相关佛山澜石二桥加固设计

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1、佛山澜石二桥加固设计单成林(华南理工大学交通学院广州市510640)摘要：介绍在工期短、交通流量大的情况下，对大跨径刚架拱桥上部结构的整体性及拱片各部位进行加固，并对病害成因进行了分析。关键词：桥梁工程；刚架拱桥；加固方法1概况及病害佛山澜石二桥为１９８９年6月建成的广东省内大跨径刚架拱桥，该桥由7跨刚架拱组成：2×45m＋70m＋85m＋70m＋2×45m，桥全长461.4m，桥宽为净9＋2×1.5m，桥面板采用肋腋板。设计荷载为汽车－20级、挂车一100级、人群3.5KN/㎡，桥面纵坡3％，横坡1.5％。该桥加固前的主要病害为：1.1拱片病害全桥各跨拱片的外弦杆、内

2、弦杆及实腹段出现大量裂缝，，缝宽0.1㎜～0.2㎜，裂缝间距大多在10㎝～35㎝，正弯矩区裂缝由下至上延伸，负弯矩区裂缝由上至下延伸，有的裂缝己横向贯通，其裂缝方向随着裂缝位置向节点靠近，由竖向逐渐变为斜向，且裂缝随距拱顶距离的增加而向拱脚的倾斜度也同时增大。各跨的大、小节点处裂缝较多。1.2横向联系病害全桥各跨大部分橫系梁中部底面均出现由下而上的竖向裂缝，最大裂缝宽度达1.3㎜，当橫系梁为挖空结构时，其裂缝较实心结构严重。另外横梁在与拱片连接处，拱片出现八字形裂缝，部分拱片在该部位处的砼崩落，局部钢筋出现外露与锈蚀现象，接头焊接钢板普遍锈蚀严重。桥梁整体性受损。1.3

3、全桥肋腋板底面普遍出现纵桥向裂缝，其中大节点附近的肋腋板破损最为严重，其裂缝总体发展趋势为纵桥向，个别裂缝处有明显的漏水现象。1.4该桥桥面破损严重，负弯矩区横向裂缝分布密集，宽度超过2㎜，间距20㎝～30㎝，在距人行道缘石3.5m处，纵向裂缝宽达5㎜并贯穿全桥，说明边拱片的整体性严重受损。龟裂、网裂、露骨等病害普遍存在。2病害原因澜石二桥为多跨刚架拱桥，它是一种轻型拱桥，尺寸小、配筋少，承载潜力较小，在当时的荷载等级及交通量情况下，设计能满足要求，经过多年使用后，由于社会经济的发展，荷载等级和交通量都成倍地增加，再加上有些构件施工不符合设计要求，双向支承的肋腋板大多变

4、成只支承在拱片上的单向板，而实际过桥车辆重量已超过设计荷载等级两倍以上，使得单片拱肋常处于超负荷工作状态，横隔板开裂受损严重的，许多肋腋板多处开裂，特别是跨中横隔板有些已经下坠，桥梁的整体性减弱，刚度降低，振动加大。由于该桥采用柔性墩，连拱影响较大，使得桥梁的整体性及刚度进一步降低，加剧了各杆件控制截面裂缝的开展和增大。在现行使用荷载下如果不进行加固处理，横隔板不断受损，荷载横向分布进一步减弱，主拱片的病害将加剧发展，桥梁正常的安全使用会受到较大威胁。3加固设计考虑到该桥的病害特点及成因，加固重点对象是拱片的各横隔板，其次是拱片各病害部位及桥面系。加固前对45m跨、70

5、m跨和85m跨刚架拱分别进行了有限元计算分析，，横向分布分别采用了偏心受压法、杠杆原理法、弹性支撑连续梁法进行计算对比，，根据实际情况取适当控制截面内力，作为拱片弦杆大、小节点及跨中实腹段的加固依据。对本次加固的重要构件横隔板，采用空间有限元软件进行空间计算分析，得出横隔板最大设计内力，以此作为加固依据。3.1横隔板加固原砼横隔板仍保留，并在底面贴一层碳纤维条，但不考虑其作用，只作为安全储备。考虑到当时的施工条件的，不宜采用砼加固，较为稳妥的加固措施是在砼横隔板两侧，增设两片型钢桁架的钢结构横向联图1采用钢桁架加固弦杆及实腹段的横隔板系将原砼横隔板夹住，并通过焊接、锚栓

6、、粘贴钢板等措施使新、旧横向联系结合为一整体受力，钢桁架与拱片的连接是通过拱片上新增锚固的钢板箍焊接而成的，见图1。根据横隔板设计内力，对钢结构横向联系构件的尺寸设计以及各焊接和粘贴部分进行了详细的验算。一般的横隔板均按此加固，但对大节点处的钢桁架联系进行了特别加强。3.2大、小节点加固按计算需要，在大小节点负弯矩区的两侧，粘贴多条厚8㎜的钢板，，在横隔板处，所粘贴钢板与横隔板加固的钢板相焊接，保持节点加固钢板在负弯矩区的连续性。这些钢板主要是增强节点处的抗裂性，对抵抗负弯矩作用不大，见图2。负弯矩区的加固主要从桥面现浇层中进行。图2刚架拱片加固3.3拱片弦杆及实腹段加

7、固弦杆及实腹段下缘受拉区采用粘贴碳纤维条加固，首先分别对三种跨径的拱片各控制截面，按其原尺寸及配筋，计算承载能力，在此基础上增加适当的百分比，按新的承载能力计算所需粘贴的碳纤维条的范围及层数。此项措施是增强拱片抵抗正弯矩的能力。其它侧面裂缝采用灌缝或表面封闭处理，见图2。3.4桥面及桥面板加固桥面加固主要是更换砼铺装层，加强铺装层内钢筋网的设置，将铺装层加厚2㎝，同时也加强大、小节点处负弯矩区的纵向钢筋设置，从而使刚架拱的组合断面承载能力有所提高，改善大、小节点的受力，也加强了桥面的整体性。对肋腋板底面裂缝较多的板块，采用粘贴碳纤维布，，