大跨度刚架拱桥加固技术研究
大跨刚架拱桥病害分析及加固研究
城 市道 桥 与 防 洪
2 0 1 3 年8 月第 8 期
大跨 刚架拱 桥病 害 分析 及 加 固研 究
胡 淼 , 孙 晓龙 , 张
摘
伟
( 1 . 山东省 诸城 市财 政投 资评审 中心, 山东诸 城 2 6 2 2 0 0 ; 2 . 山东 大学 , 山东 济南 2 5 0 0 6 1 ; 3 . 山东 高速 股份有 限公 司, 山东 济南 2 5 0 0 1 4 ) 要: 在对某 座刚架拱桥 进行安 全检测 的现 场发现 主拱大节点 裂缝 、 横 向联 系梁破坏 等病害 。 该文根 据现场 检测结果 , 分析 了刚
1 工 程 概 况
某 大跨 刚架拱桥 , 如图 1 所示 ,上部 构造为 5 X 4 2 . 5 m钢筋混凝土刚架拱, 主桥长 2 1 2 . 5 m , 桥 面总宽 1 8 . 0 m , 其 中车行 道宽 1 5 . 0 m , 两侧人 行道 各宽 1 . 5 m。 沿 桥梁 横 向分 布 6片拱 片 , 由横 系梁 连 接为一个整体 。设计荷载为汽车 一 l 5 级, 挂车 一 8 0 , 该桥于 1 9 8 7年 建成 通 车 , 距 今 已投 人 使 用 2 6 a 。该 桥位 于交 通 干道 , 车 流 量 较 大 。为 保 证 安 全Байду номын сангаас使 用 , 分别 于 2 0 0 7年 、 2 0 0 8年 、 2 0 0 9年 、 2 0 1 0年 、 2 0 1 1年 对该桥梁进行了检测维修加 固。
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 5 — 2 8
拱 桥 属 于高 次 超 静 定 结 构 , 受力复杂 , 一个 构 件 的
病害将会影响到其他构件的安全使用 ,并且 刚架 拱 桥 构 件 尺 寸 较 小 ,构 件 配 筋 较 少 ,且 横 向 联 系 弱, 造成其所能承受荷载的提升空间较小 , 对于活 荷 载 的增 加 尤 为 敏 感 。随 着 近 年 来 交 通 量 及 车 辆 荷载 的增大 ,刚架拱桥越来越难 以满 足结 构安全 及正 常使用 的需要 ,所 以有必要对这类 刚架拱桥 进 行 全 面科 学 彻 底 的结 构 安 全检 测 。
大跨度石拱桥的加固改造
形成 梁 石拱桥作 为一种 实用 经济的桥 梁形 式在 山 区道 路 中应用 十 新现浇钢筋混凝土梁式桥 。其要求加 固并加高原 有桥 台 , 桥支墩条件 , 架设简支预应力混凝土 梁桥 。梁式桥是 目前 应用较 分广泛 。华金公 路是 连 系金堆镇 矿 区至县 城及市 区的 一条 主要 交通道路 , 该公路全长 4 m, 山脚延 伸 , 段间有 大大小 小石 普遍 的一种桥梁形式 。 7k 依 路 2 上套拱加 固方 案。该方 案是保 留原料石拱 圈不拆 , 除桥 ) 拆 拱桥十几座 , 阴市沟桥是其 中跨度较大 的一座石拱桥 。 面铺装层 , 拱圈之上另加钢筋混凝 土拱 圈。该 方案要求 考虑新 旧 阴市沟桥位 于华金公 路 上段 , 以该桥 为界 , 向南 进入金 堆 镇
2 主 要病 害及原 因分 析
2 1 病 害调 查 . 1拱 圈裂缝 。拱圈存在三条不规则纵 向裂缝 , 中隧道 岸二 ) 其
条 , 阴岸 一条 , 长 从 拱 脚 以上 至 拱顶 附近 , 宽 0 5c 华 缝 缝 . m~ 3c 最宽处 约 5c m, m左右 。一条缝 已贯通 6 m 原拱 圈 , 梁拱 0c 桥
施工 比较简便 ; 上套 的钢筋 混凝 土拱本 身具 有较 高力学 强度 , 和 2 地基不均匀沉 降的影 响。由于山区地质 复杂 , ) 大多为坡 积 原石拱一起 承受 上部传来的荷载 , 这样 , 圈截面增大 , 拱 承载力增 冲填层 , 同部 位土层 的厚度 、 不 性质差 异较大 ; 施工 资料表 明 , 该 强 , 而且造价 比较经 济 。缺点 : 通 中断 , 响生产 ; 外拆 除过 交 影 另 桥东桥墩基本 坐落于基 岩 , 而西桥 墩基础 为碎 石土层 , 部为 漂 程 中, 局 可能破坏原拱 , 不够安全 , 拓宽原桥 台 , 施工难度大 。 卵石层 , 这种 不均 匀的地质状况 , 致较大 的沉 降差 异 , 导 引起桥 墩 3 方案 3 下套拱方案 。优点 : ) , 继续保留原拱桥并充分利用原 和拱圈裂缝。 拱, 有利 于交通 的 维护 和安 全 畅通 , 工工 期短 , 施 造价 较 低。缺 3 基础埋置较浅 , ) 河水冲刷掏空 的影 响 。按设计要 求该桥 墩 点 :. 1 f拱圈施工时 , 现浇 混凝 土的施 工难度 大 , 板 架高 , 模 弧形 模 基础应为深 2m的两台阶扩 展式 基础 , 实际施工 中基础变 为一 台 板支模难度 大 ;. b 压缩了拱桥的泄洪面积 , 泄洪较 为不利 。 阶且深度不足 1mo受 多次洪水 冲刷 , 西南 角部分 石块 已松 动脱 3 3 加 固 方 案 的 确 定 . 落。另外受下游掏石挖沙影响, 河床加深 , 基础裸露 , 冲刷剥蚀严重。 经过对 以上 3个 方案 的优缺 点对 比 , 合考 虑 , 为方 案 3 综 认 4 施工质量 的影 响。调查发现 , ) 砌筑基 础 、 台身 、 圈时存 在 拱 是 比较合适 的。1采 取此方 案加 固施 工时 , ) 能保 持交通 不 中断。 料石 中掺 杂片石情况 , 片石过小 , 强度不 足 , 砂浆不饱 满 , 标号达 该桥的安全隐患是在 偶然 中发现 的 , 体性 尚好 , 整 除发 现有较 多 不到要求 , 是导致桥梁产生裂缝 的重要原因。 裂缝外 , 未发 现其 他脱 空 、 吊块等 严重 情 况 , 区车辆 运输 在 限 矿
加大截面综合法加固提载刚架拱桥分析研究
定 的 规 律 可 循 。 )全 桥 存 在 露 筋 , 数 断 面 结 构 5 少
尺 寸偏小 。
1 分 析 模 型 的 建 立 与 检 算 结 果
基 于 老 桥 已 经 出 现 严 重 病 害 的 事 实 , 老 桥 的 对 回溯 分 析 不 但 可 以 找 出病 害 的 原 因 , 且 对 加 固 提 并 载 通 行重 载 方 案 的选 择 也 有 直 接 的 参 考 价 值 . 从 老 桥 的病 害特 征 结 合 刚 架 拱 桥 的 总 体 特 性 分 析 , 门 桥 很 可 能 是 基础 出 现 较 大 的 水 平 位 移造 成 . 北 老 桥 基 础 为 组 合 式 桥 台 , 设 计 中 水 平 分 力 需 台 后 原 被 动 土 压 力 来 平 衡 , 新 填 土 要 达 到 此 种 要 求 , 工 而 施
假 定 的 基 础 上 , 似 地 用 横 向 分 布 系 数 的 概 念 来 考 近 虑 空 间 的 荷 载 效 应 . 向 分 布 系 数 按 弹 性 支 承 连 续 横
梁 的 简 化 计 算 [】并 根 据 “ 架 拱 桥 研 究 报 告 ” 的 4, 刚 中 建 议 , 所 得 横 向分 布 系数 乘 以 1 1 将 .. 3 )杆 件 截 面 : 便 于 建 模 , 虑 弦 杆 和 现 浇 桥 为 考
计 , 而 平 面 杆 系通 用 程 序 成 为 计 算 的首 选 工 具 . 因
1 1 建 模 假 定 . ‘
1 )计 算 内容 : 验 算 仅 针 对 北 门 桥 原 设 计 图 纸 本
进行理论上 的计算 . 2 )横 向分 布 : 桥 的结 构 计 算 建 立 在 平 面 杆 系 本
上 是相 当 困 难 的 , 以 计 算 中 基 础 水 平 位 移 的 取 值 所 是重点考虑 因素 .
大跨度连续刚构钢管拱桥施工关键技术研究分析
大跨度连续刚构钢管拱桥施工关键技术研究分析摘要:本文根据作者多年施工经验,以府河特大桥主桥钢管拱桥为例,对大跨度连续刚构钢管拱桥施工进行了阐述和分析,供大家借鉴和参考。
关键词:大跨度;连续刚构钢管拱桥;技术;分析1、项目简介府河特大桥桥梁全长5833.65m,主桥采用跨度布置为90+200+90m三跨连续刚构系杆拱桥。
主梁为预应力混凝土结构,采用单箱双室变高度箱形截面,跨中及边支点处梁高4.6m,中支点处梁高10.6m,梁底按圆曲线变化。
箱梁顶宽14.2m,中支点处局部顶宽16.5m;箱梁顶板厚0.44~0.68m,中支点处局部顶板厚1.7m,边支点处局部顶板厚0.72m,箱梁底宽10.8m,中支点处局部底宽13.8m;底板厚度0.40~2.0m,中支点处局部底板厚度2.0m,边支点处局部底板厚0.85m。
图1主桥桥式布置图拱肋钢管在工厂制作加工后,运至现场拼装,每榀拱肋划分17运输节段,运输节段最大长度小于17.0m。
每榀拱肋上下弦管分别设一处灌注混凝土隔仓板和36道加劲钢箍;腹板内设3处灌注混凝土隔仓板,沿拱轴线均匀设置加劲拉筋,加劲拉筋间距为0.5m。
两榀拱肋之间共设11道横撑,横撑均采用空间桁架,各横撑由4根φ500×14mm主钢管和32根φ250×10mm连接钢管组成,钢管内部不填混凝土。
吊杆顺桥向间距9m,全桥共设40组双吊杆。
2、0#块施工钢管支架结构钢管支架底模排架单侧共14排,分配梁A、分配梁B及分配梁D采用2HN700×300型钢,分配梁C采用HN700×300型钢。
钢管柱最大反力为312t。
底模排架为桁架结构,上弦杆采用2[32a型钢,下弦杆、斜杆采用2[]20a型钢,竖杆为φ297×6mm钢管。
拱架主拱肋采用2[32a型钢,拱脚采用可调撑杆连接。
抄垫高度设计值为H=150mm,现场拼装时根据实际测量对抄垫高度H偏差进行修正。
大跨度拱桥的施工控制关键技术探讨
大跨度拱桥的施工控制关键技术探讨大跨度拱桥是一种应用广泛的重要桥梁结构,具有结构性能好、承载能力强、施工时间短等优点。
然而,由于其结构复杂、施工难度大,对施工人员的要求较高。
因此,在大跨度拱桥的施工过程中,需要掌握一系列关键技术,以确保施工质量和工程安全。
本文将从设计、材料选择、施工策略等方面探讨大跨度拱桥的施工控制关键技术。
首先,设计是大跨度拱桥施工的基础。
在设计阶段,需要考虑桥梁的受力性能、施工工艺等因素。
具体来说,需要确定拱桥的几何形状、断面尺寸,以及拱腹的合理等高线等。
此外,拱桥的预应力布置也是关键之一。
通过合理的预应力布置,可以提高拱桥的整体性能,确保工程安全。
其次,材料的选择也对大跨度拱桥施工起到重要作用。
在拱桥的材料选择上,一般会采用高强度钢筋和混凝土作为主要材料。
在钢筋的选择上,应根据拱桥的受力特点和工程要求,选用合适的钢筋规格和级别。
而在混凝土的选择上,应注重混凝土的强度和耐久性。
此外,为了保证拱桥的施工质量,还应定期对原材料进行检测,确保其符合相关标准。
再次,施工策略的选择是保证大跨度拱桥施工质量的关键。
在施工策略的选择上,需要考虑施工方法、施工顺序、施工工艺等因素。
具体来说,可以采用预制拱片、现浇拱腹等方式进行拱桥的施工。
在施工顺序上,应按照轻重顺序施工,先完成辅助结构的建设,再进行主体结构的施工。
此外,还需要合理安排施工队伍,确保施工人员熟悉工艺流程,掌握关键施工技术。
最后,质量控制是大跨度拱桥施工的重要环节。
在施工过程中,应建立健全的质量控制体系,包括施工方案的编制、工程质量检查与验收等。
在施工方案的编制上,应对关键工序进行详细说明,确保施工人员按要求施工。
在质量检查与验收上,应对施工过程进行全面监管,及时发现和纠正问题,确保工程质量符合要求。
综上所述,大跨度拱桥的施工控制关键技术包括设计、材料选择、施工策略以及质量控制。
通过合理的设计、选用适宜的材料、制定科学的施工策略,以及加强质量控制,可以确保大跨度拱桥施工质量和工程安全。
刚架拱桥的加固及施工方案探讨
塔 山桥 连续运 营 二十 多年 ,期 间基 本没 进行 过
大 的 维 修 。 由于 该 桥 处 于 省 道 2 2 ,交 通 量 大 、 5上
单 位 为厘 米
’ ’ ’ ’ 。 。 。 。 ’ 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
No2 2 ah n r g i Ja a g .5 T s a B i e n iw n Ditit f d sr o Xu h u, te a ss f h b ig ds a e a e e n n c zo h c u e o te rd e ie s h v b e a —
中 图分 类 号 :U4 57 4 .2
文 献 标 识 码 :B
文章 编 号 : 1 0 — 7 6( 0 1 0 /4 0 2 — 3 0 2 4 8 2 1 ) 30 — 2 5 0
DoI 1 .8 9 isn 1 0 — 7 62 1h .5 : 03 6 /is .0 2 4 8 .01 .30 7 .
摘 要 :通 过 对 徐 州市 贾 汪 区省 i 5 线 塔 山桥 的 现 场 调 查 , 并进 行 静 动 载 实验 ,分 析 该 桥 病 害产 生的 成 因 ,提 出合 理 的  ̄2 2 加 固方 案及 相应 的施 工方 法 . 可为 加 固 同类 旧桥 提 供 参 考 。
关 键 词 : 刚 架 拱 桥 ; 加 固 方 案 ; 维 修 施 工
连 接 。顶部 之 间设 置 微 弯 板 ,采 用 现 浇 混 凝 土 桥
1 8. 7 41 O
一
大跨度钢桁架拱桥施工技术研究及应用
大跨度钢桁架拱桥施工技术研究及应用摘要:本文以印度尼西亚Tayan大桥为背景,介绍钢桁架主桥主跨整体安装施工技术、及边跨支架法现场散拼施工技术在工程项目上的实际应用;希望通过本文介绍可以为今后类似桥梁施工提供一定应用参考价值。
关键词:大跨度钢桁架拱桥施工技术研究应用一、工程概况Tayan大桥主桥为钢结构三跨连续桁架拱桥(75m+200m+75m),主跨为桁架拱,边跨为桁架梁。
200m主跨计算矢高为36.75m,矢跨比为1/5.44。
主跨拱肋分上、下弦,上下弦通过竖杆和斜杆连接;边跨为桁架梁,上下弦杆利用斜腹杆连接。
主跨拱肋及边跨桁架横桥向间距12.5m,左右侧两片主桁间通过钢管横撑和K撑连接。
钢管横撑和K撑,采用ASTM A36材质,主桁架其它杆件全部采用“H”型断面焊接工钢,设计材质为SM490YA。
所有构件均采用M24高强螺栓连接,只有钢管横撑和K撑有少量加劲板需现场焊接。
图1 主桥纵向布置图桥道系由纵梁、横梁和小纵梁,以及混凝土桥面板组成的组合梁,同时作为钢拱架系杆。
拱脚处4根横梁间距为7.5m,其余横梁间距全部为5m。
横梁和小纵梁均为单肢工字钢。
桥面板混凝土最高厚度为36.0cm,横向设计为2%双向横坡。
二、总体施工方法介绍根据钢桁架拱桥自身受力特点,结合施工现场实际自然、水文及设备配置等条件,通过国内、国外多次方案汇报和专家评审,最终决定:边跨采取支架法原位拼装;主拱采取矮支架原位拼装后整体提升安装→桥道系杆安装→主拱及桥道系支架拆除→吊杆安装→桥面及附属工程施工。
三、钢桁架拱桥节段安装全桥桁架共划分64个节段块,根据桁架片节段组装挠度计算并结合浮吊吊装能力来将节段块组拼成若干个吊装节段;主墩0#块采取支架法现场散拼成型;单侧边跨共设4组吊装节段(上、下游各2组),合拢段设在过渡墩处;跨中单侧悬臂段共设2组吊装节段(上、下游各1组);跨中矮支架上共设14组吊装节段(上、下游各7组),由跨中向两侧对称组拼完成;跨中桥道系对应主拱圈节段由两侧向跨中对称安装完成。
刚架拱桥横梁加固研究
0 m实心截面 。计算 结果 见表 1 表 5表 中仅示 出同一截 面处 c 一 , 刚架拱桥为多次超静定结构 , 一般采取分 段预制后 装配 的方 8 法, 结构 整体性差 , 向刚度低 , 面尺寸相 对较 小 , 横 截 动力性 能显 各拱片 中弯矩绝对值 最大值及其对应 的轴力 。
2 拱脚 内力影响。 ) 5 拱腿上部 内力影 响。 )
增 大跨 中附近横系梁截面内力增大 , 但增加 实腹段靠 近大节
增大跨 中附近横 系梁截 面 , 在汽车荷 载作 用下 拱脚最 大弯矩 点处横系梁截面则在汽车及组合荷载作用 下 内力 略有减小 , 大 增
由正弯矩变为负 弯矩 , 对应 轴力 由压力 变为拉 力 , 其 他荷 载产 大节点处横 系梁截 面则 弯矩 增大 , 但 轴力 减小 , 大弦杆 处横 梁截 加
工况 4 在工况 3基础上增大各跨 对称 4号横梁截面 ; : 工况 5 在工况 4基础上增大各跨对称 5 6号横梁截 面; : , 工况 6 在 工况 5基础上增大各跨对称 7号横梁截面。 : 1 跨 中内力影 响。 ) 增大跨中处横 梁截面 , 中 内力 显著减 小 , 跨 但较 多 的增大 实
刚 架 拱 桥 横 梁 加 固 研 究
罗 向 荣
( 北京特希达交通勘察设计院有限公司, 北京 10 6 ) 007
摘 要 : 立刚架拱桥性能的影响 , 建 分析 寻找最有 效的加 固位置 , 得 出了不同位置横梁增大截面对结构各关键部位 的内力改变 , 明增加横梁截 面在改善某个 截面受 力的同时可能加 大其他截 面的 表
U a gxa Gu n - i o Ab t a t n o d rt ov n r b e f rn o e s a d f z i e s i h u n lc n t cin,t e p p r p i t o tt e f z y e au t n s r c :I r e s le ma y p o lms o a d mn s n u z s n t e t n e o sr t o n u o h a e o ns u u z v l a i h o meh d b s d o ec n ie c a t r ,e t b i e e f z ye au t n mo esf rt eb i i g tn es b s d o e c n ie c co s a h t o a e n t o f n e fc o s sa l h st z v l ai d l o u l n h d s h u o h d u l a e n t o f n e f t r ,h st e h d a q a t aie i e t i ain o e r a o s b h a a d n a s in i c wa ,t e h z r o t lp o e s c n b e lz d b d n i ig t e c n - u n i t d n i c t t e s n y t e h z r s i ce t i y h a a d c n r r c s a e r aie y ie t yn h o f t v f o f h f o f i
大跨度钢桁架拱桥施工技术研究
大跨度钢桁架拱桥施工技术研究【摘要】本文从钢拱桥结构的特点入手,介绍了适宜钢桁架拱桥的几种施工方法,并说明了几种施工方法在工程中的结合运用,总结了施工过程中的关键问题及其应采取措施,对大跨度钢桁架拱桥施工控制问题进行了分析,供同行参考。
【关键词】钢桁架拱桥;桥梁施工;施工技术;引言近年来,迫于我国经济的快速发展和城市立体景观发展的需要,修建跨江桥梁选用钢桁架拱桥被广泛应用,钢桁架拱桥跨越能力强、承压能力高和外形刚健稳固,大跨度的钢桁架拱桥必然随着我国交通建设的迅速发展而得到更快的发展。
一、钢拱桥结构的特点分析(一)经济性能良好能个节间杆件都能根据受力大小而灵活改变截面和钢种,大大降低了建设成本,并且加快了施工速度,使工期缩短,桁架结构和网架相比,省下了弦纵向杆件和网架的球节点。
杆件多为承受轴向力构件,能充分发挥材料的力学性能。
(二)可以单独安装,施工方便桁架拱桥的单根杆件相对较轻,不需要大型的起吊设备,施工迅速,便于施工高工作业。
同砖石,混凝土,木材相比,在受力相同情况下钢结构自重小,从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。
(三)建筑与结构的设计与功能一体化,使建筑更富有功能化在钢结构桁架桥中,桥型雄伟壮观,外形轮廓柔和,与周边景观易于协调搭配,能够体现现代工业化的风貌。
二、大跨度钢结构桁架桥的施工工艺施工方案的选择主要取决于结构形式。
在实际工程中,由于受结构设计特点、桥型布置、自然条件等因素制约,有时需要几种吊装方案结合操作。
以下是几种常用的施工方法。
(一)行走吊机架设法此种方法具有提升、变幅、回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。
起重机在钢桁拱上架梁时,上底盘能够随拱顶坡度变化保持水平状态,起吊安装时稳定性好,利于构件的准确定位和安装。
(二)浮吊架设法在河上或海上架设长大桥时,经常会使用到这一方法,在岸边将整孔桥梁组拼好,然后用浮吊将其吊起,并将浮吊拖曳航运至桥位,将梁在桥台、桥墩上架设就位。
刚架拱桥荷载试验与加固技术研究
收 稿 日期 :20 —0 09 5—1 1 作 者 简 介 :陈
细 的桥 梁外 观检 查 ,主要 针对 裂缝 、连接 部位 、结 构 整体 性 、墩 台 、排 水设 施 等方 面进 行检 查 。检 查 发 现 :桥梁 主体 受力 部件 基本 完好 ,少量 拱肋 拱 顶 有小 于 01/n的 裂缝 ;部分 拱 肋 间横 向 系杆 混 凝 . l i
图 1 刚 架拱 桥 概 貌
本 次荷 载 试验将 进 行 主拱圈 控制截 面 的正应力 和 挠度 观测 ,试验 荷载 工况 为第 一跨拱 顶受 大件运
输 车辆 作用 工况 。根 据 等代荷 载 法 ,将 大件运 输车 辆荷 载效 应换 算 为 等 代 的试 验 车 辆 荷 载 进行 试 验 , 计算 换算 成 4 4 级 载 重汽 车 4辆进 行 加载 ,前 o 5t 后两 排 ,中载 布置 。加 载前 ,每辆 加载 车辆需 过磅
陈 耿
( 镇江市交通工程建设管理处 ,江苏 镇江 2 20 ) 105
摘
要 :桥 梁是 确保公 路 畅通 的咽喉 ,其承载 能 力 又是 贯通 全 线的 关键 ,本 文对 大
件 运 输通行 线路 上 的某刚 架拱桥 进行 分析研 究 ,介 绍 了该桥 的荷 载 试验 方 法 ,根 据
荷 栽 试验 检测 结果 提 出了加 固技 术 方案 ,并 结合 结构仿 真计 算分 析对 加 固前后 的桥
文章编 号 :17 一24 (0 0 3— 0 l 0 6 l 3 X 2 1 )0 0 0 一 4
大件运输通行需要 ,对其荷载试 验、加 固技 术 、承载
刚架拱桥上部结构加固维修技术研究与应用
刚架拱桥上部结构加固维修技术研究与应用解碹本1,逄钶1,生墨海2,鲍辉3(1.青岛市公路管理局,山东青岛266061;2.山东省桥梁检测中心,山东东营257091;3.山东特希达科技有限公司,山东青岛266071)摘要:以204国遒墨水河大桥加固维修为实例,介绍了刚架拱桥上部构造病害特点及其成因,提出了综合加固维修方案,详细介绍了施工工艺-9技术要求。
关键词:刚架拱桥;封缝灌缝;粘贴钢板;挂网喷浆中图分类号:U445.7文献标识码:A 引言刚架拱桥兴起于我国20世纪80年代,它具有多次超静定,承载力较大;用料节省,经济效益明显;跨径大,造型美观等优点;但由于上部构造为装配式轻巧型,整体刚度明显偏低,尤其是抗震动抗冲击能力较差。
近几年超重车辆发展迅猛的形势缺陷,构成了桥梁安全隐患。
如果采用拆除重建的方案,则投资巨大,且中断交通工期长,对业主和社会带来沉重的负担和压力。
因此,在保障安全可靠的前提下,采用加固维修措施解决病害隐患,来改善提高桥梁的整体性、耐久性,具有积极的现实意义和应用价值。
青岛境内204国道墨水河刚架拱桥上部构造加固维修工程,为同类型桥梁加固维修提供了可借鉴的成功经验。
1墨水河桥加固概况1.1原桥结构概况墨水河大桥位于204国道(一级公路)青岛市即墨境内,该桥于1987年动工,1988年建成通车。
桥梁全长123.238m,上部构造为3孔35m钢筋混凝土刚架拱桥,矢跨比f/1=1/8,桥面总宽度为24.5m行车道+2×1.25m栏杆+1m中央分隔带;桥跨横向设10片拱片,每孔以2道横隔板、13道横系梁和16er a钢筋混凝土桥面铺装连接。
下部构造为双排5根直径为1.2m钻孔灌注桩基础,石砌重力式桥台。
桥梁设计荷载为汽一超20、挂一120。
收稿151期:2008—09一13作者简介:解碹本(1966一),男,山东即墨人,高级工程师。
1.2病害现状经过对桥梁的全面检测发现,墨水河大桥墩台及其基础稳定,安全系数较高,存在的主要病害集中在上部构造:(1)主拱片实腹段、内弦杆存在较多的径向贯通裂缝,裂缝间距约为15_35cm,最大的裂缝宽度为0.32m m。
大跨度钢桁架拱桥技术分析
度在拱顶处为18m,在拱趾处为57m。
由于靠近拱趾处的下弦,受力较大,拱的推力几乎全由下弦承受,所需的截面面积远远大于其他的下弦杆。
为了拼接方便,所有下弦杆的截面宽度相等,同时还考虑到减少杆件的受风面积,并加强弦杆的侧向刚度,故下弦杆选用了4块腹板组成的箱形截面[1]图2弗里芒特桥1.3新河谷桥美国西弗吉尼亚的新河谷桥建于1977年(见图3),该桥全长923.5m,主跨跨径为518.20m,宽22m,在水面以上268m立柱的箱形截面o江长江大桥在建设过程中,分别对H截面的压杆稳定、15MnVN钢的性能、56mm 的厚板焊接技术等方面进行了专题研究[1]。
2大跨度钢桁架拱桥建造的关键问题2.1大跨度钢桁架拱桥的钢种选用原则[2〜3](1)充分掌握各种钢材的强度特性,以便能图4傍花大桥1.5九江长江大桥九江长江大桥位于风景秀丽、闻名中外的庐山脚下的白水湖畔(见图5)。
主桥采用3跨刚性图5九江长江大桥梁柔性拱方案,主跨布置为:180m+216m+180 m。
在三大拱中,中拱矢高32m,边拱矢高24m。
其钢桁架梁高度约为16m,宽度为12.5m。
全桥采用15MnVN钢,焊接最大板厚为56mm。
九针对各杆件的应力状态合理地选用钢种,使所选钢材的强度得以充分利用。
(2)在杆件的连接部位,为了不使截面尺寸发生过大的变化,。
(3)行,,。
(,。
2.2大跨度钢桁架拱桥的节点设计注意事项[4] (1)尽可能使同一节点的各杆件截面的重心轴交汇于一点,以免由于偏心的影响而增加杆件的次应力。
(2)为使杆件端头的连接螺栓受力均匀,应使螺栓群的重心布置在杆件截面的重心轴上。
(3)节点构造应紧凑刚劲,各杆件应尽量伸入节点,使节点板变小,从而可减少节点刚性次应力,并可加强节点外刚性。
(4)对于大型的整体节点,因为其细节构造复杂,应对其进行模型试验研究。
通过试验掌握节点的疲劳容许应力、极限承载能力等基本数据,为节点设计提供保障。
2.3大跨度钢桁架拱桥的动力分析[5] 大跨度钢桁架拱桥的动力分析,主要包括自振特性分析、移动车辆荷载下的强迫振动、桥梁的抗风与抗震分析。
刚架拱桥加固方案
刚架拱桥加固方案研究摘要:对刚架拱桥常见病害的成因进行分析,并提出加固方案。
关键词:混凝土刚架拱桥病害维修加固混凝土刚架拱桥这种桥型在我国20世纪60-70年代建设较多。
随着时间的推移,经济的发展带来交通流量的大幅增长,特别是超载运输车辆的通行,早期修建的荷载标准低的混凝土刚架拱桥出现了不同程度的病害和损伤。
许多已成为危桥,如何处理这类桥梁病害,是我国交通主管部门目前最为关注的问题之一。
现对刚架拱桥出现的一些病害进行分析和加固方案介绍如下:1、刚架拱桥的主要病害及其原因1.1下部结构主要病害分析下部结构主要表现形式有:基础局部冲空;承台竖向开裂或向一侧倾斜;基础下沉等。
这类病害在其他形式的桥梁中也是常见的。
分析这类病害产生的原因,有必要对当时的桥梁建设情况作一简单回顾。
1.2 上部结构主要病害刚架拱桥上部结构的病害较多,我们对其主要病害作如下分析:(1)斜杆拱脚处横向裂缝。
主要原因是桥台、墩基础出现不均匀沉降,使拱脚处出现竖向剪切应力,导致拱脚下弦杆件出现裂缝。
(2)弦杆部出现裂缝。
主要原因是原刚架拱桥设计标准低,弦杆部强度不足使其承载能力和抗开裂能力不高。
(3)横系梁、横拉杆、横隔板竖向开裂。
主要原因是由于原刚架拱桥设计标准低,横向联系较薄弱,而近10年来交通量大而且超载车辆比例大,造成刚架拱竖向变形量大,使横向联系的梁、杆、板出现竖向裂缝,甚至断裂。
1.3桥面系主要病害(1)桥面板裂缝、破碎。
主要原因是桥面板设计标准低,微弯板厚度不足,混凝土强度低,配筋少,桥面铺装层薄弱,造成桥面铺装层刚度不足,随着交通量的大幅增加特别是超载车辆的破坏作用,致使桥面铺装层和微弯板开裂,如不及时维修,部分微弯板发生破碎,形成桥面坑洞而影响行车安全。
(2)伸缩缝损坏。
主要原因是刚架拱桥设计时不设计伸缩缝装置或仅设置简易伸缩缝,混凝土强度设计较低,桥面接缝处混凝土损坏严重,逐渐开裂、破碎使接缝面积逐渐扩大而影响桥梁的安全使用。
对刚架拱桥维修加固新技术的探讨
合 式 桥 台 。 该桥 通 车 距 今 约 1 O年 。
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图 1 桥 型 布 置
根据 该 桥 现 状 质 量调 查 , 要 病 害 表 现 为 : 主
图 2 拱 腿 加 固示 意
( ) 拱片跨中有下挠发生 , 1主 多块 肋腋 板 发 生 纵 向裂 缝 、 网 裂 , 中第 1 2跨 较 为严 重 , 底 部 分 裂 缝 出现 流 自水 , 害 板 其 、 板 病 块 大 多分 布 在 大桥 纵 向 中心 线 处 的中 间 肋 腋板 上 ; ( 全 桥 桥 面 存 在 不 同程 度 的纵 向 裂 缝 、 向裂 缝 、 裂 , 2) 横 网 且 第 二 跨 左 幅 在 14跨 肋 腋 板 中 间 出现 5 / 5×6 c 坑 槽 , 跨 5m 在 中肋 腋 板 中间 出现 1 O×1 5 m 坑 槽 , 处 的 铺 装 层 和 肋 腋 板 1 5c 该 已经 丧 失 承 载 力 。 纵 向裂 缝 表 现 为弯 拉 开 裂 , 于 第 2 3号 拱 位 、 片与 肋 腋 板连 接 处 , 桥 长 方 向贯 穿 , 12 3跨 尤 为 严 重 , 沿 第 、、 缝 宽 多数 大于 03 mm。横 向 裂 缝 主 要 出 现在 肋 腋 板 与 横 系 梁 间 连 接 部位 , 程 度 比 纵 向 裂 缝稍 轻 ; 其 ( 全 桥 所 有 伸 缩 缝 大 部 分 老 化 或 损 坏 严 重 , 辆 通 过 伸 3) 车 缩 缝 时跳 车 明显 ; ( 两 岸 桥 头 搭 板 及 路 面 下 沉 后 曾修 复 , 又 出 现 严 重 破 4) 现
善 各拱 片 的均 匀 受 力 。
桥 梁 本 身结 构 缺 陷和 承 载 力 富 裕 量 不 足 : 架 拱 桥 是 一 刚 集 零 为整 的 结 构 , 构 尺 寸 偏 小 和 配 筋 不 足 , 体 性 能 差 和 刚 结 整
刚架拱桥加固方案研究
作者简介:郑庆平(1972-),男,福建罗源人,本科,高级工程师,研究方向:道路桥梁工程。
摘要:文章以东山大桥加固为背景,通过分析刚架拱桥病害产生的主要因素,提出了相应的加固设计方案。
桥梁结构经过加固后,取得良好的效果,该加固设计方案为刚架拱桥的加固提供参考。
关键词:刚架拱桥;病害;桥梁加固中图分类号:U445.7+2文献标志码:A文章编号:1007-7359(2018)03-0169-03DOI :10.16330/ki.1007-7359.2018.03.075东山大桥位于省道306线,大桥上部结构为单孔净跨45m钢筋混凝土刚架拱桥,矢跨比为1/8。
桥梁设计车辆荷载为汽车-20级,验算荷载为挂车-100。
桥面宽度为净9+2×0.5m 钢筋混凝土护栏,主梁由横向4片拱肋组成,拱肋间采用系梁连接,拱上桥面系采用6cm 厚、矢跨比为1/16的微弯板预制安装,上铺钢筋混凝土铺装层,铺装层厚度为桥梁中心19cm ,横坡为2%。
下部结构桥台采用重力式U 台。
管养单位在日常巡查中发现该桥微弯板桥面有2处严重塌陷破损,随后委托相关部门对该桥进行外观检查。
检查出主要病害如下。
①桥面铺装在右侧行车道(永春至仙游下行侧)拱肋上方出现2条纵向超限裂缝;3条横向超限裂缝;2处桥面严重坍塌破损。
②伸缩缝槽混凝土出现多条纵向裂缝,局部已碎裂。
③全桥除2片微弯板严重破损,另有21片微弯板出现47条顺桥向裂缝,主要分布在下行侧跨中位置,其中裂缝小于0.1mm 的占13%,裂缝在0.1~0.2mm 的占64%,大于0.2mm 的超限裂缝占23%,最大缝宽达0.36mm ;跨中右侧第10~11块微弯板加劲肋出现顺桥向裂缝,最大缝宽0.22mm 。
④左侧行车道(仙游至永春上行侧)靠内侧拱肋在接近跨中处的实腹段出现1条从上往下发育的超限裂缝,长度为0.6m ;其他弦杆、斜撑、大节点、小节点等部位均未见明显裂缝。
⑤全桥共有21道横系梁,都出现了不同程度的竖向裂缝,且以永春至仙游下行侧出现裂缝最多,少数裂缝已贯穿横系梁断面。
大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究
大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究随着经济的发展和科技的进步,我国基础设施建设规模不断扩大,尤其是大跨度桥梁的建设取得了长足的发展。
大跨度钢管混凝土拱桥作为现代桥梁工程的重要类型,具有结构轻盈、跨越能力大、美观环保等优点,因此在公路、铁路和城市交通领域得到广泛应用。
然而,大跨度钢管混凝土拱桥施工过程复杂,涉及众多关键技术,如何确保桥梁施工过程中的稳定性、安全性和精度控制成为亟待解决的问题。
本文旨在探讨大跨度钢管混凝土拱桥施工控制方面的研究,以期为类似桥梁工程建设提供理论支持和实践指导。
国内外相关领域的研究现状表明,大跨度钢管混凝土拱桥施工控制主要涉及拱桥的优化设计、施工工艺及过程控制、施工监测与数值模拟等方面。
在已有的研究成果中,学者们对拱桥的优化设计进行了大量研究,涉及拱肋线型、吊装顺序、施工临时支撑等方面,取得了丰硕的成果。
然而,对于施工工艺及过程控制、施工监测与数值模拟等方面的研究仍存在一定不足。
因此,开展针对大跨度钢管混凝土拱桥施工控制策略的研究具有重要的现实意义。
针对大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的难点和挑战,本文提出以下解决方案:设计方面:在拱桥设计过程中,应充分考虑拱桥的承载能力、稳定性、疲劳性能等因素,同时注意优化拱桥的施工工艺和施工顺序,以降低施工过程中的风险。
施工工艺及过程控制方面:选择合理的施工工艺和设备,严格控制施工过程中的关键环节,如混凝土的浇筑、钢管的拼接与焊接等。
还需制定应急预案,以应对可能出现的突发事件。
施工监测与数值模拟方面:利用先进的监测设备和数值模拟技术,对拱桥施工过程中的应力、应变、位移等参数进行实时监测和分析,以实现对施工过程的精确控制。
同时,通过数值模拟手段对拱桥的稳定性和承载能力进行预测和评估,为施工决策提供科学依据。
为验证上述施工控制策略的有效性和可行性,本文选取某实际大跨度钢管混凝土拱桥工程为研究对象,通过实验研究方法对提出的控制策略进行验证。
实验结果表明,所提出的施工控制策略能够有效提高拱桥施工过程中的稳定性和安全性,并且在实际工程中具有较高的应用价值。
大跨度钢拱桥拱架施工技术
大跨度钢拱桥拱架施工技术【摘要】本文以某大跨度钢拱桥工程实例为研究对象,在对该工程基本概况进行简要分析的基础之上,就拱架施工技术的实施要点展开了详细分析与阐述,望引起各方关注与重视。
【关键词】大跨度;钢拱桥;施工技术钢拱桥最突出的特征在于:跨越能力大、承载能力高。
为了更加良好的与钢拱桥交通运输承载量的发展水平相适应,提高钢拱桥的跨度是关键性措施之一。
在各类不同类型的大跨度桥梁当中,由于钢拱桥的应用范围普遍,值得重视。
1.工程概况该桥上下游两端各修建衔接段堤防55m,衔接段堤防宽度为30m。
现针对该工程的基本水文地质情况进行简要归纳与总结:1.1地质条件该桥梁工程项目建设区所涉及到的地层结构由新到老依次为:第四系全新统冲洪积堆积中粗砂(Q42al+P1)及第四系全新统冲积(Q41al)砂壤土、卵石及第四系上更新统冲积(Q3al)土壤夹中粗砂。
1.2水文条件霸王河总流域面积为254km²,河流长度为33.7m,平均比降47.8‰。
河口宽度220m,枯水河槽60m,河口比降1%。
年内水沙量主要集中在汛期(6~10月),其中水量占年水量的70%以上,沙量占年沙量的90%左右。
整个桥梁工程项目的桥型结构示意图如下图所示(见图1)。
图1:桥型结构示意图2.大跨度钢拱桥拱架拱轴及荷载分析2.1拱架拱轴的选择对于桥梁项目而言,在有关拱架拱轴形式的选择方面,需要尽量确保其与拱圈形式的一致性,通过此种方式,可避免对拱架顶面进行的垫高处理,从而体现钢拱桥拱腹区域的曲线性状。
基于对后期计算的合理简化,将该钢拱桥拱架拱轴设计成为圆弧形形状,其半径取值为112.0m,拱架折点同时设定为圆弧连接位置的内接点点位,其取值为23.0cm。
与此同时,拱架折点间隔区域预留一定的间隙,其目的在于方便后期对立模、弧形木等相关部件的安装工作。
2.2荷载形式的确定对于该大跨度钢拱桥拱架而言,所涉及到的荷载形式主要包括以下两种类型:其一为均匀性荷载,其二为集中性荷载。
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3 1空间有限元计算模型及工况组合 .
有 限元模 型所用 单元 为考虑 空间 剪切变 形 的梁 单元 ,
拱 圈 及 混 凝 土 板 所 用 材 料 为 C0 凝 土 ,重 力 加 速 度 取 3混
承 与拱肋 结合部轴线截 面,0 号桥 台长支承 与拱肋结合 部轴
线 截 面 共 三 个 截 面 。 在 跨 中截 面 ,梁 底 共 布 置 六 个 测 点 ,
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董
大跨度刚架拱桥加固技术研究
陈 学 军
( 南省 中大 监 理 公 司 ,湖 南 长 沙 4 0 0 湖 1 0) 0
摘 要: 本 文以 某特 大刚 架拱 桥 为工程 背景 ,建 立 了该桥 的 空 间有 限元模 型 ,通过 理 论计 算结 果 与现场检 测数据 的对 比 ,提 出 了具 体 的加 固 方 案 , 并 对 该 桥 加 固 前 、后 的 受 力性 能 进 行 了对 比 分析 ,得 出结 论 :采 用 马蹄 形 加 大截 面法 加 固
.
35 1 0 1 .2
.
缘
O 96 7
上缘
0 62 下缘 .8 4
梁的质 量直接 关系 到人 民生命 财产 的安全 ,近年 来桥梁 维
修 加 固 的 问题 日益 显 得 突 出和 重 要 。 本 文 以某 特 大 刚 架 拱 桥 为 工 程 实 践 ,建 立 了 该 桥 的 空
质 量 、超 载 、 水 毁 等 ) 桥 梁 存 在 一 定 程 度 的 破 坏 。 由 于 桥 ,
\工况 最 最 太位 大拉
最大 拉
最 大控
荷 、 移 ( m) 应力 产生位置 应力 产生位置 应力 产生位置 (P) 噩 a (P j I a LP ) I a 设 计荷载 1 4 蹿 中截 呵下 小节点截 面 太 节点截 面
后 该 桥 受 力性 能 显 著 提 高 ,跨 中挠 度 明 显 减 小 , 采 用该 加 固方 案 对 该 桥 进 行 加 固后 , 该 桥 运 营 情 况 良好 。
关键词 : 刚架拱 桥 ;加 固;空间有 限元 ;受 力I ;加 大截 面法 能
l 引言 随着运 营年 限的增 加,各种复杂 因素 的影 响 ( 例如 施工
2 工程背景
该 桥 全 长 3 4 , 由北 向 南 单 向0 6 的 坡 。 该 桥 原 设 3m . 计 荷 载 : 汽 - 0 , 挂 一 0 级 , 人 群 荷 载 为 3 0 g m; 桥 面 2级 10 5k/ 净宽 1+2 m 行 道 ;桥面横 坡 15 。该桥 上部 结构采 4 ×3 人 .% 用 一 孔 跨 径 为 5m 主 拱 矢 跨 比 为 1 8 钢 筋 混 凝 土 刚 架 0, /的
986/ . 0 m s。结构模型包括 6 片拱肋和2 根横 向联系梁 ,共有 O
80 单元 。 6个
沿 中轴线均匀 分布 。0 号桥 台短支 承与拱肋 结合部顶板梁上
缘 布 置 六 个 测 点 ,O 桥 台长 支 承 与 拱 肋 结 合 部 顶 板 梁 侧 布 号
现场试验 采用汽车 加载 ,以质量 为1 t 右的载重车 作 5左 为试验荷 载 。按照设 计标准 荷载 计算 出加载汽 车 的车辆数 量 为6 台,试验荷载分 为1 级,逐级施加 。 ~3
设 计 ‘ 时采 用 的荷 载 组 合 _ : 算 T况 组 合 1 一 期 恒 载 + 期恒 载 。 : 二
置两 个测点 。桥面塔尺摆放位 置如图 1 示。 所
O 号撩 台 ●
— — ・
● 畦
1 号擀 台 口
●
● 1
;
组合2 :一期恒载+ 二期恒载 + 汽车 荷载 ( 正载 )。
感 。 刚架 拱桥 六片 混凝土 拱肋 跨 中部 位均 已出现 一定程度
的 开 裂 , 裂 缝 宽 度 为 0 1~ O 1m , 并 全 部 贯 通 ; 由于 桥 .O . 5 m 面 板 多 处 破 损 ,拱 架 混 凝 土 长 期 受 到 雨 水 F渗 的侵 蚀 ; 主 桥 外 观 检 查 完 整 , 附 属 设 施 完 整 ,各 个 测 试 截 面 外 观 基 本
拱, 由六 片拱肋组成 ,拱肋之 间采用横 梁连接 。 3 加固前的结构 分析与桥梁检测
平整 ,未见 明显蜂窝和麻面 等异常 ,支座及伸缩缝完整 。
3 3静载试 验 .
试验 采用 产生 最不利 内力 的荷载 作为 静载试 验的控 制
荷 载 。试 验 控 制 截 面 分 别 选 取 桥 梁 跨 中 截 面 ,0 桥 台 短支 号
试 验荷载 l 9 O 428
95 7
跨 中截面下 臻 0 83 6
小节 点 面 截 大节点 萄 载 上绿 0 67 下缝 3 4
表1 计算荷载以及试验 荷载作用下最大值及发生位置
间有 限元分 析模型 。 由于 空 间构造 限制 ,提 出了以加大 截 面法 为主 ,贴碳纤 维布 为辅 的加固方 案 ,并对加 固前后 桥
梁的力学性能进行分析对 比。
3 2加固前病害调查 . 通 过 对 旧桥 现状 进 行 综 合 检测 ,发 现 大桥 线 形 不 流
畅 , 主 跨 跨 中 下 沉 , 通 过 对 人 行 道 的 观 测 , 桥 面 下 沉 了 2 .4 m 当 汽 车 从 桥 面 驶 过 时 , 在 跨 中 位 置 有 明 显 的 震 2 1m ,
组合3 一期恒载+ 期恒载+ 车 荷载 ( 载 )。 : 二 汽 偏 组 合 4 一 期 恒 载 + 期 恒 载 + 车 荷 载 ( 载 )+ 群 : 二 汽 正 人 荷载 。 组 合 5 一 期 恒 载 十 期 恒 载 + 车 荷 载 ( 载 )+ 群 : 二 汽 偏 人 荷载 。 通 过 对 计 算 数 据 的 分 析 可 知 , 该 桥 在 试 验 荷 载 以 及 设 计 荷 载 作 用 下 最 大 正 弯 矩 、 负 弯 矩 和 最 大 剪 应 力 工 况 下 的 计 算 控 制 值 以及 发 生位 置 见 表 1 。