大宁河大桥维修加固研究

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1、大宁河大桥维修加固研究贺鹏周志祥赵灿晖(重庆交通学院桥梁及结构工程系400074)摘要：介绍一朋主跨跨径110米的变截而悬链线双Illi拱桥的加固设计，探讨了通过改变拱上建筑结构体系利局部加大主拱圈截面相结合的方法加固危IH双曲拱桥。该方法受力明确、施工简单、费用低、效果显著。关键词：双Illi拱桥加固维修双曲拱桥是我国20世纪60〜70年代建设最多的一种拱桥形式,当时设计荷载标准偏低、用钢量少且其结构形式本身存在一定的缺陷。随着社会的发展，交通量和车辆载重的增加，桥梁长期处于超载和大交通量条件下运

2、行，至今大部分双曲拱桥都岀现不同程度的病害，其屮许多已成为危桥，急待维修加固。目前双Illi拱桥的加固方法较多，各种方法都有白己的适用范围及特点，木文针对巫溪县大宁河大桥的具体情况，探索了一种将改变拱上建筑结构体系和局部加大主拱圈截面相结合的双曲拱桥加固方法。该加固方法已成功地运用于该桥的维修加固中，并取得良好的效果，现简要介绍如下，供同类桥梁的维修加固参考。一、大宁河大桥现状调查及受力分析1.1工程概况人宁河人桥是巫溪县城内的一朋公路桥梁，1973年建成通车，至今已使用近3()年。该桥为主跨110

3、米变截面悬链线无饺双曲拱桥，全桥长132.54米，矢跨比1/8,设计拱轴系数为4.328,桥面净宽为净7+0.75X2m,桥面纵坡为平坡。主拱圈由六肋(拱顶截面45cmX130cm,拱脚截面45cmX190cm)五波加两悬半波组成。两端空腹部分各由净跨6米、矢跨比1/6的五个圆弧拱组成，腹拱圈也为双Illi拱，由六波加两半悬波组成，无腹拱肋。原设计荷载为汽・13、拖・6()。该桥造型美观，与桥位地形配合较好。图1・2桥梁现场病害调查大宁河大桥1973年竣工通车，至今已有三十年。由于原桥设计荷载偏低，

4、而现有交通量及车辆载重已远超过原设计标准，导致该桥一定程度的病害。经过检杏，主要病害情况如F：1、主拱圈拱波普遍发现纵向裂缝，最长约15m,沿裂缝有明显的渗水痕迹，结合拱背对应位置的裂缝可判断该裂缝已贯通；2、腹拱圈开裂现象严重，多数纵向裂缝已贯通整个腹拱，且裂缝较宽，最人达2毫米,此外部分腹拱跨屮截面出现了横向裂缝，其中巫溪岸第二腹拱横向裂缝已棊本贯通整个腹拱，宽度达3mm以上，个别腹拱波已开始掉渣，出现破坏预兆；3、拱肋横隔板出现不同程度的竖向裂缝，裂缝最人延伸高度约70cm,宽度0.6mm；4

5、、主拱圈出现界常变形，根据现场实测数据表明，主拱圈跨中部分下塌，呈M型变形,拱顶最人下挠达14cm,由于原设计拱轴系数较小，使得目前拱顶段呈水平状；5、桥面及栏杆破损严重，桥面平整性差，汽车通过有明显的振动感。该桥主拱肋为整体现浇，调查表明主拱肋总体情况较好，无明显裂缝，但有局部破损,破损处钢筋外露，锈蚀较严重。由以上调查结果可知该桥的主要病害体现在拱波顶部纵向开裂，削弱了各拱肋间的整体受力性能；主拱圈跨中区段部分刚度低；腹拱结构破损严重，而作为拱桥承重结构的主拱肋基木处于正常状态，若能采取适当措施

6、进行加同处理，则主拱圈仍具冇相当的承载能力。1.3旧桥内力计算及分析为探讨安全、经济、切实可行的加固方案，我们首先対旧桥的受力情况进行计算机模拟分析。计算按无钱拱进行，因拱上建筑破损严重，原有拱上建筑的联合作用已大人削弱，计算中未考虑其联合作用对结构受力的影响。另外，由于主拱圈整体变形较大，用原有拱轴系数计算的拱轴线已难以准确的描述木桥的冃前状况，故计算中按实测拱轴线进行计算。期外混凝十的强度以及弹性模最采用现场实际测定值。木桥计算采用桥梁专用有限元软件按平面杆系进行计算，-其结果见表・1和表・2。

7、鉴于冃前本桥的交通状况，当地交通局提出按汽・15级并且不考虑挂车荷载进行设计计算，故设计荷载只考虑以下两种荷载匸况组合：荷载工况一：恒载；荷载工况二：恒载+汽-15+人群。计算中材料参数按《公桥规》（JTJ023-85）规定取值，容许应力按《原桥规》（1974年桥规）取值，具休为：主拱圈截面上缘C25混凝土[oJ=9.（）Mpa、2wi]=0.8Mpa主拱圈截而卜•缘C30混凝土[oa]=10.5Mpa>[owI]=0.9Mpa（当用于I口桥时容许应力可提高10%）旧桥主拱圈最人应力表（单位：Mp）

8、表・1荷载工况项丨丨数值位置恒载最大Hv应力上缘10.4拱脚下缘14.12#与3#横墙中间最大拉应力—怛载+汽・15+人群最大压应力上缘13.4拱脚下缘16.52#与3#横墙中间最人拉应力-1.5拱脚荷载工况项目位骨0L/4L/23L/4L恒载上缘压应力10.488.57.29.2下缘压应丿J2.47.98.18.24.2拉应力恒载+汽・15+人群上缘压应力11.41010.89.712.2卜缘压应力610.99.611.37.8拉应力-1.5————由表的计算结果可