旧桥加固设计与施工初探

建 筑 工 程13INTELLIGENCE························教学方法。

让名师参与教学活动是培养创新人才的关键。

高校应该从制度创新入手。

大力推进名教授讲课、名教授主持教学改革项目，名教授编写教材作为保证和提高教学质量的重大举措，真正做到一流生源、一流培养。

名教授参与教学活动，一是有利于激发学生内在学习动力，促使学生建立正确的学习观；二是名教授授课更加有利于学生构建完善的知识结构。

3、在课堂教学中培养学生的质疑精神。

在教学过程中，我们当然要强调教师讲授的科学性。

但是，我们绝不能要求教师所讲授的，都是已经证明了是正确的。

创新的东西，通常最初都表现为尚未证实是正确的观点、思想和理论。

只要属于学科领域，只要符合科学精神，只要是对事物本质和发展规律的探索，任何观点、思想和理论都应该允许在课堂中讲授。

否则，创新就无从产生，学生那种敢于怀疑、大胆假设的创新精神，也就无法形成。

这是创新实现、创新人才成长的客观规律。

在课堂教学中，教师的教学活动不能停留在说明、解释和要求上。

要在讲解、说明中，大胆质疑，介绍争议，引导学生思考。

通过质疑、争议，让学生带着一些疑问、问题甚至争议离开课堂，内心里产生好奇和兴趣，自主地开展课后的相关阅读浏览和讨论争议，从而实现引导学生课后的自主学习和自觉创新思考。

4、努力提高课堂教学生动性。

在教学过程也要强调生动性，这是激发学生学习热情和兴趣的重要手段。

而生动性来源于讲授的趣味性和逻辑性。

讲授的趣味性，决不仅仅是插科打诨，讲授中的幽默语言和动作有时是需要的。

但是，作为科学的课堂讲授而言，其趣味性根本地应该来自于旁征博引、深入浅出，因为这会使课堂教学表现得更加丰富多彩、深思熟虑。

讲授的逻辑性，涉及到了课程知识和学科理论的严密推导和完善体系，涉及到了课堂讲授的由浅入深、由简到繁、环环相扣、丝丝相联、循序渐进，最终使概念、判断和推理呈现出清晰的递进依从关系。

旁征博引、深入浅出，会极大地激发起学生对教学的强烈兴趣，会把科学思维的方法灌输到学生的头脑中去，使学生形成对知识学习和科学研究的强烈兴趣。

而严密的逻辑，则会极大地刺激学生的好奇和求知，进一步强化学生对学科知识和科学研究的兴趣。

综上所述，创新人才培养是一个长期的过程，需要从多方面来辅佐，而教学过程作为当中至关重要的一环应当引起我们教育者的高度重视。

当前我国高等教育课堂教学还存在这一定的问题，而这些问题或多或少地限制着我国创新人才培养的步伐，所以教学改革已经成为我国高等教育急需解决的热点问题。

然后，教学改革必须遵循科学规律、借鉴经验教训，使教学改革为创新人才培养提供坚实保障。

旧桥加固设计与施工初探南京交通职业技术学院 曲劲松摘 要：旧桥由于使用年限较长、竣工资料不全、现有的检测手段又不能准确测定其受力状态．使加固设计的依据不足。

本文从桥梁病害的特征出发，通过对病言的模拟分析，拟合其受力状态，作为加固设计的依据。

对其进行了有针对性的加固设计。

关键词：连续梁 箱梁 预应力混凝上结构 病害 加固 设计一、工程概况某地一预应力混凝土连续箱梁桥全长240 m．跨径分布为(40+80+80+40)m．桥宽18m．单箱单室直腹板．箱宽9m，变截面，梁高2.5—5m，主梁采用三向预应力结构．纵、横向预应力束采用预应力钢绞线．腹板竖向预应力筋采用φ25粗钢筋。

腹板0至3号节段厚60 cm，其他节段40 cm。

该桥于2001年8月开工建设，2003年4月竣工。

桥梁建成后，由于交通量迅速增长，2005年5月发现主跨跨中区域出现明显的下挠，挠度己达到11．51cm，主跨箱梁腹板有大量的斜裂缝、水平裂缝，最大裂缝宽度为1.15mm。

同时跨中下缘和支点上缘裂缝开展较多，最宽处为0.35mm。

省公路工程质量监测站对该桥进行了全面的检查，发现病害加剧，有发展的趋势，建议进行加固。

2006年8月开工加固，2007年3月加固施工完毕并进行加固后桥梁静动载试验。

二、桥梁病害情况2005年5月桥梁病害的发现缘于连续梁中跨跨中雨天后积水．经过肉眼观察．桥梁两侧的人行道栏杆明显下凹．且相应处的人行道站石上部被压碎，引起建设方的高度重视。

打开桥台及箱梁端横梁处的进人孔对箱梁进行全面检查，发现桥梁存在很多问题，其病害主要表现在以下方面。

1、腹板内侧裂缝中跨从2号块至跨中，边跨从3号块至梁端均存在倾斜裂缝．全桥裂缝共495条．最大裂缝宽度达0.8mm，裂缝形状在靠近中支座的梁段均成45度斜裂缝，向两边跨及中跨延伸的梁段其斜裂缝逐渐趋于水平。

除腹板斜裂缝外，在中跨跨中合龙段两侧有2条“U”形的横向裂缝．横向裂缝从箱梁底延伸至箱梁悬脊根部。

2、中跨跨中下挠经过实地测量．跨中实际下挠达11．51cm．由于中跨跨中下挠使得跨中部分人行道站石混凝上被压碎．人行道板上的水泥砂浆层起拱。

3、混凝土强度达不到设计要求桥梁病害发生后．对梁体混凝上进行取芯测试．共取芯21个．其混凝上强度最低为21．8MPa．最高达55．2MPa．混凝土测试平均强度仅达C30标准．与设计的C50混凝土相距甚远。

4、竖向预应力筋松弛及中跨跨中桥面铺装层超厚桥梁加固施工时将桥面铺装予以凿除，发现竖向预应力蹬筋松动,3根竖向预应力蹬筋用手可转动．说明蹬筋已经断裂。

大部分竖向预应力蹬筋的上垫板不平整．其后果为竖向预应力达不到设计要求甚至完全失效。

跨中桥面铺装层超厚8cm，可推测在桥梁跨中合龙时最大悬臂端即下挠了8cm，造成恒载建 筑 工 程14INTELLIGENCE························严重超重。

三、桥梁病害产生的原因分析加固设必须弄清病害原因，做到有的放矢。

由于该桥竣工资料不完备．能提供的竣工资料也不十分可信．为此对病害产生的原因从以下方面进行分析。

1、预应力度达不到设计要求由于中跨跨中严重下挠．首先考虑预应力钢束的永存应力是否满足设计要求，而预应力的现状根据目前的技术水平很难实际测出．故对现存的预应力度只能根据桥梁病害的实际情况，考虑实际的混凝上标号进行模拟分析。

对设计的预应力值予以折减．经过多次试算．现存预应力筋的应力为原设计预应力值的70％时梁的表现与跨中裂缝及施工时跨中下挠8cm 的情况吻合．说明梁现存预应力度为原设计值的70％是可信的，并作为加固设计的重要依据。

2、竖向预应力蹬筋失效比较严重鉴于梁体腹板裂缝众多．且裂缝较大．腹板裂缝的形态明显表现为剪力裂缝，以70％的现存纵向预应力值及C30号混凝土为前提条件，模拟竖向预应力蹬筋的现存应力，对腹板的主拉应力进行分析。

假定腹板有效竖向预应力值为设计值的100％、50％．其腹板的最大主拉应力值分别为1.0 MPa、2．7MPa，故竖向预应力筋失效50％后的主拉应力大于C30混凝土主拉应力允许值0.9×2.1MPa ＝1．9MPa，所以腹板竖向预应力蹬筋失效出现斜裂缝。

3、梁体刚度降低腹板大面积开裂及混凝土的强度达不到设计值．均降低了梁体的刚度．使得连续梁的荷载挠度及徐变挠度加大。

四、加固方案根据以上分析．造成该桥病害的原因主要有：现梁体内纵向预应力仅为设计值的70％，竖向预应力蹬筋的现有应力值为设计值的50％。

混凝土强度为C30。

以此作为加固设计的依据，针对性地提出如下加固方案：(1)用纵向体外预应力束解决纵向预应力不足的问题。

(2)用体外竖向预应力筋解决腹板抗剪能力不足的问题。

(3)在腹板外侧粘贴碳纤维布解决竖向预应力张拉给腹板造成的偏心荷载问题，并增强梁的整体刚度。

(4)对小于0.15mm 的裂缝进行封闭，大于0.15mm 的裂缝进行高压注浆。

(5)将桥面铺装层改为轻质混凝土以减轻二期恒载，从而改善梁体的受力状况。

1、纵向体外预应力束纵向体外预应力束布置在箱梁内．共布置8束19—7φ5钢绞线．其标准强度为1860 MPa，其中2束为备用束。

预应力束为空间曲线，通过转向块来实现预应力束的线形变化。

全桥共设4个转向块，其中2个转向块利用中墩墩顶横梁．另外2个在中跨对称布置．在2个边跨近梁端各设2个锚固齿块。

转向块及锚固块均在梁体内植筋．并浇筑横梁式混凝上结构．见图3。

预应力钢绞线采用环氧涂层的钢绞线．外置PE 防护套，采用专用可更换式的体外预应力束锚具．转向钢管亦采用特制钢管。

预应力束张拉控制应力为0.55R y b 。

在施工阶段根据实测索力状况及梁体监控情况利用了2束备用束，备用束张拉控制应力为0.35R y b 。

由于梁体混凝土的强度仅达到C30，施加纵向预应力时除应考虑受拉部位的压应力储备外，更应注意受压部位的混凝土受压应力不得超过C30混凝上的允许抗压强度。

竖向体外预应力筋主要根据腹板裂缝的具体情况在主拉应力过大的区域布置．见图4。

边跨布置在4—7号块．中跨布置在4—9号块，间距80cm．紧靠腹板内侧与原梁体的竖向预应力筋交叉设置。

竖向预应力筋采用φ25预应力高强精轧螺纹粗钢筋．标准强度950MPa．张拉力为300kN，分2次张拉．第1次张拉200kN 后再张拉完纵向预应力束．最后补足剩余100kN 张拉力。

2、粘贴碳纤维布碳纤维布粘贴在2—9号节段腹板外侧及中跨跨中底板的9m 范围。

碳纤维采用C—45型材料。

刚度及承受腹板外侧由于竖向预应力筋产生的偏心荷载。

3、裂缝注浆该桥腹板裂缝较多．最大裂缝宽度达0.8mm．对于裂缝宽度小于0.15mm 的予以封闭．大于0.15mm 的进行高压压浆。

为增强梁体的整体刚度．碳纤维布粘贴及裂缝压浆完成后，再进行预应力部分的施工。

4、合理施工步骤由于该桥存在多种病害．且各种病害程度较深．因此在加固施工时必需谨慎从事。

尤其是在施工顺序方面应根据梁体各部分的受力情况合理安排施工顺序，以保证结构安全。

该桥的施工顺序为：(1)拆除人行道栏杆及桥面铺装。

(2)箱内清理．梁体线形的测量。

(3)裂缝封闭及裂缝高压注浆。

(4)粘贴腹板外侧的碳纤维布。

(5)梁体植筋．浇筑转向块及锚固块混凝上。

(6)竖向预应力筋钻孔及第1次张拉。

(7)张拉1号纵向预应力束。

(8)张拉3号纵向预应力束。

(9)竖向预应力筋第2次张拉到设计值并压浆。

(10)张拉2号纵向预应力束及备用束。