拱桥吊杆更换过程受力分析

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1、总第4期拱桥吊杆更换过程受力分析3l拱桥吊杆更换过程受力分析陈雷(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034)摘要：以某三跨中承式混凝土拱桥吊杆更换为研究更换前原吊杆的初始内力、卸载原吊力所需的临时对象，对全桥三跨“对称、平行、同步”安装临时吊杆、拆除原吊杆张拉力、永久吊杆初始张拉力和施工过程中桥吊杆的方案进行研究，以该桥的内力、线形为控制目标，采用梁内力、线形进行了计算分析，为施工提供依据。MIDASCivil6．7．1程序建立该桥空间模型，对吊杆更换前原吊杆的初始内力、卸载原吊力所需的临时吊杆张拉力、

2、永久吊杆初始张拉力和施工过程中桥梁内力、线形进行计算分2工程概况析。分析及实际施工结果表明，吊杆更换加固方案能保证大桥线形、内力达到预期目标值，加固方案可行。某三跨中承式混凝土拱桥，始建于1995年。该关键词：拱桥；吊杆；更换；内力；线形；有限元法桥吊杆原设计共计126根，采用422普通螺纹钢筋，上端锚于拱肋内，下端与横梁预留钢筋头焊接，吊杆外套钢管，内注砂浆。该桥运营多年后，经检1前言测，吊杆索力偏差大、索力分布不均匀(安全性不系杆拱桥为带吊杆的拱梁结构，外部为静定结足)，吊杆钢套筒与拱肋结合处开裂，部分吊杆钢筋构，内部为

3、超静定结构，为自平衡体系。系杆拱桥因锈蚀、弯折，成为全桥运营主要安全隐患。经研究决其造型优美、形式多变，被大量运用于现代桥梁中。定更换该桥126根吊杆，更换方法为用临时吊杆将然而，早期建造的系杆拱桥受当时技术条件的限制，整个桥面提升至原吊杆基本卸载，然后割除原吊杆，在吊杆防腐设计方面考虑不够，造成杆身锈蚀、钢丝临时吊杆连接方式为上端部通过分配梁作用于拱束松弛等病害。桥梁使用多年后，有的拱桥因超载、肋、下端部通过贝雷梁作用于各桥面系横梁，临时吊或荷载等级提高、或因吊杆锚头锈蚀、松动，或吊杆杆数量为每孔单侧22根，采用精轧螺纹钢

4、。新吊杆受意外损伤等原因，造成吊杆安全系数偏低，严重危采用PES7—37和PES7—31高强钢丝索，普通横及到桥梁的运营安全，需要进行吊杆更换，而设计时梁锚固端支点采用外包式，拱顶为张拉端，采用现场往往都未考虑吊杆的可更换性。目前处于运营中的镦头锚。许多这类桥梁都没有给吊杆预留备用孔用于更换吊杆。近年来，不断有拱桥吊杆更换的工程案例出现，3吊杆更换施工方案多数拱桥多采取安装临时吊杆、拆除原吊杆和安装新吊杆的方案对吊杆进行更换L1]。针对拱桥受力的特殊性，在张拉临时悬吊系统、一般拱桥吊杆张拉过程中，吊杆是分批张拉的，拆除旧吊杆

5、及安装新吊杆时，全桥3孑L平行、对称地期间伴随着结构的变形、支承体系的转换及内力的按照隔1根切除1根的顺序，先拆除由两端向跨中重分布。前期张拉的吊杆索力直接影响后期吊杆张的奇数号吊杆，然后对奇数号新吊杆安装位置进行拉的索力，而后期张拉吊杆亦对先期施工的吊杆的拱肋钻孔，待奇数号吊杆更换并进行初张拉完毕后，索力有着直接的影响，从而最终影响全部吊杆张拉再拆除由两端向跨中偶数号吊杆，拱肋钻孔及新吊完毕后的力学性能。因此，合理的吊杆张拉顺序和杆安装、初张拉完毕后，采用三跨平行、对称、同步的恰当地控制张拉力是影响吊杆张拉施工繁琐与否及施

6、工原则拆除临时吊杆体系、新桥面混凝土铺装、成张拉完毕后的力学性能的关键。本文结合某拱桥吊桥索力调整及新吊杆防腐，即施工时三跨“对称、平杆更换实例，采用有限元软件建立该桥模型，对吊杆行、同步”施工。收稿日期：2010—0205作者简介：陈雷(1982一)，女，助理丁程师，2005年毕业于中南大学土木工程专业，工学学士，2008年毕业于中南大学土木工程材料专业工学硕士。32桥梁检测与加固2010年第1期总体施工顺序为：施工准备一凿除桥面及人行5．2计算结果分析道板一加固横梁及其他部位一安装并按一定顺序张对大桥原吊杆初始内力进行了

7、计算，并根据临拉l临时吊杆一按一定顺序切除老吊杆一安装并按一时吊杆的张拉方案，以使原吊杆基本卸载为目标，计定顺序张拉永久吊杆一桥面伸缩缝和桥台背墙施工算了临时吊杆张拉控制力。因新吊杆为平行钢丝高一桥面铺装及人行道板施工。强材料，弹性模量及截面面积均较原吊杆小，且长度本文分析及实际施工结果表明，该桥实际加固较原吊杆略长，须对新吊杆进行预张拉，保证临时吊施工采用本文所述施工顺序、临时吊杆张拉控制力、杆拆除后，新吊杆在永久索力下的伸长量与原吊杆永久吊杆预张拉控制力及吊杆下料长度，在4个多的基本相同及成桥后桥面线形得以恢复至目标值，

8、计算了新吊杆的预张拉力及成桥后新吊杆力。月的时间内完成了全部吊杆更换施工，加固施工后5．2．1原吊杆初始索力计算桥梁运营状况良好，大桥线形、内力达到预期目标(1)根据一期恒载及二期恒载(原桥面铺装)计值，方案可行。算出初始状态下原吊杆索力作为临时吊杆张拉控制力的依据，本文仅列出该桥中拱初始