龙堤大桥吊杆病害分析及维修加固方案研究

吊杆是系杆拱桥的重要组成部分和传力构件,一旦发生病害将严重影响桥梁结构的安全和使用寿命。该文根据龙堤大桥吊杆的现场检测结果,对病害原因进行了分析并论述了病害对桥梁结构的影响。在此基础上提出了维修加固方案并阐明了施工工艺流程。     

某连续箱梁病害分析及维修加固

某桥为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,运营多年,经检测,主体结构及桥面铺装等出现相应病害,桥梁总体结构处于较差状态,综合评定为三类桥,须采取有效措施进行维修加固处理。针对具体病害,采用有限元程序Midas与Ansys对结构进行分析,探讨病害产生的主要原因,并给出了相应的维修措施。针对箱梁顶板底面、底板底面及腹板裂缝,通过对顶板及底板底面粘贴碳纤维布、腹板内外侧粘贴钢板及增设体外预应力主动加固等措施,对结构受力进行补强,提高桥梁结构的安全性与耐久性;针对桥面铺装裂缝,通过更换水泥混凝土桥面铺装层并增设防水层,以提高桥梁的适用性与耐久性。桥梁维修加固后,经通车前的荷载试验评定,验证了加固措施的效果,桥梁的使用性能得到恢复。     

金口河区大渡河大桥桥面结构体系加固改造技术

金口河大渡河大桥是主跨为175 m中承式钢管混凝土悬链线拱桥,桥面结构体系由混凝土横梁和T型桥面板组成,由于桥面结构和吊杆的破坏使桥面存在整体坍塌的安全隐患,须对该桥桥面结构体系进行加固改造。加固前采用结构验算方法评估该桥结构状态,针对病害提出具体加固设计,并对设计后的结构进行结构验算。通过加固改造以后,计算结果表明,车行道桥面板和新增钢纵梁均满足要求,桥面结构体系的竖向基频提高约12%,横桥向基频提高约18%,大桥桥面结构体系静力性能和动力性能均得到明显改善。     

大连北大友谊桥维修工程施工控制

大连北大友谊桥为主跨133m的简支地锚式钢桁架悬索桥,大桥运营近30年,出现了桥面下挠、桥塔倾斜、索鞍偏位、桥面板破损和桥面振动等病害。为保证桥梁运营安全,对该桥进行了更换桥面系、张拉主缆及更换吊索等方面的维修加固。由于该桥维修加固方案具有较多的风险及不可控因素,为使加固后的结构状态满足设计要求,利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析结构现状,通过调整主缆松弛系数模拟结构的实际状态;对桥面系拆除阶段、主缆张拉阶段、吊索与索夹更换阶段、新桥面系铺设阶段进行施工控制。结果表明,维修加固后的结构线形与内力符合预期目标,结构整体受力性能得到提高,达到了设计要求。     

加固预应力混凝土空心板梁桥健康监测应用研究

某先简支后桥面连续预应力混凝土空心板梁桥由于病害严重,承载力不足而采取加固措施,文中选取有代表性的桥跨建立健康监测系统并进行了为期2年的实时监测,获取了加固后预应力混凝土空心板梁桥在运营期的结构信息,依据监测结果分析加固后桥梁的力学特点和承载力状况,评估该桥梁的结构安全性,为桥梁的管养提供依据。     

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。     

火灾后桥梁的检测评估及维修加固技术

火灾事故造成桥梁结构损伤,危及运营安全。以火灾后的狮子古河大桥工程为例,详细论述了检测评估的内容与方法,结合该桥结构损伤的具体情况制定维修加固方案,并通过荷载试验测试实施效果。结果表明,维修加固取得了良好的效果,可为类似桥梁火灾后的维修加固提供参考。     

结构损伤对系杆拱桥结构性能的影响研究

为了研究系杆拱桥在关键构件损伤后的安全性能和内力重分布规律,以某钢管混凝土系杆拱桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,设置吊杆损伤、吊杆失效和拱肋损伤不同工况,对比分析该桥在损伤状态和完好状态下的结构性能,分析损伤状态对其动力特性、稳定性、结构位移和内力的影响。结果表明:吊杆损伤、失效和拱肋损伤会使桥梁整体刚度降低、自振频率减小,但对振型基本没有影响;吊杆损伤、失效和拱肋损伤会导致桥梁稳定性降低,但降低幅度较小,对失稳形式没有影响;吊杆损伤会引起桥面竖向位移和吊杆应力增加,但对拱肋弯矩影响不大;吊杆失效会对其相邻部位产生显著影响,使结构发生显著的内力重分布;拱肋损伤对桥面竖向位移和吊杆应力影响很小,对拱肋弯矩影响较大。     

有推力钢管砼中承式拱桥吊杆加固技术

有推力钢管砼中承式拱桥投入运营多年后,受建设时技术发展水平的制约和各种因素影响,拱桥吊杆难免出现一些病害。吊杆的损坏,会直接影响桥面系的使用功能,因此研究开发该桥型桥梁的吊杆加固技术很有必要。针对某大桥的吊杆病害情况,结合现场实际,并统筹考虑在完成加固维修后对可更换部件进行更换的方便性,提出增设吊杆和纵向钢梁的方法,有效消除了安全隐患,提高了结构的安全储备,为同类型桥梁的加固改造提供参考。     

通车条件下更换吊杆的主要技术措施探讨

简要介绍了青龙场立交桥主跨钢管拱吊杆拱桥的原桥结构、存在的问题及加固思路,重点阐述在通车条件下对该桥实施吊杆更换工程,为今后类似桥梁加固及工程实施提供借鉴、参考。     

上跨电气化铁路系杆拱桥吊杆更换技术

顺河高架系杆拱桥为长90 m的下承式拱桥,是连接济南市南北交通的干线,并跨越胶济铁路济南东站西侧交通要道。检测发现该桥吊杆存在不同程度的损伤,需全部更换。新吊杆采用GJ15-19型环氧钢绞线整束挤压式吊杆,内部钢绞线采用5层隔离防腐,以提高耐久性。桥梁跨越高铁等电气化线路,下部作业空间受限,施工窗口期短,采用配置转换梁的抱箍式临时兜吊系统和梁底移动式挂篮更换吊杆。抱箍式临时兜吊系统张拉端设置在拱肋与桥面之间,避免了施工对公路交通的影响,且抱箍可拆卸重复利用;转换梁和梁底移动式挂篮克服了梁下作业空间小的难题,实现了铁路运营零干扰的目标。吊杆更换时首先安装临时吊杆实现第一次荷载转移后拆除原吊杆,然后安装新吊杆实现第二次荷载转移,全桥吊杆更换完成后进行全桥调索,最后进行新吊杆防腐和临时吊杆拆除。吊杆更换后桥梁受力状态良好,桥面线形满足设计要求。     

组合桥面系杆拱桥力学与经济性能研究

为明确大跨度组合桥面系杆拱桥的力学与经济性能,针对主跨200m的桥梁,进行3种系杆拱桥方案(组合桥面、竖直吊杆;正交异性钢桥面、竖直吊杆;组合桥面、网状吊杆)的试设计研究。采用TDV RM Bridge有限元程序建立3种试设计方案模型,对比3种方案的静力强度和稳定性等力学性能;统计各方案材料用量,引入材料指标,对比3种方案的经济性能。结果表明:对于主跨200m的系杆拱桥,组合桥面与正交异性钢桥面相比更能展现出良好的技术与经济竞争力;采用网状吊杆,可显著提高系杆拱桥的结构刚度、减小拱肋和系梁的活载弯矩、节省材料用量,但应重视吊杆的疲劳问题。     

一座新颖的蝴蝶拱桥设计

绍兴市迪荡湖环湖1号桥采用空间四索面吊杆的三跨下承式异形拱桥,主要受力结构由两道外倾的拱肋、弧形的主梁组成,辅以吊杆连接,拱脚和桥面梁体刚结。该桥上下行分幅,每幅桥由一根外倾拱肋通过一组横桥向两根的吊杆吊住桥面横梁形成基本结构体系,吊杆为外倾的拱肋提供了横向稳定约束,较之其他由单根吊杆的结构,受力更为合理。结构新颖,外形美观,对称的拱肋、弧形的景观平台和外倾的拱肋错落有致,观光人行道的圆弧曲线融于桥梁整体造型之中,远远望去,犹如一只彩蝶在迪荡湖上翩翩起舞。     

广东省某高速公路东莞北特大桥维修与加固

广东省某高速公路东莞北特大桥为预应力混凝土T梁桥,在超重交通环境下桥面频繁出现病害,为不影响行车安全,对该桥上部结构进行维修加固:清除原桥面沥青混凝土铺装层,修补桥面板局部病害,并新铺混凝土整体化层,加铺薄层高模量沥青混凝土铺装层;将桥面连续改造为桥面结构连续;将K字端横梁改为矩形端横梁;更换支座及伸缩缝;对T梁局部进行加固等。实践表明,经过大修后虽然还存在个别缺陷,但桥梁上部结构的主梁刚度提高,梁体横向连接加强,整体受力状况得到改善,基本达到了预期的维修效果。     

大沙河桥加固维修工艺

针对大沙河桥的病害情况,介绍了采用环氧树脂灌缝、粘贴碳纤维布、粘贴钢板等新材料、新施工工艺对危旧桥梁进行加固维修的方法,并对斜撑加固及桥面铺装施工工艺进行了分析。实践表明,通过以上加固维修工艺能够解决大沙河桥的病害情况,使桥梁的使用寿命得到提高。     

曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究

郑州市北三环路彩虹桥为(122+62+62+122)m简支曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥,为改善其目前运营服务能力,提出6种加固改造方案,针对各加固方案进行仿真计算分析。计算结果表明:简支变连续体系改造使主桁端部出现应力集中现象,不适用于该桥改造;在改造横撑的基础上增设跨中吊杆是减小横梁跨中相对变形的有效途径;增设边纵梁和外吊杆可有效改善横梁悬臂端变形,提升悬臂段桥面承载力;增大腹杆截面可明显提高62m跨径桥梁的整体刚度和横梁局部刚度,有效降低腹杆的应力幅;加强纵向预应力可有效降低桥梁的下弦杆变形,但对横梁相对变形影响不大。综合运用横撑改造、增设跨中吊杆和外吊杆、增大腹杆面积、加强下弦杆纵向预应力等几种改造措施使桥面变形明显改善,62m跨径桥梁整体结构刚度得到有效提高,腹杆最大应力显著降低,上弦杆最大应力仍有足够的安全储备。     

双曲拱桥加固维修综合措施

某桥自通车以来已运营近50年,由于桥梁结构的一系列病害严重影响结构安全与使用性能,自2016年以来进行了全封闭的维修加固。其中在维持原设计结构及外观情况下,对大桥的双曲拱桥进行了全断面修复,具体为:主拱圈、横系梁加固;相邻承台设置纵向拉杆;拱上填料用泡沫混凝土对称换填;全桥桥面铺装、人行道改造;桥面附属设施修缮与外观出新;混凝土结构进行电化学修复与表面防碳化处理等。对该双曲拱桥缺陷修复及加强,有效提高了其结构的安全储备,同时耐久性问题得到了有效解决。     

钢管混凝土拱桥新增吊杆加固设计

为改善吊杆承载能力及提升桥梁运营服务能力,以某跨径72m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,采用新增吊杆法对该系杆拱桥吊杆进行加固。按照新增吊杆总拉力为原桥恒载15%~20%的原则进行加固设计,经对比分析,各新增吊杆张拉控制值为160kN,总拉力约为该桥结构恒载的17.6%;在拱脚端间和各旧吊杆节间增设1根新吊杆,全桥共新增吊杆28根,新增吊杆采用JL32型精轧螺纹钢筋,其下端通过2个平行吊板与外径800mm的钢管系杆连接,上端穿越拱肋钻孔、锚固于拱肋上缘焊接的锚箱内;经仿真计算得到在结构恒载作用下新增吊杆可分担原吊杆12.5%的荷载,符合设计原则。采用新增吊杆加固法来维持或提高吊杆承载能力是可行的。     

预应力混凝土连续梁桥二次加固及效果分析

深圳机荷高速公路某大桥主桥为(42.5+2×65+42.5)m的预应力混凝土连续箱梁桥,1997年建成通车,2001年因箱梁开裂较为严重采用增设体外预应力法进行了首次加固。2015年检测发现主桥存在多种病害,主桥被评定为三类桥梁,需进行二次加固。为了保证桥梁运营安全,在原体外预应力加固部分失效后,将现有桥面铺装更换为钢筋混凝土整体化层、在中跨范围内箱室两侧各增设2束12s15.2mm通长体外预应力束、在全桥箱梁内侧顶板上粘贴横向钢板。对加固前、后的桥梁进行荷载试验,从结构的受力、变形及动力特征方面分析该桥二次加固的效果。结果表明,采用二次加固后该桥的纵、横向刚度以及桥梁的整体工作性能均有了明显的改善,满足运营要求。     

某中承式钢管混凝土拱桥病害分析及加固设计

以某中承式钢管混凝土拱桥为背景,对该桥的主要病害进行了分析,从横梁加固和吊杆更换等方面提出了该桥的加固方案和加固措施,为该类桥梁的加固改造提供了参考借鉴。