一座刚架拱桥的病害分析及加固思路.pdf

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时间:2020-03-27

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1、一座刚架拱桥的病害分析及加固思路■朱平[摘要]本文以某刚架拱桥为例,分析了其主要病害形成一、工程概况钻孔桩基础(直径为1m,顺桥向间距为5.3m,横原因。在此基础上,提出了相应的加固思路,以期能给同刚架拱桥全长68m,主跨为40m,矢跨比1/10,桥向间距2.625m),承台厚2.0m。台后设置摩阻箱类桥梁加固设计时提供一些参考。净矢高4.0m。桥梁上部结构:桥宽27m,断面布置(桥型如图1所示)。为:4.5m(人行道)+18m(车行道)+4.5m(人行根据《检测报告》,该桥已存在严重病害,结构[关键词]刚架拱桥病害加固道)。横桥向中心沿桥梁纵轴线设置沉降缝。桥梁下处于不合格状态,已不能满足

2、正常的运营状态要求,部结构:1#桥台为浅基础,承台厚1.0m;2#桥台为需进行大修加固处理。图1桥型总体示意图二、主要病害载的作用力,改变了结构的受力分布状态,引起局上端窄下端宽,很明显是受拉所致。其原因大多是1.桥面系裂缝部受力集中,使桥梁构件受损(特别是微弯板在荷恒载和活载长期反复交替作用而断面配筋不足造成(1)典型裂缝载直接作用很容易开裂破坏)。混凝土内拉应力值较大,超出其极限抗拉强度,导《检测报告》检测:微弯板与刚架拱片的主梁②由于桥面不平整放大了车辆活载对桥梁结构致开裂。及次梁的接缝开裂严重;悬臂板和刚架拱片接缝开的冲击作用,加速对桥梁构件的损伤破坏。产生(4)、(5)这些裂缝和混

3、凝土剥落、露筋裂;微弯板之间连接裂缝(破坏较为严重的部位集因此对桥梁病害进行处治时,翻新桥面铺装层锈蚀现象,尚与环境侵蚀和施工质量有关。中于桥梁伸缩缝处)。和更换桥梁伸缩缝是必不可少的措施。刚架拱片是该桥的主要受力构件,裂缝产生如上述三种裂缝在一般的刚架拱桥中均有不同程2.横隔板裂缝此严重的主要原因之一,是由于台座位移(主要是度的存在。其主要原因是由于结构构造所引起的。《检测报告》检测:“横隔板也发现有少量裂缝,水平位移,包括不均匀沉降)。根据对该桥上下部进微弯板构造实质上属于变厚度的板,其承载能力决横隔板和刚架拱片的节点处混凝土脱落,露出钢板行的详细的计算结果表明,刚架拱对桥台水平位移定于

4、微弯板与拱片的连接刚度,当连接刚度很大时,且锈蚀。”值非常的敏感。若水平位移达10mm,桥梁上部结构微弯板的极限承载能力很高,因为由于板的拱作用原设计采用横隔板比横系梁刚度大,对受力有拱脚与跨中均不能满足规范要求。而原设计的摩阻存在。此时,在微弯板连接端的上缘必然产生开裂。利。但是,本桥设计由于桥面较宽,横桥向又设置箱并不能平衡恒活载的水平推力,因而实际营运时如果按开裂设计,则板的允许承载能力就比较低,沉降缝,横向刚度较差。横隔板裂缝主要是微弯板出现上述各种病害。可能相差5~8倍。因为设计微弯板配筋率较低,所的侧向水平推动作用使横隔梁受拉所致。刚架拱桥三、加固思路及主要原则以,几乎很难避免在

5、微弯板与拱片连接处上缘产生在长期活载作用下横隔梁的横向联接功能减弱,导此类刚架拱桥的固有缺点是:超载潜力小、整裂缝,此裂缝反射到桥面上即产生桥面系裂缝。悬致桥梁横向整体刚度的降低,引起横隔梁内拉应力体刚度弱、动力效应影响大、微弯板局部强度弱和臂板和刚架拱片接缝开裂是同样原因。超出允许值,也是造成病害的原因之一。因此,适刚架拱顶面负弯矩区强度不足。如果微弯板之间连接欠佳,在车辆的动力效应当地加固横隔梁,对增强桥梁横向刚度是很有利的。在本桥设计中一个严重缺陷是对基础水平位移下,连接缝反射到桥面上,致使形成类似微弯板纵、3.拱片裂缝影响考虑不够,而且本桥设计刚架拱的矢跨比又比横接缝轮廓的桥面网状裂

6、缝。破坏较为严重的部位《检测报告》检测:较小。由于基础为组合式桥台,原设计中水平分力集中于桥梁伸缩缝处,这有2个方面的因素:原来(1)“刚架拱片上发现大量裂缝,主要集中在需台后土压力来平衡,而新填土要达到此种要求,桥梁伸缩缝的设计欠缺合理性,不能很好地适用车空腹段中腹孔的次梁和实腹段的主梁上,以及主拱施工上是相当困难的,所以计算中基础水平位移的辆荷载的作用特性,同时施工安装质量欠缺容易在腿的主支点附近。”取值应该是重点考虑因素。应该认识到拱脚开裂是伸缩缝两侧产生混凝土的破损;桥面的检查维修不(2)“拱片的主拱腿和次拱腿的拱脚均有发生本桥的最大病害,检测开裂程度在规范上已属破坏。及时,在桥面出

7、现小面积的破损时养护措施没有及位移,支座处混凝土有挤裂现象。”分析开裂的主要原因,再确定加固方法即是加固的时跟进,导致破损的范围不断扩大,最终由点及面(3)“刚架拱桥的跨中拱片节点处混凝土开裂主要思路。形成破损带,严重影响行车质量和桥梁的结构整体散失,钢板严重锈蚀。”加固设计的主要原则:性能。这些都是刚架拱桥典型裂缝,常见的现象。(4)“刚架拱片表面混凝土脱落的情况比较严(1)从整体结构上考虑加固,再考虑局部

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