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對(duì)桁架拱橋加固方式的探討
2015-07-23 
   1、桃花江橋概況

   桃花江橋位于桂林市區(qū)環(huán)城西二路上,橋型為雙鉸桁架拱橋,凈跨徑為60米,凈矢高為7.5米,凈矢跨比為1/8,拱軸線為二次拋物線。橋面總寬14米,原設(shè)計(jì)荷載為“汽車-20級(jí)、掛-100”,于1988年6月建成通車。由于該橋使用時(shí)間較長,現(xiàn)今通行車輛荷載大于原設(shè)計(jì)荷載,而且交通量大,對(duì)橋梁的使用壽命有一定的影響。筆者根據(jù)該報(bào)告結(jié)論進(jìn)行加固改造施工圖設(shè)計(jì)。

   2、桁架拱橋檢測與評(píng)估

   2006年1月,廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗(yàn)檢測中心對(duì)桃花江橋進(jìn)行了動(dòng)靜載試驗(yàn),并提交了《桂林市桃花江橋動(dòng)靜載試驗(yàn)及安全評(píng)估報(bào)告》(廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗(yàn)檢測中心,2006.1.25),對(duì)于桁架拱橋功能評(píng)價(jià)及承載力的鑒定,主要工作有現(xiàn)場檢測、室內(nèi)分析計(jì)算及評(píng)估。一般桁架拱橋檢測包括外觀病害檢查、靜載試驗(yàn)及應(yīng)變應(yīng)力分析、動(dòng)載試驗(yàn),為日后加固工作,提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)與資料。

   2 .1桁架拱橋外觀病害檢查

   (1)墩臺(tái)位移

   桁架拱橋是超靜定結(jié)構(gòu), 橋臺(tái)、橋墩的位移直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)受力。軟土地基或河床斷面( 特別是橋址附近的斷面) 由于沖刷或淤積等原因?qū)е碌淖兓? 可引起橋臺(tái)、橋墩位移的產(chǎn)生及發(fā)展。在桁架拱橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算分析中, 橋墩、橋臺(tái)的位移是重要因素,也是病害檢查的重要內(nèi)容之一。

   (2)橋梁幾何尺寸變化

   桁架拱橋的橋面縱坡, 橫坡, 橋?qū)捝炜s縫。桁架拱的軸線有無變形, 拱橋橋墩和橋臺(tái)變位情況?,F(xiàn)有的橋梁整體變形, 是推測橋梁病害成因的重要依據(jù)。

   桁架拱橋鋼筋混凝土常規(guī)檢測

   鋼筋混凝土檢測, 一般要進(jìn)行混凝土強(qiáng)度、鋼筋銹蝕率的測試及裂縫的檢測。由于桁架拱橋的截面較小, 宜采用無損檢測方法。裂縫檢測主要在拱頂及拱腳處。

   2. 2 靜載試驗(yàn)及應(yīng)變應(yīng)力分析

   在桁架拱片上選擇好測試點(diǎn), 貼上電阻應(yīng)變計(jì),裝好千分表等傳感器, 利用加載車輛, 分別測試桁架拱橋橫橋向的中載、偏載, 沿橋縱向的跨中截面, 四分點(diǎn), 八分點(diǎn)等截面的混凝土及鋼筋的應(yīng)變及桁架拱的變形下?lián)狭康? 并和理論計(jì)算值對(duì)比分析。

   2. 3 動(dòng)載試驗(yàn)

   橋梁在隨機(jī)荷載激勵(lì)下, 使用測振儀器等設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)的記錄和處理, 可得出桁架拱橋的一階自振頻率以判定該橋結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài); 與車輛彈簧自振頻率對(duì)比分析, 可以幫助判別發(fā)生共振的可能性。

   2. 4 計(jì)算分析

   采用現(xiàn)場檢測的混凝土強(qiáng)度, 橋臺(tái)、橋墩位移量及現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)等作橋梁的分析評(píng)估。評(píng)估結(jié)果要給出橋梁的實(shí)際承載力, 還要給出現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)下橋梁的薄弱構(gòu)件, 提出意見與建議。

   2.5檢測報(bào)告摘要

   拱肋間橫向聯(lián)系及斜撐聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕情況檢測:隨機(jī)抽取15個(gè)拱肋間橫向聯(lián)系聯(lián)結(jié)處及6個(gè)斜撐聯(lián)結(jié)處檢查鋼板焊縫銹蝕情況。采取鑿開原環(huán)氧保護(hù)層方式檢查,隨機(jī)抽取的21個(gè)聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫都出現(xiàn)銹蝕,大部分屬一般銹蝕,個(gè)別出現(xiàn)了銹塊,銹蝕較嚴(yán)重,聯(lián)結(jié)處銹蝕情況見照片8-1~照片8-2,根據(jù)銹蝕情況分析,目前暫未對(duì)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

   由于抽檢橫向聯(lián)系聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕率為100%,說明原環(huán)氧樹脂保護(hù)層,已起不到防銹保護(hù)作用,所有聯(lián)結(jié)處應(yīng)進(jìn)行除銹和防銹處理。

   3、對(duì)桁架拱橋的維修與加固技術(shù)

   3. 1聯(lián)結(jié)處除銹和防銹處理

   加固前,拱肋間橫向聯(lián)系梁及斜撐聯(lián)結(jié)處的預(yù)埋鋼板要進(jìn)行除銹及防銹處理。除去鋼板上的環(huán)氧樹脂保護(hù)層,清除表面舊漆,打磨至露出金屬底材,除銹等級(jí)必須達(dá)到GB8923-88中規(guī)定的Sa2.5級(jí)。除銹后,按以下工序進(jìn)行防銹處理。

   3. 2上弦桿端部節(jié)點(diǎn)和下弦桿拱腳處裂縫的維修加固方法

   3. 2.1 加固方法

   因橋梁臺(tái)、墩不均勻沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點(diǎn)處的裂縫已基本穩(wěn)定, 不再發(fā)展。可采用環(huán)氧樹脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進(jìn)行維修加固。

   3. 2.2 施工要點(diǎn)

   首先做好構(gòu)件混凝土的表面鑿毛和鋼板的除銹工作, 如節(jié)點(diǎn)處混凝土剝落嚴(yán)重, 應(yīng)將保護(hù)層混凝土鑿除再粘貼鋼板。其次要先處理裂縫, 即對(duì)裂縫先進(jìn)行灌漿( 環(huán)氧灰漿) 處理, 然后再粘貼鋼板。第三, 由于拱腳處要經(jīng)常處于水流以下, 為防鋼板銹蝕, 對(duì)拱腳處加固還應(yīng)在粘貼鋼板后立模澆筑外包混凝土。

   3.3 橫系梁、橫拉桿、橫隔板開裂的維修加固方法

   加固方法

   因桁架拱橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低, 橫向聯(lián)系薄弱而不能適應(yīng)大交通量或重載交通時(shí), 應(yīng)考慮對(duì)全橋的橫向聯(lián)系系統(tǒng)進(jìn)行整體加固。
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