大桥桥梁（共8篇）
大桥桥梁 篇1
1 概述
泌阳河是驻马店市泌阳县境内最大河流, 泌阳河大桥是新泌高速连接线上跨越泌阳河的一座大桥, 上部结构为11孔20m预应力混凝土空心板, 下部结构为柱式墩台, 钻孔灌注桩基础。位处经地质勘察, 河床内地表为砂土薄层亚粘土含砾石, 下部卵石夹砾石。鉴于泌阳河大桥在整个连接线上的重要地位, 它的正常工作状态是维系桥上正常交通运营的必要条件。要了解桥梁是否处在正常的工作状态就必须建立全桥健康监测体系。所谓正常的工作状态即桥梁各部分构造的应力状态、缺损的发展均在设计的控制范围之内。
2 桥梁健康监测前的准备工作
2.1 设计评估工作
泌阳河大桥设计有详细的设计技术参数, 经过详细的计算分析, 符合各种设计技术规范, 应该说, 设计是安全可靠的。但是亦应该看到设计的另一面:如设计参数的采用还存在分岐, 力值的计算公式还有待实践来证实;又如在结构分析中存在应力分析比较复杂, 应力取值虽符合规范要求, 但已接近规范限值。设计评估的目的是由设计单位与监理单位提出需要健康监测中进一步验证的参数、力值, 对结构的那些部位需要作重点监测。例如:桥墩桩基局部冲刷深度;桥梁沉降情况;钢结构防腐蚀措施的完好程度, 阴极保护是否有效;桥梁承载极限状况下结构最不利位置的应力状况。凡此种种均应由设计单位提出自我评估意见以及由设计监理部门提出监理评估意见。
2.2 施工评估
泌阳河大桥施工质量好坏对桥梁的健康状况影响极大。总体说, 施工单位的施工是按照施工图图纸、施工说明、施工技术规程与施工验收规范进行, 总体质量是有保证的。但不可忽视施工质量受外界环境的影响, 有些甚至成为隐患。施工评估的目的是找出施工中可能发生隐患的部位。例如;打桩的锤击次数比较低的桩位所在区域, 补桩的具体位置, 因管桩截桩在现场进行防腐处理的桩位;桥墩现浇状况, 混凝土结构的强度、密实度与裂缝状况;预应力结构的预应力施工质量, 预应力梁预制与安装情况, 支座制作与安装情况等。总之, 凡是在施工过程中发生的重大问题与有疑虑或争议之处, 可在施工评估中提出来, 以利在健康监测中作为监测对象。
2.3 桥梁荷载试验报告
全桥荷载试验是验证设计与施工质量的重要举措。它既是桥梁健康监测中的重要内容, 又是对桥梁结构的一项全面“体格检查”。如果一切在设计控制范围以内, 说明该桥可以投入正常的使用。荷载试验报告为健康监测的第一项“体检表”, 亦为今后健康监测结果提供最原始的参照点。并且通过荷载试验报告可提出今后应重点进行的监测内容。
3 健康监测提纲与健康监测纲要的编写
设计评估、施工评估与荷载试验报告的完成时间, 显然与完成健康监测提纲的编写在时间上有矛盾。怎么办?笔者认为健康监测提纲的提出有一个逐步完善的过程。首先对健康监测有设施要求预埋在桥梁结构中的构件应在施工前提出, 不能遗漏。其次在两个评估意见与荷载试验报告完成后提出一份完整的大桥健康监测纲要, 作为维修养护管理部门在日常工作的主要依据。
4 桥梁健康监测的提出原因及桥梁健康上存在的问题
桥梁健康监测的提出是鉴于最近一段历史时期出现的多项坍桥事故。说明在以前缺乏对桥梁健康状况的关心与必要的监测。桥梁健康上到底存在什么问题?从散见于报纸与专业杂志文章中的报导来看有以下几种:
1) 设计计算理论不完善。泌阳河大桥采用的预应力混凝土连续空心板梁在计算分析方面是完全成熟的结构体系。在国内已经建成并进行荷载试验的同类桥梁中, 计算应力、变形与荷载试验实测值是基本吻合的。而且这些结构当处在弹性阶段范围时, 其应力变化仅随混凝土的徐变略有变化, 故在这类结构中预埋应力测试仪是毫无必要的。对于桩基承载力的疑点可在全桥荷载试验时精确测试沉降量, 并与该桥的单桩试验资料作对比, 可以推测实桥桩基的安全度。2) 由耐久性问题引起桥梁坍塌或毁损。许多桥梁在使用年限上往往达不到要求, 除了施工缺陷外, 很重要原因是钢材腐蚀, 导致全桥坍塌事故。这些情况反映桥梁健康监测的必要性。3) 钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁的严重开裂。据交通部实施的“十五”期间国省主干线老桥改建计划, 全国27.8万座桥梁中有约9600座危桥, 主要原因是各种超限车辆对桥梁造成的损害。超载车的通行, 无疑增加了钢筋混凝土结构的开裂。总之, 超出规范允许的裂缝宽度是必须重视的。因此应作为桥梁健康监测的重点, 特别是海上建筑。4) 易损件的毁损。支座与伸缩缝是桥梁最易损坏部件, 应在健康监测中作为重点监测项目。5) 水毁事故。
5 泌阳河大桥健康监测重点
1) 重视全桥荷载试验, 拟出详尽的试验计划。通过全桥荷载试验数据, 可以验证设计的正确性、桥墩的承载能力, 裂缝开展状况, 并可以验证施工质量。荷载试验是一项全面的“健康检查”, 是以后健康监测的最原始参照点。2) 对设计中存在争议或有疑虑的问题, 进行试验或监测。如桩基局部冲刷坑深度测试、墩身沉降观测、防撞拦杆模拟实物测试等项目, 通过上述测试可与设计值进行对比, 以评估桥梁抵御特大灾害的能力。3) 在施工期间重点监理影响桥梁健康状况的关键部位。如桩防腐蚀处理的完好状况 (包括打桩前后) 、河水影响处混凝土的完好状况、钢一混凝土防腐处理措施的实施状况。预应力束的管道灌浆是否密实等等, 总之, 凡是影响耐久性的地方应有详细的健康档案, 以备健康监测时作为最原始的资料。详细计划由设计施工与施工监理拟出。4) 耐腐蚀观测。对钢结构除进行了严密的防腐处理外, 要经常进行观测, 定期进行维护。必要时可量测腐蚀深度。5) 裂缝量测。在施工过程中与运营过程中发现的裂缝, 必须详尽记录, 在分清原因后进行适当处理。裂缝资料应是泌阳河大桥健康监测的重点内容。6) 易损件的健康监测。7) 全桥沉降与挠度变化监测。
6 结语
以上是笔者在思考泌阳河大桥健康监测时的一些观点, 这些观点可供其它大桥制定健康监测计划时参考。因为大多数桥梁养护单位缺乏桥梁健康监测档案, 给养护工作带来不少困惑。目前桥梁建设快速发展, 对桥梁使用的安全性高度重视, 为此必须尽快健全地建立桥梁健康监测档案, 并在竣工验收时作为必备资料移交给养护管理单位。
摘要：结合泌阳河大桥工程实例, 论述桥梁健康检测的内容及桥梁健康上存在的问题, 最后提出泌阳河大桥健康监测的重点。可供其他大桥制定健康监测计划时参考。
关键词：泌阳河大桥,健康监测,施工评估,设计评估,荷载试验
参考文献
[1]赵效尧.公路桥涵设计手册梁桥[M].人民交通出版社, 2000.
[2]卢江.桥梁健康监测系统若干理论的思考[J].现代商贸工业, 2007.
大桥桥梁 篇2
【关键词】高速公路;桥梁;拼接技术
0.引言
随着我国高速公路交通量的不断增加，很多在早期建成通车的高速公路运营状况已经不能满足当前日益发展的经济需求，这样一来，就形成了高速公路的服务水平逐渐降低，许多高速公路和桥梁都面临着改扩建。如何保证我国高速公路的桥梁拼接加宽以后整个桥梁结构的良好运营性能，这是高速公路桥梁改扩建工程中的重点。因此，针对高速公路桥梁加宽进行分析，对目前我国高速公路工程建设的具有现实的意义。
1.高速公路桥梁加宽连接方式分析
加宽高速公路桥梁新旧两者结构之间的连接方式，这是高速公路桥梁加宽技术的重点，目前国际上通行的加宽连接方式有三种。
1.1上下均连接的拼宽连接方式
这种连接方式主要是在新旧桥梁的上部构造与下部构造之间都实现连接。这样的连接使得可以通过横向的植筋以及浇筑湿接缝来连接新旧桥上部之间的对应位置。同时也可以通过植筋进行连接下部对应的墩台帽、系梁等，然后进行整体性的浇筑混凝土。采用这种上下均连接的拼宽连接方式可以令新旧桥形成统—整体，施工后会减小了在荷载作用下新旧桥连接处产生的变形。
1.2上下均不连的桥梁拼宽方式
这种上下均不连的桥梁拼宽方式主要是新旧桥梁上部构造之间与下均不连接，而仅仅在新旧桥之间留下一些工作缝，然后进行整个桥面连续摊铺沥青混凝土的铺装层。采用这种连接可以让新旧桥各自的受力明确，而且相互间受力互不影响。一方面既简化了施工程序，同时又回避了连接的技术问题。
1.3上部连接下部不连接的桥梁拼宽方式
这种上部连接下部不连接的桥梁拼宽方式主要是在新旧桥梁上部构造之间实现连接，而桥梁的下部构造之间不连接。这种方式可以将桥梁的基础进行充分分离，最终使得上部梁板结构均连接。需要注意的是在桥梁施工中切割旧桥边梁挑臂混凝土时，要使其保留原钢筋与新建桥进行铰接或刚接。这种方式可以铺设桥面铺装钢筋连续加密。
通过对比，我们可以看出：第三种桥梁加宽拼接方式在实际桥梁加宽拼接工程中的应用范围较广，也是本文分析的重点。
2.高速公路大桥桥梁加宽拼接技术分析
对于高速公路的桥梁上部结构，一般主要为以下两种结构：一是预应力混凝土预制空心板，二是预应力混凝土先简支后连续预制箱梁，本文主要分析这两种技术方案。
2.1桥梁空心板桥加宽拼接实施技术方案分析
2.1.1桥梁的加宽断面分析
一般来说，高速公路加宽空心板桥可以按照原有的结构型式拼接。由于我国目前的高速公路空心板高度以及预制板宽度及悬臂等尺寸存在着差异。比如对于先张20米板、16米板，其近期的修建要比以前的分别高出10厘米、5厘米。同时也需要注意的是，原有的桥梁半幅宽有12米和12.24米两种，加宽后的桥梁半幅有20.25米和20.49米两种宽度。
2.1.2桥梁的拼接方案分析
可以将高速公路旧桥与加宽桥间，用现浇的混凝土湿接缝来连接，并在空心板的两端各设一道0.5米厚的横梁，以加强其整体性。加宽桥架施工四个月后，再进行湿接缝的连接，这样可以减少收缩变化及基础沉降对桥梁拼接的影响。具体实施步骤如下。
（1）首先要拆除原桥的外侧护栏，并及时凿除桥面铺装。
（2）要对原桥边板的悬臂根部和顶板进行钢筋植入。
（3）要及时安装加宽桥的空心板，以便进行加宽桥铰缝的施工。
（4）施工四个月后，开始进行半幅封闭和半幅通行，同时凿除原封闭侧的桥面铺装。
（5）绑扎桥梁的拼接处要现浇混凝土的湿接缝，同时及时浇注钢纤维来补偿收缩混凝土湿接缝。
（6）及时转移交通，按照（4）～（5）步骤，开始施工另半幅原桥。
（7）开始与路面工程同时施工桥面沥青混凝土铺装。
2.2预制箱梁桥加宽拼接实施技术分析
2.2.1桥梁的加宽断面分析
可以实行桥梁的新加宽预制箱梁原结构型式进行桥梁的拼接。30米的预制箱梁梁高一般都为1．6米，，箱梁原路基宽度为24．5米，加宽后的桥梁路基实现宽度为41米。
2.2.2桥梁的拼接方案分析
先采用混凝土铰缝技术进行桥梁的横向连接，处理措施如下：首先可以将原桥外侧的悬臂按照规定来切割掉0.45米，并且及时凿毛混凝土的表面，然后在桥梁指定的位置分别进行涂刷界面胶和植筋，对于桥梁的加宽部分可以预埋钢筋与植筋进行充分的焊接，浇筑钢纤维来补偿收缩混凝土形成的湿接缝。最后在湿接缝内做混凝土铰。
3.高速公路桥梁加宽拼接案例分析
本文以我国某条高速公路大桥桥梁的改扩建为例，该桥梁改扩建项目全线由四车道改为八车道，其路基宽度由24．5m和26m分别改扩建为41m和42m。
3.1采用预制空心板加宽方案来进行加宽拼接
采用这种方案，新加的宽桥仍应该按照原有的结构形式进行对应的拼接。由于考虑到该桥原有的中板宽1米，边板底宽1米，新的20米板要比旧的20米板高0．1米，而且新米板要比旧的16米板高0．05米。考虑到其桥梁路基宽度的不同有两种方式可以选择，分别为41米路基宽度以及42米路基宽度。
3.1.1分析41m路基宽方式
首先拆除原桥桥面的铺装和外侧的护栏，然后再切除原桥外侧边板0.5米翼缘，随后在桥梁翼缘根部处植入钢筋，在桥梁旧板旁安装新板，最后再将其连接部和桥面的现浇铺装层进行一起浇筑，完成连接。如果在施工过程中当原桥面铺装拆除后，发现桥梁的绞缝出现问题，应及时重做绞缝。
3.1.2分析42m路基宽方式
首先拆除原桥桥面铺装以及外侧护栏，然后再切除原桥外侧边板0．25米的翼缘，随后在桥梁翼缘根部处植入钢筋，在桥梁旧板旁开始安装新板，等到逐渐把桥梁新板的翼缘钢筋和旧板的植筋充分焊接在一起以后，再从重新设置桥梁铺装层的钢筋，最后才将连接部和整个桥面的现浇铺装层进行整体浇筑完成连接。
3.2采用预制箱梁加宽方案来进行分析
采用预制箱梁加宽方案，其新加宽桥也是应该按照原有的结构形式对应拼接。考虑到该桥的旧箱梁底部宽度1米、0．9米，顶部宽度为3米，而且新箱梁底部宽度1米，顶部宽度3米，新的20米梁要比旧的20米梁高0．1米，新的30米梁同旧的30米梁等高。因此根据其路基的宽度不同有两种方式。
3.2.141m路基宽
首先拆除原桥的外侧护栏以及桥面的铺装，然后再切除原桥外侧边梁处0．4米的翼缘，并在桥梁的翼缘处植入钢筋，在旧桥桥梁的旁边开始安装新梁，等到把新桥桥梁的翼缘钢筋和旧梁植筋焊接起來以后，再在新旧桥梁梁上进行重新设置桥梁铺装层钢筋，施工的最后才将连接部和桥面现浇铺装层一起整体浇筑完成连接。
3.2.242m路基宽
采用这种方案应该首先拆除原桥的外侧护栏以及桥面的铺装，然后再切除原桥外侧边梁米0．4米的翼缘，并在桥梁的翼缘处植人钢筋，在旧梁桥梁的旁边开始安装新梁，但是对于新梁翼缘不及时浇筑，待把新梁的翼缘钢筋和旧梁的植筋焊接后，然后再在新旧桥梁上进行重新设置桥梁铺装层钢筋，最后才应将连接部和桥面的现浇铺装层一起浇筑完成连接。而且需要注意的是新旧梁连接处的翼缘厚度必须要根据计算来确定。■
【参考文献】
［１］罗万录．高速公路扩建中的大桥桥梁拼接技术[J]．石家庄铁道学院学报，2006，(10)．
大桥桥梁 篇3
江南大桥是广东省东莞市107国道上跨越东江的大桥, 该桥由左右幅桥组成。右幅桥 (下游侧旧桥) 于1984年9月建成通车, 桥梁全长824.47 m。主桥原设计为6孔净跨径68.0 m的钢筋混凝土单箱多室肋拱桥, 拱轴线为悬链线, 净矢跨比为1/7, 拱轴系数m=1.347。施工中因1#、2#墩沉井基础偏移, 设计净跨径变更为第1孔69.6 m, 第3孔67.0 m, 其余4孔68.0 m。引桥为16孔净跨径为20.0 m的双曲拱桥, 矢跨比为1/5, 拱轴系数m=1.756。主桥下部结构为混凝土沉井基础, 引桥为钻孔灌注桩基础;主桥5#墩沉井施工中基础发生沉降, 在沉井中间增设了10根冲孔灌注桩。2002年7月的桥梁巡检过程中, 发现右幅桥桥面小车道支撑悬臂位置出现1道顺桥向全桥的纵向裂缝, 并及时封闭了该车道, 委托广东省公路工程质量监测站对江南大桥右幅桥进行常规检测 (包括外观检查和部分构件的混凝土强度检测) 。检测报告对大桥现状进行了描述, 并对桥梁的维修养护提出了建议, 明确需对右幅桥 (旧桥) 进行加固。
1 检测与评定结果
(1) 原结构检算结果表明, 在不考虑基础变位的情况下, 主桥拱圈设计承载能力符合规范要求。按检测结果的承载能力评定表明, 主桥拱圈不能满足承载能力极限状态的要求, 应对主桥拱圈进行补强加固。
(2) 主桥的6孔中, 有3孔的拱圈未发现裂缝, 其余3孔在一侧拱脚处发现裂缝, 均为受弯裂缝, 与主桥基础变位有关。
(3) 大桥主桥的竖向刚度较弱, 行车时经常出现较强的振动。
(4) 立柱上盖梁存在混凝土表面渗水、局部露筋、混凝土剥落、局部混凝土疏松不密实、保护层偏薄等质量缺陷, 并且悬臂段根部附近出现贯通裂缝。引桥部分挑梁的保护层厚度较薄, 部分出现钢筋锈蚀引起的混凝土胀裂, 个别挑梁出现裂缝。原结构检算结果表明, 主桥立柱上盖梁设计的承载能力符合规范要求, 但其计算裂缝宽度超过规定值。检测结果的承载能力评定表明, 立柱上盖梁不能满足承载能力极限状态的要求, 建议对主桥立柱上的盖梁进行加固处理[2]。
(5) 主桥立柱总体外观质量差, 大多存在不同程度的蜂窝麻面现象, 钢筋保护层厚度严重不均, 箍筋外露痕迹明显, 有数量较多的小面积钢筋锈蚀及表层混凝土胀裂现象。考虑到该桥混凝土碳化深度约为8~10 mm, 钢筋已处于锈蚀活动状态, 结合混凝土立柱本身箍筋外露的质量缺陷, 应对露筋严重的立柱进行外包混凝土处理。
(6) 主桥的行车道板总体质量尚可, 无大面积破损, 约有5%~10%的行车道板存在混凝土局部破碎脱落、鼓胀以及钢筋锈蚀等质量缺陷。
(7) 主桥墩帽、墩身的混凝土构件均有竖向裂缝, 但开裂程度不同。5#墩由于沉井施工过程中发生沉降事故, 在沉井中增加了10根冲孔灌注桩, 未设承台, 桩直接穿过墩帽, 改变了墩帽的受力状态。5#墩需要补强加固, 1#~4#墩裂缝较浅, 作压浆封闭处理。
2 加固措施
2.1 桥面及附属设施改造
(1) 拆除原桥面混凝土铺装层和二灰砾石垫层, 将桥面铺装层改造成与原桥面高程相同的整体性钢筋混凝土桥面铺装层。改造后的桥面铺装层内布置上、下2层钢筋, 以增加桥面铺装层的整体性和强度。
(2) 在桥面铺装改造的同时, 对桥面的排水系统进行翻新改造。同时, 拆除旧伸缩缝装置, 安装浅埋式HXZ-60A型伸缩缝。
2.2 主桥加固设计
主桥的加固主要是加大拱肋截面。自拱脚向拱顶方向, 由下向上逐块拆除拱肋加大截面范围内的中箱顶板[3]。凿毛接触面的混凝土, 按设计在拱肋侧面、箱底板、墩帽植筋, 在拱脚植入预应力粗钢筋, 然后绑扎拱肋及箱顶板钢筋。在新老混凝土结合面涂刷混凝土界面剂以利新老混凝土结合。浇注C30混凝土, 混凝土达到设计强度后张拉预应力钢筋。完成拱肋中箱后, 再拆除拱肋左箱顶板。检查裂缝, 对裂缝宽度大于0.1 mm的进行灌浆。其他工序与拱肋中箱相同。最后以同样工艺加大右箱拱肋及顶板。
因为拱肋截面应力较大, 在拆除箱形拱肋顶板时, 切忌进行野蛮施工, 不能使用震动大的机械拆除, 并注意观测拱圈的变形情况, 一旦发现异常, 应立即停止施工。原结构钢筋不得随意切断, 应尽可能保留原结构钢筋, 以利新旧结构形成整体。
2.3 空腹段盖梁加固
将混凝土表面清理完毕后, 对裂缝给予封闭灌浆, 对外露钢筋进行除锈处理, 用NSF外加剂配制的改性水泥砂浆 (丙乳砂浆) , 修补盖梁表面的缺损。在立柱间盖梁底面贴碳纤维板。将盖梁端部附近凿毛, 清洗干净, 安装锚垫板, 进行体外预应力钢筋的安装, 张拉预应力。锚具及垫板要作防腐处理, 预应力钢筋采用外包玻璃丝布防腐。预应力钢筋采用直径32 mm冷拉IV级钢筋, 设计强度为750 MPa, 张拉控制力为350 k N。
2.4 拱上立柱外包玻璃纤维布
凿毛主桥立柱的混凝土外表面, 同时凿除缺损部位的劣质混凝土, 并对外露钢筋进行除锈处理, 采用NSF外加剂配置的改性水泥砂浆, 修补立柱表面的缺损, 然后粘贴玻璃纤维布。
2.5 桥墩加固
主桥1#、3#、4#墩的墩帽, 裂缝宽度一般在0.1~0.4 mm左右。主桥2#墩的墩帽, 表面龟裂严重, 两侧竖向裂缝较多, 宽度一般在0.2~0.5 mm之间, 裂缝深度测试约40 mm。裂缝较浅, 主要因为早期混凝土收缩和养护措施不到位而引起。墩帽强度基本满足设计要求, 采取对裂缝进行压浆封闭处理后在墩帽表面粘贴2层玻璃纤维布的加固方法。主桥5#墩的墩帽, 广州侧面8条竖向裂缝, 其中1条裂缝宽度最大为6 mm, 贯穿墩帽, 并延伸至水面以下, 缝深大于80 cm;东莞侧面7条竖向裂缝, 宽度小于0.2 mm。5#墩由于沉井施工过程中发生沉降事故, 在沉井中增加了10根冲孔灌注桩, 未设承台, 桩直接穿过墩帽, 改变了墩帽的受力状态, 该墩裂缝形态明显区别于其他桥墩, 裂缝宽度较大。从裂缝中的残留物可判断为早期形成的裂缝, 因而对5#墩采用环向预应力加固, 以限制和约束裂缝的发展。先将混凝土墩帽表面处理干净, 对裂缝进行封闭。在墩帽表面植筋后, 按设计布置构造钢筋和预应力束, 预应力钢束采用标准强度为1 860MPa的15-6高强低松驰钢绞线, 并要求锚具交错布置在两端面, 将环向预应力束定位, 立模浇注C30混凝土。待混凝土达到设计强度后, 张拉环向预应力束, 张拉控制应力为1 395 MPa。在墩帽上斜面粘贴2层玻璃纤维布, 为避开拱圈, 上斜面仅对上、下游侧面进行粘贴。
2.6 引桥加固
引桥系双曲拱桥, 采用加大拱肋截面, 以提高承载能力, 加高横系梁, 并张拉横向预应力加强整体性, 加大拱脚至1/4截面的高度, 增强抵抗负弯矩的能力。
(1) 加大拱肋截面, 将原拱肋外表面凿毛, 并在其上植筋, 绑扎钢筋网。在拱脚下缘拱座植筋, 并与拱肋新增截面的钢筋焊接。然后立模浇注C30混凝土。
(2) 加高拱肋横系梁的高度, 并在系梁新增截面上施加横向预应力, 在系梁底面凿毛植筋, 绑扎钢筋, 布置预应力粗钢筋, 浇注C30混凝土, 要求应和拱肋混凝土同时浇注。预应力筋要求采用直径25 mm、极限强度750 MPa的精轧螺纹粗钢筋, 单端张拉, 要求交替布置张拉端, 张拉控制应力为305.6 MPa。
2.7 其他补强措施
(1) 行车道板的修补。凿除缺损部位劣质混凝土, 并对外露钢筋进行除锈处理, 用NSF外加剂配制的改性水泥砂浆, 修补表面的缺损[4]。
(2) 主桥墩顶腹拱裂缝和主桥拱肋箱板裂缝用NSF外加剂配制的改性水泥砂浆, 修补, 封闭。
(3) 主桥基础抛投石笼。由于河水对大桥基础的冲刷不利于其基础的稳定, 在主桥水中墩周围抛石笼, 可以增强基础的稳定性。
3 施工控制措施
(1) 模板设计和钢管架的搭设方案应经过受力计算和验算, 经验算满足安全使用要求后才能实施。
(2) 支架搭架过程中, 应使用无缝钢管。破损或严重变形的不得使用, 禁止使用有缝钢管。同时应严格筛选管扣件, 不得使用损坏的扣件。
(3) 每层钢管架搭设完成后, 外围四周应用安全网围护, 防止坠物造成意外。
(4) 由于模板是通过手拉葫芦提升, 在提升过程中, 模板会有一定的晃动空间, 模板晃动较大, 有时横肋会卡到钢管架, 顶坏钢管架, 或没发现问题使劲用力导致钢丝绳断裂而造成安全事故。故应有专人负责观察模板和管架的间距情况, 防止模板横肋卡到钢管架, 若发现问题, 应立刻停止模板提升, 纠正后才能继续施工。
(5) 在墩身施工过程中, 应仔细对钢管、扣件和吊模板钢丝绳进行检查, 发现问题立即采取措施进行整改处理, 及时消除安全隐患。
4 小结
江南大桥 (旧桥) 维修加固工程于2004年8月20日动工, 经过115 d的艰苦奋战, 于2004年12月13日完工。2005年6—7月对江南大桥 (旧桥) 进行了桥梁静载试验, 结果表明, 江南大桥 (旧桥) 在经过维修加固后, 其主体结构在试验荷载作用下, 各项技术指标均满足设计要求, 达到了预期的效果。经过维修加固后的江南大桥 (右幅桥) 荷载试验, 表明其结构处于弹性工作状态, 工作性能满足设计要求。此次维修加固的成功, 为今后桥梁的检测、设计、维修加固提供了经验。在进行维修加固的实践中, 有几点值得注意, 现介绍如下。
(1) 对于所管辖范围内的桥梁要加强经常性巡检, 发现质量缺陷及时处理。
(2) 桥梁的质量缺陷检测及加固设计要选择有实力、有经验、有能力的高资质单位来完成。
(3) 选择旧桥维修加固的施工企业时, 首先应根据其技术、能力、经验来选择, 其次根据其资质、经济报价来选择, 以确保工程质量。
(4) 桥面铺装层的拆除, 要严格把好质量关, 同时避免机械施工, 应采用人工施工。
(5) 选择先进的加固材料。目前, 较先进的加固材料为预应力碳纤维布 (CFRP) [5]。通过预应力碳纤维布 (CFRP) 与非预应力CFRP加固钢梁的对比试验, 研究了不同的加固方法下被加固钢梁的受力性能、破坏形态与破坏机理。试验结果表明, 相对于非预应力CFRP加固梁, 预应力CFRP加固钢梁可充分发挥碳纤维布高强的特点, 提高了CFRP的强度利用率, 试验梁的屈服荷载、极限荷载和刚度均有明显的提高。
(6) 此次加固工程对加固技术应用的一个创新之处在于, 进行拱肋截面加厚施工的同时, 在加厚层外缘通过锚固钢筋的嵌入咬合作用, 在喷射浇注砼时将粘贴钢板一次性粘贴锚固与混凝土结合成整体, 在提高拱肋截面抗压刚度的同时, 也提高了其抗弯刚度, 达到双重的加固效果。针对我国桥梁的特点, 这种加固设计思想可在以后的加固实践中推广应用。
参考文献
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[3]钟志伟, 周林.江龙大桥加固施工与管理[J].山西建筑, 2008, 34 (16) :336-337.
[4]贺栓海, 杨炳成.海珠大桥加固研究[J].西安公路交通大学学报, 1997, 17 (2) :45-50.
杨家坝河大桥桥梁方案设计 篇4
1.1工程概况
拟建的杨家坝河大桥桥址位于凉州区二环东路以东的杨家坝河上, 桥西与二环东路相连接, 桥东与拟建滨河东路相交。本桥为跨越杨家坝河及金塔东干渠而设, 河道与道路基本正交, 拟建桥面高程主要受既有二环东路路面高程的控制, 为了与二环东路顺接又要满足杨家坝河百年水位的要求, 同时考虑景观设计需要, 宜采用建筑高度较小或跨度较小的结构。
1.2工程场地自然条件
1.2.1 地形、地貌、地质构造
拟建场区地处祁连山山前冲洪积扇的中部, 桥位所处地貌单元属杨家坝河床, 场区地势南高北低, 河床地表高程1514.48～1517.17m。东侧为杨家坝河护堤, 护堤宽3.00～4.50m, 堤顶高程1518.25m。西侧为护堤及二环东路, 护堤宽6.80m (含绿化带) , 堤顶高程为1516.15～1519.68m。
1.2.2 岩土工程地质条件
在钻探孔控制深度范围内, 场地地层属第四系冲洪积成因, 拟建场地岩土可分为二层, 自地面向下各层分别为:杂填土层与卵石层。
1) 杂填土层:全场地分布;最薄处为0.30m, 最厚处为1.50m, 平均厚度为0.78m, 呈杂色, 主要由卵砾石、碎砖瓦、混凝土碎块等建筑垃圾及部分生活垃圾组成, 粗颗粒间由砂土充填;多空洞, 局部含植物根系, 无层理, 干～稍湿、松散～稍密。
2) 卵石层:位于杂填土层以下;揭露最薄处为4.20m, 揭露最厚处为17.90m, 平均揭露厚度为9.87m, 呈灰色～青灰色, 场地内遍布;卵石颗粒呈圆形～次圆形, 主要由花岗岩、闪长岩、变质岩、石英及砂砾岩等硬质母岩碎块组成, 粒径集中在20～100mm之间, 多见大于200mm的漂石颗粒, 表面未见风化, 颗粒呈不规则排列, 骨架颗粒间由中粗、砾砂充填, 分选性较差, 未胶结;局部地段夹有层厚20cm左右的蜂窝状粗砂层;勘察深度内该层未揭穿;稍湿、中密～密实。σ。= 600kPa。
1.2.3 气象及水文地质条件
拟建区地处温带大陆性气候干旱区域, 日照长, 昼夜温差大, 多风少雨, 年主导风为西北风;基本风压0.55kN/m2, 基本雪压0.20kN/m2;年平均风速1.9m/s, 春季风速为7.0～11.0m/s, 最大风速可达17.0m/s。年平均气温7.9℃, 夏季极端气温最高达38.5℃, 冬季最低为-29.5℃, 每年11月至次年3月为冰冻期, 季节性标准冻土深度1.42m。
因受大气环流和地形影响, 降水量由南向北逐渐减少, 降水主要集中在7～9月份, 年平均降水量158mm左右, 最大降水量为263mm。杨家坝河河流已干涸, 桥位部上游河段有生活污水在向下排放。只有在雨季洪水爆发时或上游水库放水时, 河道内才有水流通过;根据武威市防汛抗洪指挥部资料, 杨家坝河百年一遇洪水流量为570m3/s。
1.2.4 地下水埋藏条件
勘察期间, 在桥位场地区域东侧的窑沟六组调查, 其地下水埋深约13.50m, 地下水位高程为1505.09m, 含水层为卵石层;地下水流向与场区地势基本相同, 地下水总体流向北。
由于桥位区段有上游排放的生活污水流过, 勘探孔在2.40～2.90m深度内即有渗透的污水出现, 水位上下浮动0.80m左右。
1.2.5 场地地表污水及土壤的腐蚀性评价
场地污水对混凝土结构具有弱腐蚀性, 对混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性 (主要含SO42-、Cl-) 。
场地土对混凝土结构具有中腐蚀性, 对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性 (主要含SO42-、Cl-) 。
2设计原则
1) 桥涵工程结构原则上应采用技术先进, 结构合理、施工条件成熟及经济、美观的结构形式。
2) 桥型的选择应按照因地制宜、就地取材、节约投资和便于施工养护的原则。并考虑城市景观要求, 进行多方案比较论证, 所选桥型经济、施工便利, 也能增添新的景观, 避免与附近桥梁的雷同, 达到一桥一景的效果。
3) 技术上力求创新, 尽量采用新技术、新工艺和新材料。
4) 应充分考虑近远期工程的衔接, 为远期工程预留实施条件, 并在结构设计时充分考虑远期工程对大桥结构的影响。
3主要技术标准
1) 道路等级:城市主干路Ⅱ级。
2) 荷载标准:汽车荷载:公路-Ⅰ级, 人群荷载:3.5kN/m2。
3) 桥面横坡:桥面横坡与路面横坡相同, 机动车和道非机动车道采用1.5%, 人行道采用反向1.5%。
4) 桥梁标准横断面:5m (人行道) +12m (机动车道) +4m (中央分割带) +12m (机动车道) +5m (人行道) = 38m。
5) 地震烈度:地震动峰值加速度0.20g, 相当于设防烈度八度。
6) 桥面铺装:10cm混凝土+8cm沥青混凝土。
7) 设计洪水频率:1/100。
4方案比较
4.1方案一
4.1.1 桥型
本方案孔跨布置为2×30m (简支空心板) + 3×25m (简支空心板) , 横向共布置30片梁板, 总长143.08m, 桥面总宽38m。
4.1.2 上部结构设计
上部结构分为两幅, 单幅宽19m (5m人行道+12车行道+2.0m中央分隔带) , 均采用25m和30m后张法预应力混凝土空心梁板, 梁中心距为1.25m。梁高为1.2m, 底板宽1.24m, 跨中顶板厚0.1m, 底板厚0.12m, 腹板厚0.12m。梁端顶板厚0.1cm, 底板厚0.2cm, 腹板厚0.18cm。
预应力混凝土空心梁板按全预应力混凝土构件设计, 预应力筋采用Φs=15.2mm标准抗拉设计强度fpk=1860MPa, 弹性模量Ep=1.95×105MPa的高强度低松弛钢绞线, 锚具采用OVM15-1及OVM15p-1锚具, 预应力体系采用缓粘结预应力施工工艺。
4.1.3 下部结构设计
下部结构分为两幅, 单幅桥墩采用等截面钢筋混凝土四柱式墩, 盖梁高1.5m, 宽1.7m, 长19.1m。基础采用钻孔桩, 桩径1.5m, 墩柱直径1.5m, 最大墩高5m, 在地面处设置一道系梁。两侧桥台均采用U型桥台, 大里程侧桥台采用桩基础, 桩径1.2m, 小里程桥台采用明挖基础。
4.1.4 附属结构设计
桥面铺装采用10cm钢筋混凝土现浇层, 进行找平和整体加强, 其上铺筑8cm厚沥青混凝土。为减少桥上跳车, 除伸缩缝处外, 其余各梁缝处均采用桥面连续结构。桥面伸缩缝采用GQF-C60型伸缩缝, 全桥共设两道。栏杆采用轻型钢栏杆, 高1.2m。人行道缘石及分隔带高出桥面按35cm设计。
4.1.5 主要优缺点
主要优点有:1) 施工技术成熟, 不需大型移梁起吊设备;2) 结构简单, 造价低, 预应力张拉简易;3) 受力明确, 运营维修少;4) 施工速度快, 工期不受影响, 可以上部、下部同时施工;
主要缺点有:1) 属常规结构桥梁;2) 景观效果单一。
桥梁总造价为2054万元。
桥梁总工期为9个月。
4.2方案二
4.2.1 桥型
本方案主要由引桥和主桥两部分组成, 引桥采用板式简支结构, 主桥采用2～46.3m系杆拱结构, 孔跨布置为2×20m (简支空心梁板) +2×46.3m (系杆拱) , 总长140.63m, 桥面总宽40.40m。
4.2.2 上部结构设计
上部结构分为两幅, 单幅宽20.20m (1.2m系杆结构宽+5m人行道+12车行道+2.0m中央分隔带) , 引桥采用20m后张法预应力混凝土空心梁板, 梁中心距为1.25m。梁高为0.9m, 底板宽1.24m, 跨中顶板厚0.1m, 底板厚0.12m, 腹板厚0.12m。梁端顶板厚0.1cm, 底板厚0.2cm, 腹板厚0.18cm。主桥采用两跨46.3m下承式钢管混凝土系杆拱结构, 拱圈由两根钢管构成的两根拱肋, 拱肋间米字型横、斜撑以及K型横、斜撑组成。钢管内灌注C50微膨胀混凝土。拱矢跨比为1/4.5, 两拱肋中距18.92m。预应力纵梁、系梁采用纵、横梁结构体系, 拱肋与纵梁间设吊杆, 吊杆直径13cm, 间距500cm。
预应力混凝土空心梁板按全预应力混凝土构件设计, 预应力筋采用Φs=15.2mm标准抗拉设计强度fpk=1860MPa, 弹性模量Ep=1.95×105MPa的高强度低松弛钢绞线, 锚具采用OVM15-1及OVM15p-1锚具, 预应力体系采用缓粘结预应力施工工艺。
4.2.3 下部结构设计
下部结构分为两幅, 引桥单幅桥墩采用等截面钢筋混凝土四柱式墩, 盖梁高1.5m, 宽1.7m, 长20.2m。基础采用钻孔桩, 桩径1.5m, 墩柱直径1.5m, 墩高3m, 在地面处设置一道系梁。主桥主墩、边墩均采用矩形实体墩, 主墩顶帽高1.0 m, 宽4.0 m, 长20.2m, 托盘高1m, 上宽4m, 下宽3.5m。边墩盖梁采用L型顶帽, 高1.0 m, 宽3.5 m, 长20.2m, 托盘高1m, 上宽3.5m, 下宽2.5m。主墩墩高2.5m, 边墩墩高1m。基础均采用钻孔桩, 桩径1.2m。桥台采用U型台, 大里程侧桥台采用桩基础, 桩径1.2m, 小里程桥台采用明挖基础。
4.2.4 附属结构设计
桥面铺装采用10cm钢筋混凝土现浇层, 进行找平和整体加强, 其上铺筑8cm厚沥青混凝土。除1号墩处采用桥面连续结构外, 其余各梁缝处均设伸缩缝。桥面伸缩缝采用GQF-C60型伸缩缝, 全桥共设四道。栏杆采用轻型钢栏杆, 高1.2m。人行道缘石及分隔带高出桥面按35cm设计。
4.2.5 主要优缺点
主要优点有:1) 轮廓线形优美, 景观独特;2) 施工技术较成熟;3) 下部阻水面积小。
主要缺点有:1) 结构较复杂, 对施工工艺要求较高;2) 造价较高;3) 后期养护费用较大。
桥梁总造价为2864万元。
桥梁总工期为12个月。
4.3方案比选及选择
通过对以上两种方案综合比较, 方案一结构简单, 施工方便, 施工工期短, 造价较低。本设计方案一为推荐方案。
摘要：根据桥址周围地形特点、施工条件、景观要求等, 对杨家坝河大桥结构形式及景观装饰进行了多方案比选, 最后选定以2-30m+3-25m缓粘结预应力混凝土空心简支板、2-20m空心简支板+2-46.3m系杆拱两种方案进行比选。
关键词：桥型,上部结构设计,下部结构设计,附属结构设计
参考文献
[1]CJJ11-93, 城市桥梁设计准则[S].
[2]CJJ77-98, 城市桥梁设计荷载标准[S].
[3]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].
[4]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[5]JTG D50-2006, 公路圬工桥涵设计规范[S].
[6]JTG63-2007, 公路桥涵地基及基础设计规范[S].
某大桥桥梁扒杆吊吊安工艺 篇5
某大桥为3×30 m预应力T梁,桥梁总长90 m,桥梁下部构造:两岸为重力式桥台;桥墩是ϕ1 600 mm的双孔桩基,ϕ1 500 mm的双柱桥墩柱。上部构造为30 m后张法预应力T梁,共15榀T梁,翼板宽150 cm,高150 cm,内梁重63 t,边梁重60 t。T梁采用角钢格构人字扒杆悬吊架梁方法进行吊安。
2 吊安方法
2.1 横移
从T梁存放的位置到纵移轨道,采用工字钢分别在梁体两端支点位置铺设走道,利用4个自制起梁钢板凳和4个50 t螺旋千斤顶,通过钢横担把梁体慢慢起到比走板高3 cm～5 cm后,在梁底接长走道,在走道上安放钢滚筒和走板,然后按起梁的方法把梁慢慢落放在走板上并用手拉葫芦固定好。利用纵移牵引卷扬机通过转向滑轮把梁横移到桥轴线的纵移轨道上。
2.2 纵移
1)预制场内纵移。
从预制场至桥台采用钢轨铺设纵向移梁轨道,在轨道上安放纵移平板车。当T梁横移至纵向轨道后,按横移起落梁的方法把梁安放在平板车上,利用扒杆卷扬机通过桥台处的转向滑轮把梁纵移至预要安装孔跨的第一个桥台或桥墩上,同时在纵向移梁轨道轴线梁体后面布设1台5 t的制动卷扬机对梁体进行牵引制动。
2)过孔纵移。
a.板梁过孔纵移采用两副人字扒杆悬吊、牵引过孔,人字扒杆为角钢格构,主要角钢为4∠80×80×8 mm,撑条角钢为∠50×50×5 mm,撑条间距为50 cm,扒杆中间断面尺寸为65 cm×65 cm,端部断面尺寸为30 cm×30 cm,端部采用1 cm厚钢板包焊加强。扒杆分3节,采用ϕ20 mm高强螺杆对接,两端每节长度为6 m,中间节3 m,拼接后扒杆长度为15 m。每副扒杆吊重能力为60 t左右,在扒杆和起吊梁体之间采用六轮滑车组连接,起吊钢丝绳为ϕ20 mm的12根,起吊卷扬机为5 t。扒杆分别安装在预先要吊安孔跨盖梁(台帽)上,扒杆后缆风绳为2(3)根呈八字形的ϕ28 mm钢丝绳,缆风绳之间的夹角约为15°,扒杆前缆风绳为2根呈八字形的ϕ20 mm钢丝绳,缆风绳之间的夹角约为30°,在地面上埋设混凝土缆风地锚,地锚尺寸为2 m×2 m×2 m,重量约18 t。
b.首次安装扒杆时利用地锚和卷扬机配合挖机进行,吊安完第一孔后采用扒杆移扒,前面扒杆移后面的扒杆,待后面的扒杆安装和固定好后,再利用后面的扒杆移送前面的扒杆到对面盖梁上。
c.当梁体在预制场纵移至梁体起吊点在后扒杆吊点处时停止喂梁,后扒杆把梁体前端试吊和起吊,起吊高度为离开平板车3 cm～5 cm,移去平板车,同时挂上前扒杆的吊钩,并进行各方面的检查,经检查无异常情况后进行过孔纵移。过孔纵移时前后扒杆的起吊卷扬机同时启动,采取前拉后松的方法逐步平缓向前纵移。在前拉后松纵移的同时,利用在梁体的后部设置的5 t卷扬机进行制动,纵移的过程中,须保持梁体处于水平并保持平衡。当梁体过孔纵移到孔跨的3/4(剩下7.5 m)后,停止向前移,拉紧前扒杆起吊绳吊住梁体,同时慢慢松放后扒杆起吊绳直至松开后扒杆起吊绳,把后扒杆起吊绳收回到梁体后部起吊点,再慢慢松放梁体后部制动绳把梁体纵移到位,梁体纵移到位后,前后扒杆同时起吊梁体进行就位和安装。
2.3 梁体连接
第一片梁安装后,及时在台帽和盖梁上对横隔板底部用枕木进行支撑。相邻梁体安装就位后,及时对两端横隔板主筋及部分湿接缝钢筋进行焊接,保证梁体稳定后再进行其他施工。一跨安装完毕后,根据设计图纸要求,及时进行横隔板和湿接缝钢筋的焊接,然后浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度,5片梁连接成整体,能扩散外部荷载后,方能在该梁体上进行载荷施工。
3 受力计算
受力验算按最不利因素进行考虑。现场机具设备结合现场实际情况及以往的经验布设,可能有一定的变化。
取梁体过孔纵移至孔跨的3/4(剩下7.5 m)时,计算后扒杆的受力(N后)、后扒杆的后缆风绳拉力(T后)、后扒杆起吊卷扬机的拉力(T机),取内梁重量的1/2(Q=32 t)来计算,此时不考虑前扒杆和后制动参与受力。
1)计算后扒杆吊绳的拉力T,假设前扒杆吊绳拉力T1=0。
T=Q/cos56.31°=57.7 t。
2)计算后扒杆起吊卷扬机的拉力T后机。
T后机=T×fm×(f-1)/(fn-1)=6.1 t>5 t(5 t卷扬机可超荷1 t左右,此时是按后扒杆承受全部重量,而前扒杆未考虑受力,事实上前扒杆已承受了相当的重量),其中,f为滑轮的阻力系数,查施工手册取1.04;n为滑轮组有效工作绳数;m为滑轮组穿绕钢丝绳通过滑轮数。
3)计算后扒杆后缆风绳的拉力T后。
T后=T×cos33.69°/cos20.56°=51 t。
后缆风绳为3根ϕ28 mm的钢丝绳分别锚在2 m×2 m×2 m的地锚(重约18 t)上,按3根缆风绳平均受力来计算得每根缆风绳拉力为17 t<18 t。
4)计算后扒杆受力N。
N=T后×sin20.56°+T×sin33.69°=49.9 t。
扒杆吊重能力为60 t左右,满足要求。
综合上述计算得知后扒杆、缆风绳、起吊卷扬机均满足要求。
取梁体过孔纵移至孔跨的3/4(剩下7.5 m)时,计算前扒杆的受力(N前)、前扒杆的后缆风绳拉力(T前)、前扒杆起吊卷扬机的拉力(T前机)、后制动卷扬机拉力(T制机),取内梁重量的1/2(Q=32 t)来计算,此时不考虑后扒杆参与受力。
1)计算前扒杆吊绳的拉力T1。
T1=Q/cos26.57°=35.78 t。
2)计算前扒杆起吊卷扬机的拉力T前机。
T前机=T1×fm×(f-1)/(fn-1)=3.8 t<5 t(5 t卷扬机)。
其中,f为滑轮的阻力系数,查施工手册取1.04;n为滑轮组有效工作绳数;m为滑轮组穿绕钢丝绳通过滑轮数。
3)计算前扒杆后缆风绳的拉力T后。
T后=T1×sin26.57°/cos36.87°=20 t。
后缆风绳为2根ϕ28 mm的钢丝绳分别锚在2 m×1.5 m×1.6 m的地锚(重约11 t)上,按2根缆风绳平均受力来计算得每根缆风绳拉力为10 t<11 t。
4)计算前扒杆受力N前。
N前=T后×sin36.87°+T1×cos26.57°=44 t。
扒杆吊重能力为60 t左右,满足要求。
5)计算后制动钢丝绳受力T制绳。
T制绳=T1×sin26.57°=16 t。
6)计算后制动卷扬机的拉力T后机。
T后机= T制绳×fm×(f-1)/(fn-1)=4.4 t<5 t(5 t卷扬机)。
综合上述计算得知前扒杆、后缆风绳、起吊卷扬机、后制动卷扬机均满足要求。
4 T梁吊安过程中对两岸交通的影响
4.1 T梁纵移过程中对右岸交通的影响
由于地形条件的限制,梁横移到位后,在纵移跨过现施工临时道路的过程中,右岸的交通临时中断(每片梁跨过便道大约需要4 h)。鉴于这种情形,我部在纵移梁之前,提前将交通临时中断的时间上报监理部,希望相邻施工单位提前储备各种相关机具材料,同时在现场树立公示牌。
4.2 地锚和缆风绳的设置对左岸交通的影响
由于左岸施工场地极其狭小,在布设地锚和缆风绳之后,不可避免的对通往7号渣场施工便道的行车有影响:在每次吊梁过程中,左岸缆风绳受力后拉直提高,交通中断4 h左右。对于这种情况,我部将尽力维持交通。
5 结语
通过该桥采用扒杆吊吊安梁体,个人认为有以下几方面可以借鉴或参考:1)在梁体数量不多的桥梁施工中可以考虑采用扒杆吊;2)在桥台两端场地狭窄(近似V形或U形峡谷地形),无场地拼装架桥机的情况下可以考虑采用扒杆吊;3)在桥台两端交通不能中断的情况下可以考虑采用扒杆吊(扒杆吊不影响桥台两端的交通);4)扒杆吊装速度较快,一片梁体从桥台开始起吊,到就位安装结束,只需2 h左右;5)吊装设备拼装简便快捷。扒杆吊吊装设备简易,便于运输(一套扒杆吊设备两辆汽车即可运输),整套设备成本投入较少,经济可行。
摘要：结合工程实例,详细介绍了扒杆吊在特殊地形条件下以及梁体不多等情况下吊梁的施工技术及施工工艺,指出扒杆吊装具有速度较快,吊装设备拼便快捷,便于运输等优点,经实际运行验证,扒杆吊吊装安全可靠,经济可行。
关键词：扒杆吊,梁体吊安,施工技术
参考文献
某大桥桥梁改扩建方案比选研究 篇6
关键词：桥梁,改建,方案研究
1 概述
本桥位于某省道跨越石头河处, 老桥采用16+30+8×16m简支T梁跨越, 桥面布置为1.5+9+1.5=12m, T梁结构宽度为11.2m, 老桥设计荷载等级为汽-20, 挂-100, 人群荷载为3.5k N/m2。需要对原有大桥进行改建, 改建后宽度为24.5m, 行车道为双向四车道。
2 老桥现状检测及验算
2.1 桥梁现状
每跨桥面均有较长的纵向裂缝, 部分跨径桥面有横向裂缝, 裂缝总长约为325m, 桥面破碎严重。左右侧护栏局部有锈胀露筋现象, 且护栏连接块有多处松动;人行通道表面混凝土老化剥落严重;人行道板底面横挑梁混凝土均不同程度风化、剥落, 钢筋锈胀;左侧护栏局部有破损露筋。伸缩缝堵塞现象较严重。泄水孔排水通畅。16m T梁翼板底面均有碎裂、露筋、锈蚀现象;T梁翼板底面及横隔板湿接缝位置均有修补。
16m T梁在1/2位置及1/4位置均有多条竖向裂缝, 裂缝宽度为0.15mm。
0-1#立柱表层大量干缩裂缝;0#台帽及2#、3#、4#盖梁表层混凝土均有风化、剥落现象, 且多处锈胀露筋, 其中0#台盖梁锈胀长1.2m;第1、2排立柱下部均有冲蚀现象;第1、4、7排立柱表层混凝土均有风化、剥落现象, 局部锈胀露筋。
2.2 检测结论
桥面系及附属结构综合评定等级为三类;上部结构综合评定等级为四类;下部桥墩及基础综合评定等级为三类;桥台及基础综合评定等级为二类, 本桥综合评价等级为三类桥梁。
2.3 桥梁结构验算
采用“桥梁博士V3.0”对T梁进行分析计算, 并以《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 为标准进行检算。结构按A类预应力混凝土结构进行检算。
装配式预应力混凝土简支T梁, 共7片T梁。梁间距1.6m, 其中内梁预制宽度1.58m、边梁预制宽度1.58m, 翼缘梁中间湿接缝宽度0.26m。主梁跨中肋厚0.16m, 两端部均匀加厚段0.36m。其中30m主梁高度1.9m, 16m主梁高度1.1m。
通过对30m预应力T梁设计图纸的验算, 持久状况承载能力极限状态中端部附近个别截面抗剪截面尺寸不满足要求;使用阶段T梁混凝土下缘最大压应力不满足规范要求;现箍筋采用R235直径为8mm, 不满足规范要求;其它状况的各项指标均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 的要求。
通过对16m装配式T梁设计图纸的验算, 其承载能力极限状态下跨中附近抗弯能力不满足规范要求, 边梁和中梁抗剪能力满足规范要求, 边梁抗剪截面尺寸不满足规范要求;正常使用极限状态下的中梁裂缝满足规范要求, 边梁裂缝宽度不满足规范要求。
3 设计方案
所跨河为规划六级航道, 原老桥桥跨净高、净宽均不满足通航和洪评要求, 结构宽度11.2m不满足半幅桥宽要求, 根据计算结构, 16m T梁边梁最大弯矩效应值2069N.m, 最大弯矩抗力值1426KN.m, 加固需要提高承载力达到50%以上, 抗弯能力严重不足。
建议对老桥进行拆除, 新建一座同时满足通航和洪评要求的新桥。
4 桥梁方案比选
4.1 推荐方案
孔径布置:4x25+3x45+25+25+22m。本桥断面布置为:0.5m (防撞护栏) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) +0.5m (中分带) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) =24.5m。主桥上部结构采用3x45m预应力混凝土等截面连续大箱梁, 单箱单室结构, 单幅箱梁顶板宽度12.00m, 底板宽度为5.7m, 顶板厚0.25m, 底板厚0.25~0.55m, 腹板厚0.5m, 梁高2.7m;主桥下部结构采用柱式墩, 承台, 桩基础。
引桥采用先简支后连续25m预应力混凝土组合小箱梁, 梁高1.4m。一幅宽19.0m, 单幅桥面2%的单向横坡通过组合箱梁腹板变高度来实现。单幅6片小箱梁, 双幅12片。小箱梁采用C50混凝土, 预应力均采用低松弛高强钢绞线, 公称直径φ15.2mm, 标准强度Ryb=1860Mpa。其中, 一期束采用3股、4股、5股钢绞线, 配YM15-3、YM15-4、YM15-5锚具;二期负弯矩束采用5股钢绞线, 配YMB15-5扁锚。下部结构:下部主要为柱式桥墩, 肋式桥台, 钻孔灌注桩基础。
施工方案:基础按常规方法施工;桥台施工时应与台后填土同时进行, 并要求填土分层夯实, 不得采用大型机械筑高的方法进行填土。一孔主桥上部的施工主要程序如下:上部箱梁采用搭支架现浇施工。主桥上部的施工主要程序如下:地基处理→搭设满堂钢管支架→支架预压重→铺装底模→测量放样→支座安装→梁部钢筋绑扎→外侧模板安装→隐蔽检查→灌浇梁体混凝土→养护→拆除外侧模板→预应力筋张拉→压浆→拆除底模→拆除支架→完成桥面系施工。
4.2 比较方案
孔径布置:4x25+3x45+25+25+22m。本桥断面布置为:0.5m (防撞护栏) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) +0.5m (中分带) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) =24.5m。主桥上部结构采用3x45m预应力混凝土T梁, 单幅5片梁。T梁梁高2.8m, 中梁宽1.5m, 边梁宽1.85m, 现浇湿接缝宽0.95m。T梁采用C50混凝土, 预应力均采用低松弛高强钢绞线, 公称直径φ15.2mm, 标准强度Ryb=1860Mpa。其中, 一期束采用9股、10股钢绞线, 配OVM15-9、OVM15-10锚具;二期负弯矩束采用5股股钢绞线, 配BM15-5扁锚。主桥下部结构采用柱式墩、桩基础。引桥采用和推荐方案相同的结构形式。下部结构:下部主要为柱式桥墩, 肋式桥台, 钻孔灌注桩基础。
施工方案:基础按常规方法施工;桥台施工时应与台后填土同时进行, 并要求填土分层夯实, 不得采用大型机械筑高的方法进行填土。主桥上部的施工主要程序如下:兜吊方法进行安装预制主梁→焊接钢筋→绑扎桥面板钢筋→逐跨现浇一期湿接缝→安装墩顶现浇连续段及翼缘板的模板、焊接或绑扎中横梁及翼缘板钢筋→逐墩现浇墩顶连续段及翼缘板混凝土→待现浇墩顶砼强度达到设计强度的90%时, 张拉墩顶负弯矩钢束;然后逐孔浇筑剩余部分的砼, 形成连续-刚构体系。
4.3方案比较 (如右表)
参考文献
[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社, 1996.
[2]姚玲森, 桥梁工程.北京:人民交通出版社, 1997.
大桥桥梁 篇7
东江大桥位于广州港集团新沙疏港通道上, 建成于1991年, 大桥建成后成为附近地域的主要交通要道, 在服务港口生产方便广州、东莞两地来往方面发挥了重要作用。全桥总长964.77 m, 主桥为7孔“16.6 m双悬臂T构+32 m简支挂梁”构造形式。全桥按2车道设计, 行车道宽9 m, 桥面两侧各设宽1.5 m的人行道, 人行道下布置Φ600过江水管, 桥梁设计荷载等级为汽车—20级;挂—100级。如图1、图2所示。
2 病害分析
随着地域经济的快速发展及线路两侧大企业的建立, 东江大桥的车辆大幅度增多, 尤其是超重车辆明显增加, 根据东江公路大桥收费站提供的2007-04~07交通流数据进行分析, 24 h交通总车流量约10 000辆, 其中60%是重型车 (绝大部分为重型超重、超限车辆) 。这些数据是东江大桥采取限载措施后的交通流量状态, 而在此之前, 东江大桥的交通流量更大。
检测结果表明由于超载, T构箱梁顶板、横隔板、腹板及牛腿均出现了裂缝, 悬臂端下挠等结构性病害, 同时存在桥面破损、伸缩缝损坏、支座锈蚀等病害, 这些病害一直未得到诊治, 病害呈蔓延加重的趋势。
(1) 顶板纵向裂缝:T构箱室顶板有多条纵桥向裂缝, 长度在130~220 cm, 裂缝宽度在0.10~0.15 mm。
(2) 横隔板裂缝:箱内横隔板上有多条竖向裂缝, 裂缝长度在0.25~0.5 m, 裂缝宽度在0.10~0.95 mm。
(3) 腹板、牛腿裂缝:T构腹板与牛腿均存在斜向裂缝, 各腹板裂缝数量在13~18条, 裂缝长度在36~127 cm, 裂缝宽度在0.05~0.2 mm。
T构各墩悬臂端均有下挠现象, 最大下挠值为72 mm, 挠度与悬臂跨度比约为1/220。
主要病害原因分析如下:
(1) 主桥T构牛腿短斜裂缝:该病害主要是由于车辆超载、超重过多, T构牛腿伸缩缝处不平整引起的跳车冲击造成的。
(2) T构悬臂端下挠:超载是悬臂端下挠的最主要原因。尤其是在结构已经出现病害情况下, 车辆超载将加速相关构件裂缝的产生和扩展, 加快悬臂端的下挠。开裂后的梁体刚度降低、预应力受损, 而刚度降低、预应力损失、超载等又导致病害进一步加剧, 各种不良效应形成恶性循环。
(3) T构墩顶部横向裂缝:由于车辆超载、超重引起的。通过模拟超重荷载状态下的计算, 该位置出现的裂缝与理论分析计算较为吻合。
3 计算分析
3.1 整体计算
(1) 工况1 (原荷载标准)
按原设计采用的材料特性、荷载等级等各种条件不变, 对结构按85规范进行静力复核计算。计算结果为原结构全截面受压, 变形与应力均满足原设计规范要求。
(2) 工况2 (超载)
按原设计材料特性等各种条件不变, 考虑现实存在的超载 (荷载提高一个等级, 汽—超20) , 对结构按04规范进行计算。计算结果为原结构全截面受压, 但T构墩顶部位压应力储备较小 (最小为0.59 MPa) ;其主拉应力有所增加, 但未超过规范限值。
(3) 工况3 (原荷载标准)
根据目前桥梁实际病害状况, 考虑梁体开裂其刚度降低5%, 预应力损失30% (梁体后期下挠72 mm) , 对结构按04规范进行计算。计算结果为墩顶附近16 m范围内顶板出现拉应力 (最大1.41 MPa) , 部分节段主拉应力超过1.44 MPa (最大1.797 MPa) 。总体上桥梁结构受力已经不满足04规范要求。
(4) 工况4 (超载)
根据目前桥梁实际病害状况, 考虑梁体开裂其刚度降低、预应力损失, 考虑现实存在的超载 (汽—超20) , 对结构按04规范进行计算。计算结果墩顶附近21 m范围出现拉应力 (最大2.18 MPa) ;梁体墩顶附近节段主拉应力超过1.44 MPa (最大2.002 MPa) 。总体上桥梁结构受力不满足04规范要求。
4种工况梁体顶板应力、腹板主拉应力分别如图3、图4所示。
3.2 牛腿构造空间分析
在原结构恒载及活载状态下, 对牛腿结构进行空间分析, 计算结果表明在牛腿根部出现约3.0 MPa拉应力。原结构牛腿应力云图如图5所示。
4 主要维修方案
根据历次检测报告和维修加固前的补充检测报告所列病害以及计算分析结论, 进行各项病害的诊治, 针对各种病害主要采取如下维修措施。
4.1 更换钢结构挂梁
将主桥1#~5#墩间预应力混凝土挂梁换为钢结构挂梁, 保留16 m边挂梁, 并将混凝土人行道及栏杆均换成钢结构。挂梁更换及桥面改造后, 32 m挂梁部位恒载由原设计201 k N/m减小至140 k N/m, 挂梁牛腿支点集中反力由3 209 k N减小至2 089 k N。恒载减轻对T构主梁及牛腿处的受力条件有极大的改善, 计算结果也表明采取该措施后, 考虑桥梁损伤条件下可恢复至原设计荷载等级。钢板梁横向布置示意图如图6所示。
4.2 增设体外预应力束
主桥T构悬臂端下挠原因之一就是预应力损失。采用体外预应力不仅可以增加梁体顶板压应力储备, 并能一定程度恢复桥梁线型并抑制梁体维修过后继续下挠。原结构顶板存在较多的裂缝, 张拉体外预应力对梁体既有裂缝有一定的“闭合”作用。维修设计中在每个T构顶部布置4束12-7Φ5环氧涂层钢铰线体外索。如图7所示。
4.3 其他维修措施
(1) 挂梁支座更换:原挂梁支座钢板锈蚀严重, 部分支座变形过大。本次维修更换全部挂梁支座及支座钢板, 并在钢结构挂梁设计时考虑将来再次更换支座。
(2) 伸缩缝改造:原伸缩缝破损严重, 全部进行更换, 同时在原预应力混凝土挂梁固定支座处增设桥面伸缩缝。
(3) 桥面铺装改造:对于混凝土梁, 设抗剪钢筋与钢筋网片, 浇注与原桥面铺装等厚钢纤维混凝土, 表层铺设6 cm厚SMA沥青混凝土。对于新制造钢结构挂梁, 在钢梁顶板顶面焊接剪力键与钢筋网片, 浇注7 cm厚钢纤维混凝土, 表层铺设6 cm厚SMA沥青。如图8所示。
5 维修效果
5.1 整体效应
在采取上述维修加固措施后, 并按照预应力损失30%, 刚度下降5%考虑, 在恒载作用下顶板拉应力与腹板的主拉应力均有较大减小。
按照04规范计算, Q20荷载等级作用下T构顶板未出现拉应力, 在汽—超20荷载等级作用下, 在墩顶小范围出现拉应力 (最大-0.45 MPa) , 腹板主拉应力均小于规范规定值-1.44 MPa。
5.2 局部牛腿效应
原结构牛腿结根部出现约3.0 MPa拉应力, 在采用上述加固措施后, 减小了结构恒载, 在恒载及活载作用下, 牛腿根部拉应力减小至1.0 MPa。改建后牛腿应力云图如图11所示。
6 结论
(1) 牛腿处斜裂缝、腹板斜裂缝和悬臂端下挠的主要原因就是车辆超载, 后期预应力损失以及病害等循环作用的综合结果。要解决这些病害, 除对梁体混凝土表面缺陷与裂缝进行常规维修外, 还必须结合结构受力进行分析, 从根源上解决梁体开裂问题。
(2) 原梁体存在下挠病害, 若再继续增加二期恒载, 会加重悬臂端下挠, 同时对主梁与牛腿部位受力产生更加不利的影响, 所以加大截面并增设体内预应力加固方法不适用于该桥。如果采用体外预应力方法加固该桥, 由于构造方面原因, 其锚固难度较大, 同时受原结构尺寸约束, 不能较多地布置体外预应力束, 不足以解决原结构预应力损失及下挠病害。
(3) 东江大桥在当初设计其桥面铺装厚度仅为2.0 cm沥青砂, 后期桥梁出现了顶板纵向裂缝、渗水、桥面铺装破损病害。对小跨径桥梁一般可使用加厚桥面铺装, 增设防水层等方法进行解决。对东江桥而言, 若直接在原结构上加厚桥面铺装, 由于二期恒载的增加将使牛腿与主梁受力更加不利, 所以桥面铺装改造必须综合桥梁结构维修进行整体考虑。
(3) 采用本设计方案, 较好地解决了东江大桥结构安全性与耐久性存在的问题。将预应力混凝土挂梁换成钢结构挂梁是较为理想的方法, 更换后结构恒载减小较多, 能弥补桥面铺装厚度增加造成的二期恒载增加, 使得桥梁结构恢复原设计荷载等级汽—20级, 并有一定的富余量, 维修后桥梁安全性得到保障。
(4) 采用更换混凝土挂梁换为钢结构挂与体外预应力结合的维修加固措施, 较彻底解决了原桥梁预应力不足, 顶板正拉应力过大, 腹板主拉应力过大, 牛腿局部受力过大等问题, 并有一定的富余量, 同时一定程度恢复桥梁结构线型。此次维修同时结合对桥梁支座、桥面铺装进行整体维修加固改造, 使东江大桥在安全性与耐久性方面均能满足原设计要求。
(5) 桥梁加固施工完成至今4年内, 没有发现T构继续下挠, 梁体顶板、腹板、牛腿开裂等病害, 桥面铺装改造后, 未出现渗水现象。
摘要：广州港东江大桥主桥为双悬臂T构与挂梁相结合的结构形式在多年运营后出现的各种病害, 文章分析了病害原因并进行了结构计算分析基础上在此基础上提出采用体外预应力, 更换混凝土挂梁, 更换桥面铺装等维修改造措施。计算结果表明采用钢结构更换混凝土挂梁对改造该桥型起到很好的效果。
关键词：悬臂T构,病害分析,体外预应力,维修加固
参考文献
[1]游曾二.广州港新沙港区港外公路东江公路大桥静动载试验分析[J].城市建设, 2010 (8) .
[2]胡晓燕.浮吊法更换东江公路大桥挂梁关键技术研究[J].企业技术, 2011 (2) :71-72.
[3]刘作霖, 徐兴玉.预应力T型钢构桥[M].北京:人民交通出版社.1982.
大桥桥梁 篇8
索结构桥梁比较特殊的构件是拉索。拉索的非受力性病害有:拉索护套的开裂、漏水, 护筒生锈, 减震装置工作异常或失效;拉索锚头、垫板、锚具、锚箱的锈蚀、位移、变形;锚下混凝土开裂、剥落、渗水。拉索的受力性病害有:索力值超出正常范围, 过大或过小。基于目前桥梁结构安全已经上升到了一个各方共同关注的公共安全的高度, 养护单位在对全路段的管养基础上, 针对高速公路上的闵浦大桥双层双索面斜拉桥制订了专门的检测方案, 其中包括健康监测、沉降观测以及施工质保期将到时的针对性特殊检查工作等。在将2 a的病害检测和跟踪调查结果进行汇总分析后, 发现了一些问题并采取针对性措施加以解决。
1 结构检查要点
1) 全桥176根斜拉索, 索长从89 m至366 m不等。采用高强度平行钢丝外挤包高密度聚乙烯形式, 索力最大达11 000 kN。检查主要关注斜拉索索皮护套质量, 锚头外观, 以及通车运营期间的索力变化趋势。
2) 闵浦桥主桥为全飘浮体系斜拉桥, 通过对主塔与边辅墩的不均匀沉降、塔顶位移、跨中挠度、索力的监测数据进行综合分析, 结合全桥MIDAS受力模型结果, 从宏观角度对结构是否安全可靠进行综合评估。
3) 作为特大跨径的双层斜拉桥, 其伸缩缝、支座以及塔梁相接处的阻尼器等附属结构设施属于特种结构, 应重点检查位移是否超限, 伸缩量是否同温度相对应。
4) 重点检查主塔内外表面有无裂缝, 测量缝宽、缝深, 建立维修数据库档案。检查锚箱的焊缝有无开裂情况。
2 关键检测方法
2.1 频谱法索力测量
索力测量所采用的方法是基于弦振动原理的环境随即振动法。斜拉索微元的动力平衡微分方程可以写成:
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式中:m为单位索长的质量;t为时间;y (x, t) 为拉索各点在时刻t的横向位移;E1为拉索的抗弯刚度;T为索的张力; x为拉索的轴向坐标。
当拉索足够细长, 而可以忽略弯曲刚度时, 式 (1) 的解可以表示为
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式中:fn为拉索的第n阶振动频率;L为拉索的索长。
当需要考虑拉索的弯曲刚度, 而且拉索两端的边界条件可以简化为铰支时, 式 (1) 的解可以表示为
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由式 (2) 、式 (3) 可知, 只要知道每一根拉索的索长、每延米的质量以及弯曲刚度基本参数, 再测出拉索的振动频率, 就可以求得拉索的索力。
当拉索两端的边界条件不能简化为铰支时, 拉索的索力不能用显式表示。这时可以用有限元法求拉索特征值的方法, 通过假定拉索索力, 求拉索的振动频率, 直到算出的前几阶振动频率与测量得到的相应阶次的频率差值足够小时, 认为假定的索力即为拉索的实际索力。
索长取值应根据两端约束情况进行修正, 如安装减震圈的或者安装索鞍的, 应扣去减震圈到锚固点的长度及索鞍上滑动的长度, 计算出索的振动长度。对于靠近主塔附近的索, 由于索长较短, 索的抗弯刚度对频率影响较大, 可测出多阶频率, 采用迭代法消去抗弯刚度的影响, 式 (2) 可改写为
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式中:D=π2E1/L2, 对于长度、直径相同的拉索为常数。
由此可选取多阶频率来计算索力, 如T= (16f12-f22) mL2/3及T= (81f22-16f32) mL2/45, 即采用1阶2阶固有频率或2阶3阶固有频率来计算索力。
对于较长的拉索在拉力较小的情况下, 还需考虑拉索垂度的影响进行非线性分析, 对弹性模量进行修正
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式中:γ为拉索的单位体积重量;l为拉索的水平投影长度;σ0为拉索应力。
频谱法测定时, 需对测的振动信号进行采样并进行傅里叶变换。FFT的分辨率由采样频率和变换长度决定。选取信号较强、信噪比较高的范围内的若干个谱峰对应的频率进行计算。推算基频可采用直接频差法。
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具体做法为采用941B超低频测试仪作为索力测试的主要手段, 长索的频率约为0.3 Hz, 短索的频率约为3 Hz, 索力测试时无法封闭交通, 要求测试手段方面的索力误差控制在±5%。
941B型拾振器采用了无源闭环伺服技术, 以获得良好的超低频特性 (见图1) 。设有加速度、小速度、中速度和大速度4档。仪器具有体积小、重量轻、使用方便、分辨率高、动态范围大及一机多用的特点, 可直接与各种记录器及数据采集系统配接。测试设备具体包括941B型拾振器、941型放大器以及采集仪。作为一种用于超低频或低频振动测量的多功能仪器, 尤其适合斜拉索的低频测量。
2.2 索皮检查
采用爬索机器人对索皮进行全方位检查。机器人为电动爬升装置外加摄像头, 采用模块将图像模拟信号转换成数字信号, 将高清图像传送到笔记本电脑进行检查。
2.3 锚箱内部检查
采用VIS250内窥镜 (见图2) , 对拉索锚箱内部进行检查, 确认锚箱内有无进水、生锈等。
2.4 锚箱焊缝探伤
采用磁粉探伤法或超声波, 磁粉探伤仪选用携带轻便、操作容易的交流极间式, 如TUD280等。操作程序:清除探伤表面的漆膜和锈迹;在被探伤表面涂上白色反差剂;调整磁轭前端的活动关节, 适应平面对接焊缝和垂直相交的角焊缝位置, 使磁粉场方向与可能出现的裂纹方向垂直;通电激磁, 产生磁场, 同时向被探表面喷洒预先配制好的磁悬液, 磁粉就聚集在裂纹表面, 显示裂纹位置。
2.5 利用鹰嘴吊对塔壁裂缝检测
因闵浦大桥主塔土方量巨大, 高度较高, 常规望远镜无法对主塔外表面进行全面周到的检查。检查人员无论在地面或桥面皆存在较大盲区。
主塔塔柱断面为五边形, 塔顶每边都有鹰嘴吊钢丝绳固定装置, 利用鹰嘴吊携人员对主塔外观进行近距离检查 (见图3) 。采用裂缝测宽仪、裂缝测深仪对裂缝进行深一步确认。
2.6 健康监测数据分析
经过3 a运营期的桥梁健康检测经验的总结, 对桥梁结构的塔顶位移、跨中挠度、动力性能在某一时间段内的数据进行采样分析, 绘制变化的时程曲线, 进行综合评定。
1) 跨中挠度、塔顶位移由于运营期间车辆荷载瞬间发生变化, 但根据曲线走势, 慢慢又恢复原状, 由此说明结构基本处于弹性变化范围, 竖向以下挠为主, 挠度变化基本在250 mm内, 符合设计范围 (设计范围是-1 034～248 mm) , 属安全可控状态。塔顶位移137 mm, 远小于设计允许值800 mm, 满足要求。
2) 比较桥梁结构频率的理论值与实测值, 如果实测值大于理论计算值, 说明桥梁结构的实际刚度较大, 反之则说明桥梁结构的刚度偏小, 可能存在开裂或其他不正常的现象。闵浦大桥抗震按基本烈度7度设计, 地震峰值加速度系数0.1g, 结构重要性修正系数取1.7, 满足设计要求。
3) 将索力实测值和允许限值比较, 判定索力是否在允许范围内。从绘制的曲线看, 索力均在限值以内, 满足要求。
3 成果分析
1) 选取与原竣工资料测试同季的气温稳定时段进行索力测试。本次实测结果与竣工实测结果及设计目标值对比后发现:实测内力与设计内力在分布趋势和规律上基本一致 (见图4) 。考虑到索力测试时未进行交通封闭, 认为结构通车运营2 a来, 大部分斜拉索内力无明显变化, 基本保持了刚竣工时的内力分布规律。
2) 2009年大桥合龙后在墩台设置沉降观测点, 塔顶设置GPS观测点。从测量的结果看, 浦西塔的沉降大于浦东塔, 浦西辅助墩的沉降大于浦东辅助墩。由于斜拉桥为高次超静定, 不均匀沉降和塔的偏位均会对斜拉桥的受力体系产生较大的影响, 改变原来的受力状态, 故不均匀沉降的差值一旦超过设计允许值, 应与设计协商是否采取支座顶升或调索等措施。
3) 作为纵飘体系, 闵浦桥的主梁顺桥向没有约束, 只是通过塔梁间的阻尼器及墩顶支座限位实现对结构整体运动速度和极限位移的控制。养护中对支座和桥头伸缩缝的位移值进行监测, 对比发现两者数据基本吻合, 主梁顺桥向存在年度往复运动, 且未超过设计限值。
4 结语
桥梁结构作为公共交通的节点, 其安全性能必须得到确保。1座桥梁的设计寿命100 a, 期间养护维修的着眼点不能仅限于表观病害的小修小补, 要从结构受力的角度出发, 抓住索塔结构桥梁养护的关键节点, 采取针对性措施。
1) 测试结果表明, 用频率法进行短索索力测试时, 通过索长修正、刚度修正、有限元建模, 能大幅度缩小传统频率法所得的表观索力与实际索力的误差, 但精度仍有待进一步提高。
2) 闵浦大桥主桥斜拉索索力分布与竣工时基本一致, 但由于主塔边辅墩存在不均匀沉降, 且伴随有塔顶的顺桥向偏位, 可考虑采取调整个别索力的方法使整体结构受力更为合理。
3) 对于索塔结构, 拉索的养护检测至关重要, 尤其索皮PE、锚箱的生锈, 必须在日常检查中定期派专人检查。另外塔顶位移、跨中挠度作为索塔桥梁的重要指标也应予以足够的重视。
摘要：对于索结构桥梁, 索力测量、锚固端检查及索皮检查是大桥管养单位检查的重点。以申嘉湖高速上的闵浦大桥为例, 详细介绍拉索的索皮索力检测、养护的针对性方案。从结构受力体系出发, 结合沉降监测、病害检测、健康监测数据和索力测试的成果, 对发现的问题提出了相应的管养办法。