测力可调支座在改善桥梁受力状态中的应用

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1、52桥梁结构城市道桥与防洪2012年10月第10期测力可调支座在改善桥梁受力状态中的应用付炳峰，闰保华，潘可明3(1．北京地铁建设管理有限公司，北京市100027；2．北京公路联络线有限公司，北京市100161；3．北京市市政工程设计研究总院，北京市100082)摘要：某桥异形板区域单点支承的异形板结构，由于受各种综合因素影响，桥梁基础产生不同程度的沉降，从而对异形板整体受力状态产生影响，造成中横梁抗剪能力不足。对该横梁受力进行分析，为改善其受力状态，提高加固措施(或材料)的利用效率，运用主动加固的理念，创造性地采用“测力可调支座”结

2、合钢盖梁支顶(叮r形钢盖梁支顶)，较好地解决了异形板桥梁加固的难题。关键词：桥梁；异形板；中横梁；受力分析；主动加固；测力可调支座中图分类号：U445．7+2文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)10—0052—05桥面1概述某桥异形板区域为整体现浇异形板结构，南北向长约35．6m，东西向宽约65m，中部为南北向沉降缝，将其分为对称的东西两块。桥梁上部为现浇预应力混凝土异形连续板，结构高度0．76m，下部为与其整体现浇的中横梁，高3．16m；桥梁中墩(19—1轴东、西两处桥墩)为独柱1．5m×2m墩柱上接球形固定支座。

3、桥梁始建于1993年，由于各上种综合因素影响，桥梁基础产生不同程度的沉降，图219-1轴剖面图从而对异形板整体受力状态产生影响。中横梁是较为严重，经核算其抗剪能力不足，不满足设计要关键的受力构件，由于中支点横梁的抗剪能力不求。梁侧面支点附近大量的斜裂缝表明主拉应力过足，开裂较为严重，为防止基础进一步产生沉降，大，斜截面抗裂性差，原桥预应力钢束布置过于平提高中支点的抗剪能力，改善中横梁受力状态，须缓，斜截面抗件承载力不够，因此异形板桥中支点加对其进行加固。见图1、图2。劲梁斜截面加固补强是该桥加固设计的核心问题。2．2加固理念基于以上因

4、素，设计加固思路突出主动加固理念，提高加劲梁的抗剪能力，提出切实可行的“钢弹簧支顶”订形盖梁上设置测力可调支座支顶的方案。其原理是通过对耵形钢盖梁的支顶变形，产生附加力来改善被加固结构：加劲梁、板的受力条件。采用midas—civil有限元程序计算，结合工程实际情况进行模拟分析(见图3)。计算荷载工况：工况l——恒载(自重+二期恒载)；工况2——恒载+现况沉降；工况3——恒载+现况沉降+3000kN蔷窒召凝土鬈曩混凝t异需雯程凝士顶力；工况4一恒载+现况沉降+3000kN顶力+图1异形板区域平面圈汽车活载。2横梁受力分析及加固方案2．

5、1横梁受力状态中横梁是最关键的受力构件，目前混凝土开裂收稿日期：2012—06—06作者简介：付炳峰(1978一)，男，山东德州人，工程师，主要图3桥梁异形板计算模型从事城市轨道交通工程施工及建设管理工作。2012年10月第1O期城市道桥与防洪桥梁结构53异形板加劲梁抗剪承载力极限状态验算，在加N0DALSOLUTI~ANSySⅡEC10200810：04：09固前强度计算不满足要求，相差近10％。采用“钢弹簧”在支点两侧4．5m范围各支顶3000kN的向上顶力，考虑各项损失，使用阶段可以保留2500kN以上的预顶力，解决了抗剪承载力

6、不足的问题，同时预留了30％以上的安全储备。见图4、图5。图7竖向挠度计算云图3主要施工方法及要点在既有桥梁19—1轴东、西两处墩柱两侧各增图4新设“钢弹簧支顶”TT形盖梁立面(单位：cm)设钢结构立柱，墩柱与既有承台采用锚栓固定连接。钢结构墩柱支撑钢结构框架盖梁，框架盖梁上结构平面设置“测力可调盆式橡胶固定支座”对横梁进行支顶，通过框架盖梁的弹性变形，将支反力施加到原型盏粱l结构的横梁，达到设计顶力后，锁定固定支座，将-卜-¨四哥一}原桥的“单点支承”结构，转化为“三点支承”结构，型盏粱从而改善了横梁的受力条件。若后期桥梁使用过程中

7、，基础继续发生沉降，可对支座进行再次调7045045070试，改善横梁受力状态。lO403．1钢墩柱(盖梁)安装图5TT形盖梁与GM40既有墩平面(单位：cm)钢盖梁及墩柱采用Q345D钢板加工制作，所2．3钢盖梁受力分析有焊缝均为连续焊缝，对接和平接焊缝为I级，必对于横梁加固采用有限元计算程序ANSYS，须焊透。钢板内外表面采取防锈处理，喷砂除锈到结合工程实际情况进行模拟，计算模型及结果见Sa2．5级，内外表面喷涂防锈防腐漆。钢墩柱底部图6、图7。采用板单元，利用对称原理建立1／4模采用地脚锚栓锚固于既有承台顶面。钢墩柱安装型，约束

8、条件：墩底固结，对称面节点固定轴向位移和完成后，为满足支座安装要求，保证钢盖梁顶面与朝轴向的转角，在支座垫板范围施加竖向荷载1500中横梁底部预留50mm士1em高度。kN(每一支座支顶3000kN)。在此竖向荷载作用3