续梁中也只能用?14才能满足直锚要求大于等于0.35lab=171.5。此时连续梁端支座能否考虑为简支？
看11G101-1P86注10&附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件最终由设计指定
回复 2# renwoxing 的帖子
谢谢您的指导，我想请教您那设计时什么情况时设计按铰接，什么情况又按充分利用钢筋的抗拉强度？
回复 3# zhijingdashi 的帖子
这个问题问的好，这就需要对结构理论有个深入的了解。1、“充分利用钢筋的抗拉强度”指支座上部钢筋按计算配置承受支座负弯矩，这时平直段长度至少0.6Lab2、”设计按铰接“指理论上支座无负弯矩，但实际上仍受到部分约束，这时设置构造钢筋，平直段长度至少0.35Lab由于具体工程结构计算模型，具体结构设计工程师最清楚，故图集规定由设计指定，施工人员不可擅自做主。
Ｏ（∩＿∩）Ｏ
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回复 4# renwoxing 的帖子
非常感谢您的指导
路过狂顶之
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showMenu(this.id);">　　河南建总国际工程有限公司
　　摘要：介绍了磨思高速公路在运营三年后部分T形梁桥在腹板两侧出现两面对应的竖向裂缝分部位置，并对产生成因进行了分析，阐述了在T形梁在养护过程中常用维修加固技术，同时还介绍了碳纤维板在磨思高速公路桥梁中维修加固技术应用与及预应力碳纤维板施工方法，可为广大桥梁检测与加固工程技术人员提供借鉴。
　　关键词：T形梁桥；腹板；裂缝；加固技术
　　T形梁桥是我国梁式桥中应用最为广泛的一种桥型，在此前的桥梁大多已发生承载力不足现象，然而要废除这些旧桥重建新桥，一方面需耗巨资，另一方面需中断交通，影响人们正常的工作、生活，因此，探索安全、经济、科学的桥梁加固技术具有积极的现实意义。磨黑至思茅高速公路位于普洱市境内，是西部大开发公路干线兼国道213线兰州至磨憨公路及昆明至曼谷国际大通道的组成部分，是云南省的纵向运输大动脉。路线起于宁洱县磨黑镇黄庄，止于普洱刀官寨（思小高速公路起点），途经磨黑镇、宁洱镇、同心乡、普洱。路线里程长度64.512公里。共有大中小桥162座（单幅计），其中20座连续箱梁（单幅计），12座空心板桥（单幅计），其余均为先简支后连续T形梁桥。
　　一、T梁腹板竖向裂缝分部情况
　　磨思高速公路于日开工， 日圆满的完成的所有的施工任务，并于日全线试通车。在运营三年后，于至24日对磨思高速公路竣工验收桥梁检测中部分桥梁腹板出现了竖向裂缝，其中有5座桥梁中部分（共计15片）T梁腹板不同情况的有对称竖向裂缝，H=65.5~170cm，&max=0.04~0.24mm ，每侧少则1~2条，多则五条，裂缝区集中出现在梁跨1/3~2/3段，裂缝主要出现在腹板马蹄倒角上缘与顶板下缘之间，对称裂缝深度多接近或超过腹板厚度的70%。说明了开裂的T梁其承载力不能满足现有通行能力，现阶段高速公路上通行的重车或超重车越来越多，也说明了现有桥梁承载力设计标准存在偏低，与迅猛发展的交通量不相适应。同时要求在施工中要按设计规范施工。因此，探索桥梁出现的病害具有积极的现实意义。
　　二、 先简支后连续T形梁桥竖向裂缝成因分析
　　T梁腹板钢筋混凝土保护层厚度检测表明，出现裂缝的区域混凝土保护层厚度普遍偏薄，在养护过程中由于保温保湿措施不到位易导致收缩裂缝的出现，另外预制T梁在预应力张拉阶段钢束可能存在断丝或施工控制不严等问题，导致个别梁片的预应力损失相对较大，腹板的压应力储备不足；通车后，在车辆荷载的反复冲击下，腹板易出现拉应力，裂缝逐渐延伸开展，使得腹板表层收缩裂缝发展为裂缝长度、深度成较大的结构受力裂缝。
　　三、T形梁桥常用维修加固技术
　　1.碳纤维加固技术
　　碳纤维具有极高的抗拉强度和弹性模量。由它和树脂结合成的复合材料重量轻、施工便捷，不需要大型施工机具，在加固维修中可以充分利用其高强度的特点来提高混凝土结构的承载能力和延性，特别适用于要求提高承载能力而不允许增加过多桥梁恒载的工程。粘贴碳纤维的加固机理是将增强材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用以代替需要增设的补强钢筋，提高梁的承载能力，达到补强的目的。
　　2.体外预应力加固技术
　　体外预应力加固是通过在T形梁体外布设拉杆或撑杆，并与被加固的梁体锚固连接在一起，然后施加预应力，强迫后加的拉杆或撑杆受力，从而改变原结构的内力分布，并降低原结构的应力水平，以提高结构的承载力。加固后可减小结构的变形，缩小裂缝宽度甚至使裂缝完全闭合。对于钢筋混凝土T形梁桥，采用对受拉区施加预加压力的加固，可以抵消部分自重应力，起到卸载作用，从而能较大幅度地提高T形梁的承载能力(见图1)。
　　6.简支变连续结构加固技术
　　先简支后结构连续的体系转换方式是新建预应力混凝土连续梁桥常采用的一种施工方式，将其方法应用在旧桥桥梁的加固过程中，依据T形梁的实际情况，通过对梁端进行结构改造，设置临时支座，形成墩顶连续段后，拆除临时支座，实现结构体系的转换，从而充分利用原有结构，有效地发挥旧桥结构的潜在承载能力，提高结构的整体承载能力，同时加固改造后桥梁能够体现连续结构所具有的结构整体刚度好、伸缩缝少、行车平顺舒适、跨中弯矩小、抗震性能好等优点，改变以往简支梁桥由于长年运营所形成的桥面连续较差，变形较大，耐久性差等缺点。
　　四、桥梁加固方法的选择与应用
　　根据荷载试验及梁体病害检测结果，桥梁维修加固可分为：承载力加固、使用功能加固、耐久性加固和抗震加固四种情况。在实际工程中，可能是几种不同性质的加固兼而有之，特别是承载力加固和耐久性加固通常是同时进行的。桥梁加固应注意各种加固方法的综合利用，通过调整结构内力，尽量减轻原梁的负担，将加固补强工作量压缩到最小。碳纤维具有极高的抗拉强度和弹性模量。由它和树脂结合成的复合材料重量轻、施工便捷，不需要大型施工机具，在加固维修中可以充分利用其高强度的特点来提高混凝土结构的承载能力和延性，特别适用于要求提高承载能力而不允许增加过多桥梁恒载的工程。粘贴碳纤维的加固机理是将增强材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用以代替需要增设的补强钢筋，提高梁的承载能力，达到补强的目的。
　　在磨思公路桥梁加固中，结合结构验算分析，针对预应力混凝土T梁腹板竖向裂缝，除K40+787右幅5-4#T梁采取在T梁底板及腹板粘贴碳纤维板的方式加固外，其余梁片均采取在T梁马蹄底面与侧面0.8L范围内张拉纵向预应力碳纤维板(100mm&1.4mm)的方式,提高T梁跨中截面承载能力安全储备，同时增加T梁腹板的压应力储备，抑制裂缝的开展，对于T梁腹板裂缝宽度&0.10mm的裂缝采用低渗透注浆法进行修补, T梁腹板裂缝宽度＜0.10mm采用封闭法进行修补。
　　磨思高速公路K3+884大桥等5座桥梁加固工作由有资质的中交瑞通路桥养护科技的限公司组织施工，并于至日完成，施工中严格按照桥梁加固方案和施工技术规范进行桥梁质量缺陷加固工作。
　　五、张拉预应力碳纤维板施工方法
　　1．碳纤维板的安装
　　（1）放样
　　按照设计图纸在梁底进行放样，包括碳板位置、永久锚固端、临时支撑、张位滑动端、压条钢板，钢板上锚栓孔位放样时应控制误差在2mm内，锚栓孔位置的精确度直接影响后续钢板安装的快慢。
　　（2）钻孔
　　使用水钻在锚栓孔位置钻孔，钻孔前应对原桥预应力管道、主筋位置进行探测，在确定没有预应力管道及主筋的前提下再进行钻孔施工，钻孔时应先将设备支垫平整，保证锚栓孔竖直，以便在后续植筋安装钢板时钢板上的孔位和锚栓能够配套。
　　(3)刻槽打磨
　　按照放样位置，打磨碳板与梁底接触面混凝土，打磨时应避免将碳板位置放出的墨线打磨掉，墨线在后续安装碳板及固定端时会起到校正作用。在两个永久锚固端及张拉滑动端进行凿毛、刻槽，刻槽深度不能低于要求，保证安装后固定端内碳板要比梁底高，以便保证在场拉过程中，碳板能更靠近梁底，第一可以节约碳板胶的耗用量；第二可以减少空鼓率。
　　（4）清孔
　　锚栓孔钻孔施工完成后，对锚栓孔内灰尘进行清除：
　　①先使用空压机吹孔，保证每个上下反复吹空三次，
　　②在将毛刷插入孔内，反复旋转刷三次；
　　③毛刷刷后再使用空压机吹孔三次，
　　④使用工业酒精擦拭孔底、孔壁；
　　（5）种植锚栓
　　锚栓在使用前应用酒精或丙酮将锚栓上的油渍清洗干净，在锚栓孔内干燥后进行植筋：
　　①用电子称按照比例称取甲、乙结构胶黏剂，
　　②用自制的搅拌器反复搅拌直至均匀，每次拌制的胶黏剂不宜过多，需在半个小时内使用，
　　③由于气温较低，称取完胶黏剂后，应将胶黏剂桶用电热毯包裹起来并放在封闭的纸箱内保温，以便在使用时有着合适的稠度；
　　④使用注胶器将拌制均匀的胶黏剂注入孔内，注胶量宜为孔深的2/3，然后将锚栓放入孔内，单向旋转直至设计深度，由于气温较低，胶体固化时间长且锚栓自重相对较大，为防止锚栓下滑，必须对植入孔内的锚栓采取临时定位措施，抽取专人进行检查锚栓的垂直度，在胶黏剂强度没达到要求前对垂直度不满足要求的锚栓进行扳直，校正。锚栓垂直度是否满足要求直接影响后续钢板的安装。
　　（6）安装碳板、永久固定端、临时支撑、张拉滑动端
　　①对所有与胶黏剂粘合的钢板接触面进行打磨，直至露出金属光泽；
　　②按照设计尺寸裁剪碳板，将裁剪好的碳板平铺于施工平台上；碳板长度应根据现场实际放样的长度裁剪，下料时应考虑永久工作长度及张拉工作长度，碳板若小于实际长度将导致滑动端无法放置在滑动槽内，碳板若过长，将导致张拉时碳板在没有受到力被拉直的过程中，滑动端会在滑槽内向前滑移引起预留的滑动空间不够，以致施工时需要将滑槽长度加大；也会导致张拉时碳板在没有受到力被拉直时，千斤顶行程提前耗费，无法满足所需的张拉伸长值，以致千斤顶后面需要增加支垫。
　　③安装碳板、永久固定端、临时支撑、滑动端
　　在永久固定端、临时支撑、滑动端与碳板接触钢板上放样出碳板位置，安装顺序为：永久固定端&&张拉端永久固定端&&滑动端&&临时支撑。
　　2．碳板的张拉、锚固
　　等碳板安装完成后，胶黏剂强度达到要求后方可进行张拉施工。
　　（1）标定张拉所用的千斤顶、油表；
　　（2）布置张拉现场、对作业工人进行技术交底、安全交底；
　　施工现场应有详细的作业指导书：回归方程、张拉顺序、张拉分级、各级张拉应力及对应伸长值等。
　　（3）在施工现场及配备操作人员符合规范后开始张拉。
　　准备工作：
　　①张拉前先安装钢板压条，打磨粘合面，将压条钢板安装在种植好的锚栓上，适当拧紧螺母；
　　②将碳板胶、粘钢胶；张拉所用千斤顶、油泵；拌制胶黏剂所用工具：电子太平、搅拌器，刮刀等布置在现场。
　　（4）张拉：
　　①用干净抹布将碳板粘结面灰尘擦拭干净，不干净处可用酒精或丙酮擦拭。然后将拌制好的碳板胶均匀涂抹碳板上，但不能紧贴在梁底，需等到张拉完成后再粘贴；
　　②将拌制好的粘钢胶涂抹在钢板压条上，适度拧紧螺栓，保证碳板与梁底有1~2mm空隙，等张拉完成后再将钢板压条螺母拧紧。由于梁体平整度不一，以及张拉碳板时对原箱梁适度上拱，张拉完碳板后很难完全保证碳板紧贴在梁底而且碳板已经完全绷紧，若张拉完后再粘贴钢板压条会有一定的困难。
　　张拉前分别安装固定端夹具，张拉端夹具及张拉配套设施，两根螺纹拉杆安装时应保持水平， 两根拉杆上的螺母拧紧时应保证在同一横向位置（拧的丝数一致）。
　　③张拉采取张拉应力和伸长值双控。
　　张拉应力按照0&&20%&con&&50%&con&&80%&con&&100%&con（持荷五分钟）分级进行，张拉应力达到分级应力后，应测量伸长值，并检查实际伸长值与设计伸长值偏差是否在&6%内，否则应停止张拉，查明原因调整措施后方可继续张拉。
　　④张拉过程中，随着张拉力的变大，碳板被拉直并会慢慢紧贴于梁底，碳板上多余碳板胶会被挤出，应及时用刮刀刮除被挤出得碳板胶，也应及时填补胶体不饱满处。
　　⑤张拉完成后拧紧螺纹拉杆上的螺母，并拆掉套筒及E钢板；若千斤顶的行程小于张拉伸长值，则需在第一次千斤顶行程达到后，拧紧螺纹拉杆上的螺母，然后千斤顶回油并将E钢板前移，再次张拉。
　　（5）封锚
　　张拉完成后应在锚具外支模，并用灌浆料灌注，将坑槽及锚具包住，完成对坑槽的修补、锚具的防护处理。
　　六、在桥梁维修加固施工中应注意事项
　　1．针对本次维修加固的桥梁，在施工过程应加强部分病害较为严重的上部主要承重构件，如部分开裂较为的T梁，以及支座状态的监测和定期检查。
　　2．张拉碳纤维板的过程中，须加强施工监控，封闭交通后，在梁体跨中处应设置位移观测点及应变测点，在支点及跨中处设置裂缝观测点，若张拉预应力施工过程中出现位移急剧变化及出现新增裂缝等状况，要立即停止施工，分析原因，采取有效措施后方可复工。
　　3．张拉预应力碳纤维板前、后各片梁体跨中对应的挠度、应力变化值以设计值为限值，可允许浮动5%。
　　4．为保证施工安全、结构安全及工作的顺利开展，在施工前必须对施工机具、临时设备及其它保障措施进行详细检查、核对，在确保万无一失后方可施工。
　　5．锚具及压条锚栓钻孔施工前必须先探测梁体中钢筋及钢束的位置，钻孔不得对原桥梁体中的钢束或主筋造成破坏。
　　6．在T形梁在施工过程中要加强现场管理，认真对每道桥梁施工工序严格监管，并按设计和规范进行施工。
　　7．张拉碳纤维板应遵循对称张拉原则。
　　七、结束语
　　近年来我省高速公路桥梁上部结构较多采用了先简支后连续的T形连续桥梁，此类桥型在运营中部分梁板出现了竖向裂缝，说明了开裂的T梁其承载力不足，必须进行返工或结构加固处理。预应力碳纤维板材加固桥梁结构是近几年展开研究的一项新型加固技术,该技术针对粘贴碳纤维片材加固与体外预应力加固技术结合2种技术的优势,可提高桥梁结构承载力,又可显著减小结构变形,提高结构刚度,充分利用材料性能,节省大量材料和工程造价。通过开始前及完成后实施的近似同条件的荷载试验表明：采用预应力碳纤维技术加固后，加固桥梁的承载能力显著提高，结构刚度明显增大，同时桥梁结构的内力分布得到了较大改善。验证了预应力碳纤维加固技术的先进性与可行性，为该项技术的进一步发展及推广应用积累了宝贵经验。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范(JTG& HI1-2004).北京人民交通出版实社,2004
　　[2]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG& BO1-2003).北京人民交通出版实社,2003
　　[3]中华人民共和国行业标准.公路桥梁加固设计规范(JTG /T J22 -2008).北京人民交通出版实社,2008
　　[4]中华人民共和国行业标准.公路桥梁加固施工技术规范(JTG /T J23 -2008).北京人民交通出版实社,2000
　　[5]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ& 041 -2000).北京人民交通出版实社,2000
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