中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。     

提篮拱桥吊杆更换及调索计算分析研究

为研究拱桥吊杆更换施工工艺和设计新吊杆合理张拉力以达到目标设计结构状态,以某服役15年提篮系杆拱桥为工程背景,结合现场实际情况,提出采用钢桁架临时支撑体系对旧吊杆进行更换,结合吊杆位置系梁顶标高数据变化,采用临时吊杆实现旧吊杆力的卸载和新吊杆力的加载.同时,结合更换吊杆后实测吊杆力下桥梁结构有限元计算结果,从吊杆力均匀程度和跨中系梁下翼缘拉应力判断吊杆力调整的优劣.第1轮张拉力以目标设计吊杆力为张拉力实现将吊杆力调整均匀.第2轮张拉吊杆力以系梁全截面受压为约束条件优化分析得到相应吊杆张拉力,实现结构目标应力状态.     

超高强度钢绞线拉索在旧桥换索中的设计应用

主要阐述了一种全新的钢绞线拉索体系,在不破坏桥体结构、不需中断交通的工况下,可实现快速拆除旧吊索并更换新索。通过对拱桥中使用的各种拉索结构的对比分析,研究出一种新的拉索结构,通过对其产品结构的优化设计和试验验证,论证了其可靠的锚固性能和抗疲劳性能。新研发的拉索结构适合夹持超高强度级的钢绞线,锚索具有锚头尺寸小、疲劳性高、承载能力强、施工方便的优点,特别适合旧吊杆更换。     

桥面支撑法拱桥吊杆更换关键技术研究

为提升拱桥吊杆更换技术,准确计算更换过程中各吊杆受力,以西安广运大桥为例,运用桥面支撑法更换拱桥吊杆,基于Midas Civil软件对该拱桥吊杆更换各阶段受力进行模拟验算。结果表明,该方法能保证桥面不出现过大变形,吊杆承载力安全系数在规范要求范围内,可供其他同类型的拱桥吊杆更换参考。     

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。     

中承式集束钢管混凝土拱桥的加固设计研究

针对某中承式集束钢管混凝土拱桥的维修加固,结合桥梁病害检测和数值仿真结果,提出了3种桥面系改造加固方案。多方比选的研究结果表明,若不考虑管芯混凝土收缩,拱肋应力偏小,而管芯混凝土压应力偏大,拉应力偏小;采用支架灌注的方法可减小拱肋应力,但会增大管芯混凝土压应力,减小管芯混凝土拉应力;方案2通过将桥面系更换为钢纵、横梁格构体系、更换吊杆可有效改善原拱桥结构受力,提高了结构承载能力。本研究可为同类桥梁加固改造设计提供参考。     

钢管混凝土拱桥吊杆更换施工监控研究

索结构的损伤、断裂、更换以及由此造成的安全问题尤为突出。吊杆是中、下承式拱桥的主要受力与传力结构,在运营期一般要对其进行更换。为确保结构安全,一般应对吊杆更换时的张力、主体结构变形等进行监控。本文以一座钢管混凝土拱桥吊杆更换为例,通过仿真计算与现场监测相结合的方式,分别对吊杆更换的整个施工过程进行模拟与监控,确保吊杆更换后主拱结构的内力分布、拱轴线形、桥面线形等与更换前的状态基本一致,可为其它类似工程提供一定的参考。     

嘉兴市G320国道某桥吊杆更换施工技术

文章以嘉兴市G320国道某桥的维修加固工程为背景,阐述了拱桥吊杆更换的原则、关键技术、施工特点和吊杆的选取情况,介绍了吊杆更换的施工工艺流程。并从施工准备、体系转换、拆除旧吊杆、安装新吊杆、吊杆防护等方面探讨了拱桥吊杆更换的施工技术要点。实践证明,该吊杆更换技术是安全可行的。     

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。     

绍兴袍江大桥主桥设计

浙江绍兴袍江大桥主桥为(40+3×185+40)m飞鸟式三主跨钢管混凝土拱桥。拱肋采用抛物线形,主拱肋由4根?900mm的钢管通过中腹板组成2个横哑铃形断面,再通过腹杆构成矩形截面,主拱钢管和哑铃形断面内灌注C50无收缩混凝土;边拱肋采用C40钢筋混凝土结构。为平衡拱肋的水平推力,每片拱肋布设12束27-?j15.24mm钢绞线柔性成品系杆(全桥通长)。每个吊点设2根可更换式85-?7mm镀锌平行钢丝成品索吊杆。工字形钢横梁与预制π形钢筋混凝土桥面板构成钢-混结合梁。主墩采用分离式实体墩,边墩采用柱式墩,基础均采用群桩基础。该桥采用缆索吊装法施工。采用ANSYS软件进行主桥整体分析,结果表明该桥各杆件应力均满足规范要求。     

双曲拱桥复合套拱加固方法及应用

针对传统双曲拱桥加固存在的新旧混凝土结合受力不明、施工平台搭设复杂等问题,在双曲拱桥下部结构安全储备充足、需更换拱上填料的条件下,提出双曲拱桥复合套拱加固方法,即在原拱圈上新增拱肋、横系梁及加厚拱板,形成框架式受力结构,实现双曲拱桥加固。应用时,首先封闭桥面交通,拆除旧桥面及附属设施、旧拱上填料;其次在裸露的主拱圈上增设主拱肋及横系梁,根据配重需要设置拱背加厚区;然后在主拱圈及新增结构上浇筑轻质拱上填料;最后进行桥面系及附属设施施工。该方法无需拱下支架,对桥下交通影响小,安全性高,不改变桥梁外观,尤其适用于文物桥梁维修改造。在南京长江大桥双曲拱桥S56跨涉铁工程中应用该技术,有效提高了结构承载力和整体性,工期缩短约67%,综合成本降低约26%。     

钢管混凝土拱桥极限承载力的参数效应

以某钢管混凝土拱桥为基本分析对象,建立了三维仿真数值模型,分析了钢管混凝土拱桥在多种因素耦合作用下的极限承载力,详细探讨了初始几何缺陷、活载比例、荷载分布形式、含钢率等对钢管混凝土拱桥极限承载力的影响效应。得出了一些有益的结论。     

预应力钢拱加固双曲拱桥的设计分析

在我国,由于许多混凝土双曲拱桥荷载设计标准偏低和长期超载,导致其主拱应力水平过高,威胁了行车安全,急待加固。文中首次提出了预应力钢拱承托加固法,该加固方法可以在不中断交通、不影响通航净空的情况下,通过在加固钢拱内建立预压应力,达到有效降低双曲拱桥混凝土主拱的应力水平并提高其承载能力的目的。结合工程实例,文中分析预应力钢拱承托加固法的设计原理,并介绍了加固设计方法。     

粘钢法在双曲拱桥加固中的应用

以邳州市境内土山桥为例,介绍粘钢法在双曲拱桥加固中的应用。经试验和评定土山桥加固后结构刚度和强度明显提高,恢复了桥梁荷载等级和正常使用功能。     

特重车通过大跨石拱桥安全评定及加固措施研究

以一质量达340t的特重车通过白水港一桥项目为背景,考虑到按常规荷载等级设计的旧石拱桥的承栽力一般难以满足超重荷栽通行的要求,时特栽通行的可行性进行了安全评定.通过现场静、动荷载试验,评估了桥梁的整体刚度和强度,并结合试验结果,利用桥梁通用有限元软件分别建立单梁模型和实体模型进行结构承载能力检算及动力特性分析.综合桥梁...     

厚覆盖层地质条件下有推力拱桥基础研究

针对覆盖层较厚的地质条件,提出一种“斜井桩+竖桩”有推力拱桥基础形式,以主跨210 m的中承式钢管混凝土拱桥——合山红水河特大桥为背景,从结构受力、施工方法、经济性能等方面进行合理性、可行性、经济性分析。结果表明:大断面的斜井桩和普通的竖桩组成受力体系,共同承担主拱产生的巨大竖向力和水平推力;斜井桩和竖桩的桩基承载力和桩身强度均满足规范要求,并有较大的富余;采取地表注浆加固处理、斜井隧洞超前管棚支护、洞内用工字钢钢架支撑等防护措施可确保斜井施工安全;该基础形式有效解决了厚覆盖层桥址处修建大跨径拱桥时,需做庞大的扩大基础而导致大规模开挖和大体积混凝土浇筑的问题;新型基础受力合理、结构小巧,有利于环保、节能及节约工程造价。     

六沾铁路宣天特大桥主桥设计

六沾铁路宣天特大桥主桥为钢管混凝土拱加劲三跨连续梁桥,主跨为100 m。主梁为双纵梁的"П"形双向(局部三向)预应力混凝土结构,钢管混凝土加劲拱圈由2条相互平行的拱肋及横向联结系构成,拱肋为变高度钢管混凝土桁架,拱圈平联采用"ж"形空心钢管桁架,吊杆采用钢绞线体系。计算主梁应力、挠度、自振特性及钢管混凝土的钢管及混凝土应力;经试算,吊杆预张力、安全系数均满足要求。根据有限元分析结果,对拱-梁结合部进行设计改进:主梁上翼缘增加4束纵向短束;加强纵梁上翼缘普通钢筋布置;优化竖、横向预应力根数和布置。采取先梁后拱满堂膺架的施工方案。     

用索拱体系加固提载刚架拱桥的分析研究

提出一种拱索体系加固现有钢筋混凝土刚架拱桥的方法,并以一座典型桥梁为例,对其加固前后的力学性能进行了分析,结果表明这种加固方法使桥梁的跨中弯矩和挠度大为减少,承载能力明显提高,它是一种加固早期修建钢筋混凝土刚架拱桥的有效方法,具有一定的理论意义和工程实用价值。本文还对该加固方法的施工程序及斜拉索的合理索力进行了论述。     

主跨457 m钢箱拱桥弹性稳定及极限承载力研究

柳州官塘大桥为主跨457m中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面,为拱肋内倾角度10°的提篮式拱桥。为了研究大跨径提篮式钢箱拱桥的稳定特性,采用ANSYS有限元分析软件APDL参数化建模,分析钢材强度、拱肋安装初始缺陷、拱肋内倾角度对主拱弹性稳定和极限承载力的影响。研究表明:随着钢材强度的增大,极限荷载系数逐渐增大,且基本呈线性比例关系;弹性屈曲分析不能反映钢材强度的影响;随着拱肋内倾角度的增大,弹性稳定系数和极限荷载系数呈先增大后降低的趋势,拱肋内倾角度在12°~13°,具有最大的弹性稳定和极限承载力。     

缺失技术资料的旧拱桥现场调查方法研究

对于大多缺乏原始设计和施工资料的旧拱桥,很难对其承载能力作出准确的评定。以一座旧双曲拱桥的调查为例,提出了通过结构尺寸、拱轴线、截面配筋、材料强度和病害情况调查来恢复旧拱桥图纸的方法。该方法可以为缺失技术资料的旧拱桥的调查、检测提供参考。