钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析

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1、铁道建筑2013年第5期RailwayEngineering文章编号：10031995(2013)05．0013—03钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析赵洋，卢玲。(1．同济大学桥梁工程系，上海200092；2．华北水利水电学院土木与交通学院，河南郑州450011；3．黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)摘要：采用临时吊杆法对钢筋混凝土下承式拱桥吊杆进行更换时，首先将旧吊杆索力转移到四根-临时吊杆上，分批割断旧吊杆钢丝，拆除旧吊杆及端部锚头，安装上新型吊杆，再将临时吊杆所承担的

2、荷栽分批转移到新吊杆上，锚固新吊杆，完成更换。通过数值方法对临时吊杆法更换吊杆的过程进行了有限元模拟，分析结果表明临时吊杆法不仅能够保证吊杆索力的平稳转移，而且可以保证桥梁内力和线形满足设计要求，是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法。关键词：桥梁下承式拱桥吊杆更换仿真分析中图分类号：U445．74文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003．I995．2013．05．04混凝土下承式拱桥的适应性很强，在我国发展非测试全桥吊杆的索力，使用高精度的经纬仪测量桥梁常迅速，已经成为一种重

3、要桥型。吊杆是下承式拱桥的标高，作为吊杆更换的参照。重要的传力构件，其安全性和耐久性关系到桥梁结构其次，准备好吊杆更换过程中的配套设备、材料和的安全与正常运营。但是，早期建造的部分系杆拱桥技术人员的合理分工，如新吊杆、临时吊杆、钢横梁、张由于计算理论、设计方法和防护的不足，或者运营过程拉千斤顶和高精度测量设备等。中维护不当，车祸、人为事故和环境因素等造成吊杆破最后，制作工作平台，安装临时吊杆系统。在拱肋损，有的已经到了很严重的程度而不得不更换。上设置三角垫块，上面放置2根钢横梁，称为上横梁；目前

4、，下承式拱桥吊杆更换基本都是设置临时替在系梁下面设置另外2根钢横梁，称为下横梁；将4根代，将被更换吊杆的索力先转移到临时替代上，拆掉旧临时吊杆竖直穿过4根临时钢横梁，上端安装已经校吊杆，安装新吊杆，再把临时替代承担的荷载转移到新准标定的4个张拉千斤顶。临时吊杆系统的具体布置吊杆上，经过两次索力转移完成吊杆更换。临时替代见图1[。大致分为“临时支架”、“临时吊杆”和“临时兜吊”等3张拉千斤顶种，对应的吊杆更换方法分别称为“临时支架法”、“临面时吊杆法”和“临时兜吊法”，其中应用最多的是“临时lf上

5、横粱lI}吊杆法”。临时吊杆法不仅可以进行单个吊杆更临时吊杆杆换，如太原市滴汾桥和广西邕宁邕江大桥，还适用于整／＼髓粱纵粱桥吊杆更换，如合肥市寿春路桥。、Il、I1临时吊杆法临时吊杆法是将旧吊杆所承担的索力暂时转移到图1临时吊杆布置4根临时吊杆上，拆除旧吊杆，安装新吊杆后再将临时1．2吊杆更换吊杆所承担的荷载逐渐转移到新吊杆上，实现吊杆更吊杆更换时，以索力控制为主，以变形控制为辅，换。保证吊杆平稳更换。通过对临时吊杆进行分级张拉，1．1准备工作每次张拉完成后，割断相应比例的旧吊杆钢丝，多次重首先

6、，测定全桥索力和标高。可采用振动频率法复上述过程，直至卸掉旧吊杆及其端部锚头，安装新吊杆。再交替张拉新吊杆和卸载临时吊杆，直至新吊杆收稿日期：2012—08-17；修回日期：2013一O1．2l索力张拉到设计值并临时锚固，去掉临时吊杆。再次作者简介：赵洋(1978一)，男，河南南阳人，副教授，博士。l4铁道建筑监测桥梁标高，并与设计状态和更换前进行比较，判断可行性和经济性。由于张拉临时吊杆和割断旧吊杆钢是否满足要求，否则需要再次调整吊杆的索力，直到满丝交替进行，因此，一根吊杆的拆除过程需要10个

7、工足要求为止。况。表1给出了3吊杆拆除过程的工况布置。3吊杆的设计值F，d=592．2kN，共有120根钢丝。2工程概况mo枷珈表13。吊杆更换的工况布置杭州市文晖路叶青兜桥无横撑双面拱的钢筋混凝工况等步长更换土下承式拱桥，主跨为71．6m，每面拱有l7根吊杆，工况1张拉临时吊杆合力至20％F，吊杆间距为4m。吊杆采用120th5高强平行钢丝束，锚具为现场自制的冷铸镦头锚，内灌环氧混凝土与钢工况2割断3吊杆24根钢丝砂。根据检测结果发现部分吊杆内存积水、砂浆不均工况3再次张拉临时吊杆合力至40％

8、F，匀、部分钢丝裸露、钢丝束偏移、外层钢丝锈蚀并伴有工况4再次割断3吊杆24根钢丝明显松弛现象；吊杆下锚头轻微锈蚀。经过专家诊断，工况5再次张拉临时吊杆合力至60％F，需要对全桥吊杆采用“临时吊杆法”进行更换。工况6再次割断3吊杆24根钢丝3吊杆更换工况7再次张拉临时吊杆合力至80％F采用临时吊杆法进行吊杆更换的关键问题，是确工况8再次割断3吊杆24根钢丝定临时吊杆的张拉次数及对应割断旧吊杆钢丝的比工况9再次张拉临时吊杆合力至F，例。张拉次数太少，不利于吊杆安全更换；张拉次数太工况10拆除3吊杆