摘要：对某连续箱梁桥的体外预应力加固措施进行效果评价，主要内容包括荷载试验以及试验桥跨的理论计算分析。结果表明，加固后的结构处于弹性工作状态，张拉体外预应力加固措施对该桥的结构承载力极限状态和正常使用极限状态均有改善。
　　关键词：连续箱梁桥 加固 体外预应力 荷载试验 理论计算
　　近年来，预应力混凝土连续箱梁桥因具有桥面接缝少、梁高小、刚度大、整体性强等优点而得到了广泛应用。然而在长期重荷载、大交通量的运营情况下，该类桥梁在运营一段时间后出现不同程度的病害，严重影响桥梁的承载能力[1，2]。本文主要从理论计算和试验两方面，对某预应力混凝土连续箱梁桥的加固措施进行效果评价。
　　2008年对该桥进行加固，主要措施为：
　　1）对箱梁横隔板采用增大截面法进行加固。端隔板增厚20厘米，中隔板增厚30厘米。
　　2）采用箱内局部布设体外预应力束进行加固，在每幅桥中跨箱内施加6束体外预应力，右幅预应力采用15φs15.2型钢束，左幅预应力采用12φs15.2型钢束。
　　3）主桥箱梁腹板竖向裂缝、底板纵向裂缝采用粘贴200mm宽，8mm厚钢板进行加固。底板u形裂缝采用在底板上下面对拉钢板的方法进行加固，钢板厚度为8mm。
　　4）对主桥的桥面铺装进行了改造，在不改变铺装厚度的情况下，采用8厘米厚防水混凝土。
　　通过对2009年～2012年该桥的检测资料分析可知，经加固后该桥状况基本正常，主梁裂缝未见明显发展。为进一步评价加固效果，本次工作选择该桥的左幅第11～15跨进行理论计算与静载试验。
　　2、计算模型及结果
　　本次计算采用较保守的方法，仅考虑体外预应力的加固作用，没有考虑箱梁横隔板增大截面和箱梁腹板、底板采用粘贴钢板加固的作用。
　　2.1计算参数
　　加固设计左幅桥体外索采用12 s15.2mm钢束。
　　梁体升、降温按±20℃考虑，梯度温度按《公路桥涵设计通用规范》（jtg d60-2004）[3]进行取值。预应力混凝土的收缩徐变按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（jtj 023-85）[4]附录四的规定由程序自动进行计算。支座沉降按5mm考虑。防撞墙及铺装层等二期恒载取40.2kn/m。汽车荷载及挂车荷载偏载系数按1.15考虑。冲击系数按《公路桥涵设计通用规范》（jtj 021-89）[5]的规定取值。
　　2.2荷载组合
　　按最不利荷载组合情况进行验算：
　　承载能力极限状态组合：自重、二期恒载、预应力次内力、混凝土收缩、徐变荷载、均匀温度荷载、梯度温度荷载、基础沉降、汽车荷载。
　　正常使用极限状态组合：自重、二期恒载、预应力、预应力次内力、基础沉降、混凝土收缩、徐变荷载、均匀温度荷载、梯度温度荷载、汽车荷载。
　　3、荷载试验及结果
　　3.1试验现场布置
　　本桥静载试验的测试截面共4个，分别为第15跨0.4l处最大正弯矩截面（a）、14#墩顶最大负弯矩截面（b）、第14跨跨中最大正弯矩截面（c）以及第12跨跨中最大正弯矩截面（d）。
　　3.2试验结果分析
　　（1）应变实测结果
　　在各级试验荷载作用下a截面的实测应变值见表2。从表中的实测应变可知，各测点的相对残余均小于20%，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》[6]的要求，说明截面变形处于弹性工作状态。
　　将本次测试结果的最大值与2009年的试验结果做对比，可知：
　　1）本次试验最大级荷载作用下，箱内底板上测点实测应变均远小于2009年荷载试验的实测值，这主要与粘贴钢板与混凝土之间的粘结强度削弱有关。从外观检查结果上来看，测试截面处所粘贴的钢板存在空鼓现象。
　　2）本次试验最大级荷载作用下，箱内顶板上测点实测应变比2009年荷载试验的实测值也有一定程度的减小，这主要是由于加固钢板作用的削弱造成截面中性轴的上移所造成的。
　　4、结语
　　通过本文理论分析和静载试验，可得出以下结论：
　　（1）通过张拉体外预应力加来改善该桥的结构承载力极限状态和正常使用极限状态的方法均是有效的。但加固后，前者可以满足规范的要求，后者仍不能满足规范要求。
　　（2）张拉体外应力、在箱梁的顶、底板进行粘贴钢板加固能有效地改善结构的受力状态。本次试验的应变、挠度的相对残余变形均满足试验规范要求，该桥整体处于弹性工作状态。
　　（3）本次试验箱梁顶、底板

应力实测值远小于2009年的实测值，挠度校验系数（1.03）也比2009年的值（1.11）有较大的改善，说明加固措施在一定程度上提高了桥梁的承载能力，该桥现在工作状态较好。
　　（4）由于结构构件存在很多病害，往往承载能力极限状态容易满足要求，但正常使用极限状态不能满足要求。常用的做法是加大车辆设计荷载或对承载力进行折减，以满足构件应力强度的要求。这样的做法虽有一定科学依据，但也有不少人为评判因素。由于材料的应力强度往往优先控制设计，再加上承载力计算中有时要用到应力计算的结果，建议先作应力强度计算，后作承载力计算，两者均应符合要求。
　　参考文献
　　[1]邵华英，刘旋云，周德.预应力混凝土连续梁桥维修加固技术的对比研究[j].中外公路，2010，30（3）：198-202.
　　[2]赵文实.预应力混凝土连续梁桥加固设计及体会[j].铁道建筑，2007，（6）：18-19.
　　[3] jtg d62-2004. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[s]. 北京：人民交通出版社，2004.
　　[4] jtg d62-1985. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[s]. 北京：人民交通出版社，1985.
　　[5] jtj 021-89. 公路桥涵设计通用规范[s]. 北京：人民交通出版社，1989.
　　[6] jtg/t j21-2011. 公路桥梁承载能力检测评定规程[s]. 北京：人民交通出版社，2011.
　　[7]王茜茜.预应力连续梁桥加固效果试验评定研究[j].铁道建筑，2010，（7）：18-20.
　　[8]朱德宏.预应力混凝土箱式桥梁加固前后使用状态分析研究[d].合肥：合肥工业大学硕士论文，2008.
　　作者简介：
　　叶锡钧，男，（1984-），博士，主要从事桥梁检测与评估工作。