摘要：本文主要针对粘钢法在钢筋混凝土T梁桥加固中的应用展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对粘钢加固的方案作了详细的阐述，并系统分析了加固的效果，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：粘钢法；钢筋混凝土；桥梁加固；应用
粘钢法具有着施工简便、快捷，不增加被加固构件断面尺寸和重量等优点，在钢筋混凝土T梁桥的加固施工中有着广泛的应用。因此，为了进一步保障粘钢法的应用效果，施工方就需要制定科学合理的施工方案，以正确指导粘钢法的顺利施工。基于此，本文就粘钢法在钢筋混凝土T梁桥加固中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 工程概况
某桥为24孔装配式钢筋混凝土简支T形梁桥，跨径为16、20和22m共3种。桥面净宽为2×7.5m＋2×1.5m，铺装采用桥面连续结构，原设计荷载为汽车－20级，挂车－100。桥梁横断面如图1所示。
2.2 加固设计检算
该桥跨中和支点荷载横向分布分别用刚接梁法和杠杆法计算，而支点至第一道横隔板间按直线过渡。经计算，汽车内力由偏载两车道控制设计，弯矩和剪力均为3#梁最不利。
2.2.1 承载能力极限状态验算
（1）抗弯承载能力检算
计算时，加固桥梁的受力效应，应按两个阶段考虑：第一阶段为钢板与主梁结合前，荷载考虑原结构恒载、二期恒载、加固钢板重量，此阶段受力主筋在恒载作用下产生变形εc1；第二阶段为粘贴的钢板与主梁有效结合后，直至结构受力达到承载能力极限状态。该阶段受力钢筋与钢板条同时参与结构受力，截面按粘贴钢板后的组合截面考虑。假设钢筋的极限应变为ε，则该阶段受力主筋的变形量εc2＝ε－εc1。根据平面变形假定及第二阶段主筋变形量εc2，求出达到承载能力极限状态时钢板条的变形量为εsp，将εsp乘以弹性模量得到相应的钢筋应力。
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由加固前荷载试验结果知，该桥上部主梁主要测点最大校验系数为0.89，故检算系数为Z2＝1.005，偏安全考虑，取Z2＝1.0。经计算，主梁加固后荷载效应组合值为2186.9kN•m，小于计入Z2后的抗力值2534.35kN•m，说明加固后主梁最大正弯矩断面抗弯极限承载力满足公路－Ⅱ级荷载的检算要求。
（2）抗剪极限承载力验算
该桥梁端用竖直粘贴U形箍钢板条进行加固，截面尺寸经验算满足检算要求，在此不作详述。现以距支座中心线h/2处断面的抗剪承载能力检算为例，介绍加固梁抗剪承载能力检算方法，加固后主梁抗剪极限承载能力检算按下式计算：
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经计算，加固后剪力控制断面最不利剪力组合设计值为458.0kN，小于计入Z2后的抗力值1107.6kN，说明加固后主梁抗剪极限承载力满足公路－Ⅱ级荷载的检算要求。
2.2.2 正常使用极限状态验算
（1）主梁挠度验算
加固梁的刚度分为加固前及加固后两阶段。加固前的刚度用于主梁自重及未卸载部分的恒载产生的挠度；加固后刚度用于计算汽车荷载作用下的挠度。将主梁底缘加固钢板按照钢板弹性模量与受拉钢筋弹性模量比，折算成受拉钢筋，再根据JTG D62－2012《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的方法计算加固后截面的刚度。经计算，混凝土挠度长期增长系数采用1.6，消除结构自重效应影响的短期组合的长期挠度值fQ＝16.8mm，小于容许值32.3mm，说明加固后主梁跨中竖向刚度满足公路－Ⅱ级荷载的检算要求。
（2）主梁跨中断面裂缝宽度验算
对于加固后的计算，应将主梁底缘加固钢板按照钢板弹性模量与受拉钢筋弹性模量比，折算成受拉钢筋，再按钢筋混凝土裂缝宽度计算方法计算。经计算，加固后主梁最大正弯矩处裂缝宽度为0.14mm，小于计入检算系数后的限值，说明加固后主梁跨中裂缝宽度满足公路－Ⅱ荷载的检算要求。
3 加固效果分析
为验证粘钢加固后主梁实际的加固效果，选择该桥加固前的1#试验孔作为加固后的荷载试验孔，且试验工况和试验荷载与加固前相同。对于主梁，共4个试验工况：跨中最大正弯矩加载（偏载和中载），梁端最大剪力加载（偏载和中载）。
3.1 抗弯加固效果分析
（1）主梁跨中截面挠度分析
因主梁的挠度与刚度大小有着直接的关系，故通过比较实测各主梁跨中挠度来分析加固前后主梁刚度，加固前后实测各主梁跨中挠度见图4。
由图5可以看出：加固后各梁实测横向分布系数的分布规律与理论值吻合程度更好，较加固前有明显改善，且最大横向分布系数分别为0.42、0.51，均小于相应理论值0.51、0.52。这说明加固后，桥梁的横向传荷能力增强，整体性得到了一定提高。
（3）跨中腹板混凝土应力分析
加固前后，1#孔3#主梁跨中断面T梁顶缘、腹板底的实测应力比较情况见表1。
由表1可知：在工况1试验荷载作用下，实测加固后3#主梁的应力校验系数分别为0.33、0.81，小于1.0，说明加固后主梁结构的强度满足设计与使用要求；与加固前相比，加固后1#梁和3#梁的应力校验系数分别减小了14.7％、9％，说明主梁加固后，受力状况得到较明显的改善。
（4）主梁裂缝分析
对于跨中最大正弯矩加载，在偏载作用下3#梁受力最大，在中载作用下6#梁受力最大。在加固后的荷载试验中，3#及6#梁均未见新裂缝产生，原有部分裂缝采用密封胶进行封闭，在荷载作用过程中均未开裂，原未封闭的裂缝宽度有少量增加，3#梁裂缝宽度增加量为0.02～0.06mm，加载后最大裂缝宽度为0.18mm；6#梁裂缝宽度增加量为0.04mm，加载后最大裂缝宽度为0.16mm，加固后主梁裂缝发展得到了有效控制。
3.2 抗剪加固效果分析
（1）梁端主拉应力分析
在梁端最大剪力加载（偏载和中载）工况下，实测加固前、后梁端主拉应力及校验系数见表2。
由表3可知：加固后较加固前主梁跨中1阶固有频率提高了0.37Hz，即提高了7.6％，说明加固后主梁竖向抗弯刚度有所提高；加固后较加固前阻尼比减小了28.6％，说明主梁竖向裂缝较加固前有一定程度的减少，加固后受弯裂缝得到了较好的控制。
4 结语
综上所述，由于粘钢法自身的优点，将粘钢法应用到钢筋混凝土T梁桥的加固施工中，会给加固工程带来极大的帮助。施工方需要在加固施工前，制定科学合理的施工方案，并以此指导施工的进行，保障桥梁工程的加固施工质量，以进一步推动粘钢法的应用。
参考文献：
[1]张伟龙.粘贴钢板法在钢筋混凝土桥梁加固中的应用[J].中国科技博览.2010（14）.
[2]刘树东.粘钢法加固钢筋混凝土T形梁抗弯承载力计算与应用[J].特种结构.2012（01）.
论文作者:蒋卫明
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/23
标签：荷载论文; 裂缝论文; 挠度论文; 后主论文; 钢筋混凝土论文; 钢板论文; 刚度论文; 《基层建设》2017年4期论文;