簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固法——提載加固的最佳選擇

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固法是將多跨簡支梁（板）的各中間支點(diǎn)的相鄰兩跨的梁(板)端連為一體，將多跨簡支體系改變?yōu)槎嗫邕B續(xù)體系。從結(jié)構(gòu)力學(xué)分析可知，在同一荷載作用下，連續(xù)梁的跨中彎矩要比相同跨徑的簡支梁小近1/3。換句話說，將多跨簡支梁（板）改變?yōu)槎嗫邕B續(xù)梁（板）后，控制結(jié)構(gòu)抗彎承載力的跨中截面承受活荷載（車輛荷載）的能力將提高近1/3，間接達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。

  工程實(shí)踐表明，簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固適用于公路網(wǎng)改造提高設(shè)計荷載等級的橋梁加固，特別是對建成時間不長，使用情況基本良好，混凝土碳化深度較淺，梁體開裂不嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)耐久性基本得到保證的中小跨徑的多跨簡支梁（板），采用簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固可達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力和改善結(jié)構(gòu)使用功能的目的。另外，由于減少了大量的伸縮縫，為養(yǎng)護(hù)管理帶來了方便，間接提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固施工簡單，對原梁的破壞小，加固工程費(fèi)較少，在經(jīng)濟(jì)上也有一定的競爭力。

一、簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固的關(guān)鍵技術(shù)及構(gòu)造要點(diǎn)

1、中間支點(diǎn)墩頂連續(xù)段鋼筋布置方案

將多跨簡支梁轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁后，中間支點(diǎn)墩頂連續(xù)段截面承受負(fù)彎矩，在截面的頂部應(yīng)增設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋，其數(shù)量應(yīng)由在活載及后期恒載作用下，按連續(xù)梁計算求得的支點(diǎn)負(fù)彎矩的受力要求確定。

◆后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋方案

目前工程上較普遍采用的是，在中間支點(diǎn)連續(xù)段截面頂面布置后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。工程上的一般做法是，在澆筑后加混凝土層時預(yù)埋波紋管，形成孔道，并設(shè)置錨固齒板，預(yù)應(yīng)力筋張拉后應(yīng)及時向孔道灌漿，將預(yù)應(yīng)力筋與梁體粘結(jié)為一體，保護(hù)鋼筋免于銹蝕。

◆無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋方案

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋布置方案，是將具有防腐保護(hù)套的鋼絞線束，按設(shè)計位置鋪設(shè)在支點(diǎn)連續(xù)段截面的頂面，后加混凝土澆筑后再張拉和錨固，形成無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋方案省去了繁雜的制孔和灌漿工序，施工簡單，由于防腐保護(hù)套對預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)作用，使結(jié)構(gòu)的耐久性明顯提高。

但應(yīng)特別指出：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系必須采用混合配筋方案。在配置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的同時，尚應(yīng)配置足夠數(shù)量的普通鋼筋（非預(yù)應(yīng)力筋）,以保證結(jié)構(gòu)的塑性破壞性質(zhì)。

◆橫向張拉環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力筋方案

將橫向張拉環(huán)氧涂層有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)用于簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固，是筆者于2010年申報國家zhuanli《橫向張拉環(huán)氧涂層鋼筋有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)》時提出的新建議。其構(gòu)造要點(diǎn)是:

①拆除各中間支點(diǎn)連續(xù)段的伸縮縫，鑿除梁端和原橋面鋪裝混凝土;

②在各中間支點(diǎn)連續(xù)段相鄰梁端的頂面設(shè)置錨固鋼板條，在其上焊接順橋向平行布置的環(huán)氧涂層鋼筋，其數(shù)量和布置方案按承受負(fù)彎矩的承載力要求確定;

③在相鄰梁端的空隙澆筑混凝土;

④待新澆混凝土硬化后,對相鄰兩根鋼筋施加橫向拉緊力,將平行布置的鋼筋拉緊呈折線形,用橫向卡緊器固定;

⑤在支點(diǎn)連續(xù)段頂面澆筑摻有水泥基結(jié)晶型防水材料的混凝土鋪裝層，以增強(qiáng)橋面的抗裂性;

⑥為減輕自重，跨中段混凝土鋪裝層可采用輕質(zhì)混凝土(陶礫或浮石混凝土)，這樣可以間接提高結(jié)構(gòu)承受活載的能力。

工程實(shí)踐表明，將橫向張拉環(huán)氧涂層有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)用于簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固，大大簡化了墩頂連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋的錨固構(gòu)造，橫向張拉施工更為方便，將會進(jìn)一步提高簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固方案的競爭力。

2、中間支點(diǎn)相鄰跨梁端整體化的構(gòu)造

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固需將各中間支點(diǎn)的相鄰跨梁端連接為整體，為此應(yīng)將原橋端橫隔梁以外的梁端混凝土鑿除，露出鋼筋。將相鄰跨梁端外露的縱向鋼筋（原梁底部的受力鋼筋和頂部的架立鋼筋）整直，并采用短鋼筋將其焊接連接，然后澆筑混凝土，將相鄰跨兩梁連為一體。對需拆除原有破損支座，重新設(shè)置單支座的情況，應(yīng)在墩頂增設(shè)橫隔梁，將各主梁連為一體。

二、體系轉(zhuǎn)換及單、雙支座的選擇

目前新建的簡支轉(zhuǎn)連續(xù)法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（跨度為25m-40m），大多采用單支座支承。在簡支狀態(tài)采用臨時支座支承，連續(xù)梁成型后拆除臨時支座，將全部荷載轉(zhuǎn)移到永久支座上，形成單支座支承的多跨連續(xù)梁。

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固一般采用雙支座支承方案，不必進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。特別是對原橋支座基本完好的情況，采用保持原有支座的雙支座方案施工簡單，對連續(xù)梁的受力也無大的不利影響。

對原橋支座破壞嚴(yán)重或跨徑較大的橋梁可采用單支座支承方案。澆筑梁端整體混凝土前，在梁底設(shè)置永久支座。在墩頂連續(xù)工作全部完成后，拆除原梁已破損的支座，將全部荷載轉(zhuǎn)移到永久支座上，最終形成單支座支承的多跨連續(xù)梁。

從理論上分析，單支座和雙支座對連續(xù)梁的內(nèi)力分布影響不大。雙支座支承的連續(xù)梁支點(diǎn)負(fù)彎矩峰值減少，相應(yīng)地對跨中彎矩的卸載作用也有所降低。但這種不利影響是有限的，特別是對常用的跨徑20m-30m的簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固，從簡化施工角度考慮，優(yōu)先采用雙支座方案是切實(shí)可行的。

三、墩頂連續(xù)段腹板（梁肋）加寬處理

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)加固對提高跨中截面的抗彎承載力的作用明顯，但對提高支點(diǎn)附近的斜截面抗剪承載力的作用不大。因?yàn)樵谕缓奢d作用下，相同跨徑的連續(xù)梁和簡支梁相比，跨中彎矩減少近1/3，支點(diǎn)剪力卻相差不大。換句話說，將簡支梁轉(zhuǎn)為連續(xù)梁后，跨中截面可以滿足提載后的抗彎承載力要求，而支點(diǎn)附近的斜截面抗剪承載力可能相差較大，通常需對支點(diǎn)附近的斜截面進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。此外，將簡支梁轉(zhuǎn)連續(xù)梁后，墩頂連續(xù)段腹板(梁肋）底部受壓，為滿足承壓要求，腹板(梁肋)寬度也要適當(dāng)加寬。