公路桥梁更换上部结构技术研究

《公路桥梁更换上部结构技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、公路桥梁更换上部结构技术研究【摘要】为研究公路桥梁工程更换上部结构技术问题，本文以某国道维修改造项目中一座工字梁-微弯板桥加固为例，阐述了根据桥梁结构的受力特点，分析桥梁病害成因并结合桥梁实际情况，采用更换上部结构的处治方案，并进行方案比选，对处治后的结构进行计算分析，验证实施效果。结果表明桥梁加固后取得了预期效果，提高了桥梁承载力，确保了桥梁的安全运营。【关键词】桥梁病害；成因分析；方案；桥梁加固1、引言工字梁-微弯板桥微弯板组合梁桥主梁构件可以装配，自重轻，便于吊装，微弯板设计时考虑板受力时有拱的特点钢筋较

2、少，这种结构形式的桥梁因有以上众多优点，在我省众多国省干线公路中大量采用。但随着交通量的增加，这种与微弯板相结合类型的桥梁，承载力低耐久性较差的弱点逐渐显现，在正常使用状态下，逐渐出现了大量难于维修的病害，本文以某国道主干线2x16m工字梁-微弯板桥为例，对改造维修项目中此类桥梁维修处治进行了有益的探讨。2、工程概况国道主干线某桥，上部结构为简支钢筋混凝土微弯板工字梁，跨径布置为2x16m，桥面宽度为0.5+12+0.5=13m，共8片主梁，主梁梁高100cm，主梁间距为160cm，全桥长为46.54m。下部采

3、用柱式墩，U型桥台，钻孔灌注桩基础。如图1所示。设计荷载为汽-20级，该桥于1991年建成通车。3、病害成因分析3.1病害状况根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》及《公路桥梁技术状态评定标准》[2][3],对该桥进行全面细致的检查，按综合评定法该桥被评为四类桥，主要病害如下：全桥工字梁下肋板底横向受力裂缝发展较为严重，多数裂缝贯通于肋板底，有部分延伸至肋板侧面，裂缝长度为0.25〜0.30m，宽度0.14mm〜0.25mm，平均间距0.18〜0.25m；微弯板出现不规则裂缝；微弯板与肋板连接处渗水泛碱严重。桥梁

4、挠度校验系数最大为1.26,表明梁体的抗弯刚度明显减弱，该桥承载能力己不满足原设计要求。图1工字梁横向裂缝图2微弯板不规则裂缝3.2病害成因微弯板跨中厚度较薄，且配筋较少，此类结构整体性较差，当与工字梁连接不牢固时，将改变微弯板的受力模式，进而导致微弯板的严重开裂[4];工字梁与微弯板组合截面共同抵抗汽车荷载作用，当微弯板与工字梁连接削弱时，将加大工字梁的分担荷载的比例，进而导致裂缝超限[5]。4、维修处治方案4.1方案论述根据病害成因分析，结合施工、交通和运输条件、施工期间的保通问题、施工的难易程度、技术经济

5、的合理性，从满足现有交通量入手，兼顾结构受力状况，考虑混凝土工字梁-微弯板桥梁由工字梁、中跨微弯板、悬臂微弯板拼装组合而成，工字梁与微弯板结合面薄弱，整体性差，无论采取何种加固措施，无法从根本上弥补其受力缺点。最终采用更换上部、利用下部的处理方案。该桥桥面宽度：净llm+2><0.5m=12m，全桥长为46.54m，下部采用柱式壞，U型桥台，钻孔灌注桩基础。上部拆除后对原1号桥墩盖梁进行加固[6][7][8]。因该桥属于某国道整体改造项目，其余拆除新建桥梁均采用16m预应力混凝土箱梁设计，因此，更换上部比选2x

6、16m箱梁与2x16m空心板。新建桥梁为公路一I级标准，上部结构采用16m预应力混凝土箱和16m预应力混凝土空心板部颁通用图，重点验算下部结构。根据桥梁处治方案，采用空间有限元软件MIDAS对结构进行计算[6][9]。4.2方案一计算分析方案一：拆除原桥上部结构，更换满足公路-I荷载等级的16m简支箱梁。旧桥下部结构使用状况良好，按无损结构进行分析。桥台采用U型台，承载了较大，且桥台结构主要承受土压力，加固后重量增加有限，定性就可判断满足主梁换梁后的受力要求；桥墩墩柱配筋率为0.67%,承载力富裕，仅不满足现行

7、抗震构造性要求，但既有桥改造工程，没有特殊要求，般以达到原有设计为目标，可在盖梁上设置抗震锚栓防止落梁[10][11];对于压实未受破坏的旧桥基础，其地基承载力可提高1.5倍，本桥重量增加有限，地基承载力也可满足要求[12]。盖梁为梁跨受弯结构，更换箱梁后，结构自重增加，汽车荷载变为公路-I荷载，且上部结构在盖梁上的作用点发生变化，重点计算。横断面图如图3所示，盖梁承载力验算如表1所示.3盖梁横断面表1盖梁承载力验算[6][9]由验算可知，盖梁只有负弯矩承载力勉强满足，正弯矩承载力和斜截面抗剪承载力均不满足要求

8、，斜截面抗剪承载力缺欠较大，须大幅度增加结构尺寸或增加配箍率来实现，受墩柱和桩基结构尺寸限制，增加结构尺寸空间不大，只能采用增加配箍率来实现。总预算为121.7万元。4.3方案二计算分析方案二：拆除原桥上部结构，更换满足公路-I荷载等级的16m简支空心板。桥壞基础分析和方案一相同。盖梁为梁跨受弯结构，更换空心板后，结构自重有所增加，汽车荷载变为公路-I荷载，且上部结构在盖梁上的作用点发