隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，城市橋梁和高架橋日益增多，由于橋梁破損等造成的安全事故時有發(fā)生，對人民生命財產(chǎn)安全造成了威脅。為了橋梁能夠安全正常運營，需要對橋梁定期進行檢測，通過外觀普查及荷載試驗，對橋梁實際承載力進行評估，并對橋梁的結(jié)構(gòu)病害、外觀病害進行加固、改造、維護設計。珠江立交橋就是在對橋梁檢測過程中發(fā)現(xiàn)的存在嚴重安全隱患的橋梁，本文僅對珠江立交橋蓋梁加固設計進行闡述。 
　　第二部分概況及橋梁蓋梁檢測結(jié)果評估 
　　珠江立交橋修建于1987年，南起鐵西區(qū)北一路，北至皇姑區(qū)三洞橋路；橋梁部分全長512米，全寬12米，共2車道。南引道縱坡3.5%，長176.1米；北引道縱坡3%，長126.82米。上部結(jié)構(gòu)分為簡支空心板與簡支整體板兩種形式，全橋共32孔，2孔為簡支整體板，其余均為簡支空心板，跨徑布置為16米×6 +17×2米+16米×2+17.14米+16×21；簡直空心板每孔11塊板；中板寬1.01米，高0.7米，邊板寬1米,懸臂0.4米。 
　　珠江橋設計荷載：汽車—20，驗算荷載：掛車—100。 
　　根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對珠江立交橋進行了詳細的外觀普查,并根據(jù)相關(guān)規(guī)范對珠江橋進行了橋梁完好狀況評估，限于篇幅，這里不予討論。 
　　經(jīng)過橋梁檢測及荷載試驗，發(fā)現(xiàn)珠江立交橋蓋梁破損嚴重；因為懸臂大，在蓋梁懸臂根部的頂緣位置均存在超過規(guī)范要求寬度限值的裂縫，已經(jīng)不滿足結(jié)構(gòu)安全要求。解決蓋梁安全性的問題，是該橋加固處理的重中之重。蓋梁加固綜合比較了多個加固處理方式，采用空間有限元程序進行受力分析，后選擇在蓋梁體外兩端設置短加勁肋的鋼箱梁（含異形鋼箱梁），并在鋼箱表面、內(nèi)部張拉預應力鋼束、精軋螺紋鋼筋的處理方式進行加固。經(jīng)過該處理使蓋梁裂縫、拉應力、壓應力等技術(shù)指標達到規(guī)范要求。 
　　第三部分正交蓋梁及斜交蓋梁加固計算及模型 
　　3.1珠江橋正交蓋梁加固之后計算模型（體外張拉精軋螺紋鋼筋） 
　　珠江橋的正交形式蓋梁（全橋共31個蓋梁，其中28個正交，3個有55度左右斜交），根據(jù)計算可知，正交形式蓋梁承載能力均能滿足原設計要求，所以擬定在蓋梁體外設置張拉精軋螺紋鋼筋。 
　　1、正交蓋梁計算模型 
　　在蓋梁的兩側(cè)分別設置3根直徑為25mm的預應力精軋螺紋鋼筋；共6根精軋螺紋鋼筋平均分布在蓋梁兩側(cè)，在蓋梁的端部設置鋼墊板、槽鋼作為張拉精軋螺紋鋼筋的錨具。在本次蓋梁計算中，按B類構(gòu)件加以計算，張拉控制應力取525 Mpa。 
　　 
　　橋墩蓋梁橋博計算模型總圖及單元序號布置圖-設置精軋螺紋鋼筋 
　　2、珠江橋正交蓋梁承載能力計算結(jié)果分析 
　　珠江橋2米高橋墩蓋梁驗算結(jié)果如下（單元號參看圖3-1）；參考不利單元16號、17號、22號、23號。 
　　表4-1珠江橋2米高橋墩蓋梁承載能力極限狀態(tài)計算表 
　　 
　　 
　　正常使用極限狀態(tài)組合計算結(jié)果： 
　　以正常使用組合Ⅲ控制應力，其中： 
　?、?大應力為7.5 Mpa（壓應力，出現(xiàn)在蓋梁下緣） 
　?、?小應力為 -4.4 Mpa（拉應力，出現(xiàn)在蓋梁上緣） 
　　根據(jù)85規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土按不開裂截面計算的混凝土受拉邊緣的名義拉應力與裂縫寬度關(guān)系，即所謂的限制裂縫寬度的名義拉應力法，計算存在非預應力鋼筋時，修正之后0.1mm名義拉應力為：3.2×0.7+（6.158×16÷11940×100）×4=2.24+3.3=5.54 Mpa裂縫不大于0.1mm,滿足規(guī)范要求。 
　　因為斜交形式蓋梁相對正交形式蓋梁來說，懸臂更長，受力更加不利，經(jīng)過計算，采用與正交形式蓋梁相同形式的加固方法，不能保證良好的加固效果，對斜交形式蓋梁需要另行計算及加固 
　　3.2珠江橋斜交蓋梁加固之后計算模型（體外張拉鋼絞線） 
　　1、斜交蓋梁計算模型 
　　在蓋梁的兩側(cè)分別設置4束15-7鋼絞線；在蓋梁的端部設置異形鋼箱作為張拉鋼絞線的錨具；張拉控制應力1000 Mpa，張拉處混凝土承壓8 Mpa，結(jié)構(gòu)驗算如下表所示： 
　　 
　　橋墩蓋梁橋博計算模型總圖及單元序號布置圖-設置鋼絞線 
　　2、結(jié)構(gòu)計算結(jié)果見下表。 
　　珠江橋斜交形式蓋梁承載能力極限狀態(tài)計算表 
　　 
　　 
　　以正常使用組合Ⅲ控制應力，其中： 
　?、?大應力為9.3 Mpa（壓應力，出現(xiàn)在蓋梁下緣） 
　?、?小應力為 -2.2 Mpa（拉應力，出現(xiàn)在蓋梁上緣） 
　　根據(jù)85規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土按不開裂截面計算的混凝土受拉邊緣的名義拉應力與裂縫寬度關(guān)系，即所謂的限制裂縫寬度的名義拉應力法，計算存在非預應力鋼筋時，修正之后0.1mm名義拉應力為：3.2×0.7+（6.158×16÷11940×100）×4=2.24+3.3=5.54 Mpa裂縫不大于0.1mm,滿足規(guī)范要求。 
　　附：為了確認方案的可行性，對原結(jié)構(gòu)進行了實體模型分析，可知按實體模型與按桿系計算，數(shù)據(jù)相差約10%左右，即按桿系建模計算結(jié)果偏于安全。計算結(jié)果省略。 
　　 
　　橋墩蓋梁空間計算模型 
　　第四部分正交蓋梁加固及斜交蓋梁加固計算及模型 
　　4.1珠江橋正交蓋梁體外預應力加固槽鋼精軋螺紋鋼筋處理方式 
　　 
　　1、驗算螺母：螺母尺寸為65×72×75，張拉控制應力為525Mpa（258KN），鋼筋有效張拉應力為481 Mpa（241KN），計算螺母應力則為：258000÷2794=92.3 Mpa，滿足鋼材指標要求。 
　　2、驗算支承板：支承板尺寸為110×25×110，則支承板應力為：258000÷12100=21.3 Mpa，滿足要求。 
　　3、驗算槽鋼：選取槽鋼類型為20型，t=9mm，h=200mm，懸臂部分根據(jù)需要切掉25mm