曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究王艳，陈淮，李杰，陈代海75结合彩虹桥的结构特点、现场条件及桥梁出现在横梁外伸端部增设边纵梁，再将横撑横向向外伸的主要问题，提出了6种加固方案，对6种方案进行长，在横撑外伸端与横梁端部之间外挂吊杆，通过张静力加固效果仿真分析，所得结论可为该桥的加固拉外挂吊杆，达到提高原非机动车道和人行道承载设计提供依据。能力的目的。新增边纵梁采用梁高280mmx8mrll的小钢箱，与中横梁端部截面同高。2加固方案(5)方案5：增大腹杆

2、截面方案。原桥主桁腹杆针对彩虹桥目前存在的主要问题，结合其特点，在活载作用下的应力比重较大，且主桁两端短腹杆提出以下几种加固改造方案：应力峰值较高，易发生疲劳破坏，考虑采用增大截面(1)方案1：简支变连续体系改造方案。为在一法口o]对其进行加固。具体实施时在方案4的基础定程度提高桥梁整体刚度、减小桥面跨中变形，考虑上，对62m跨径桥梁所有腹杆内均灌注混凝土、对采用简支变连续体系改造方案，即利用梁的连续作122m跨径桥梁主桁两端的3根短腹杆内灌注混用改变结构受力体系I5]，达到有效提高原结构承载凝土。能力E6,7]和桥跨结构整体

3、刚度的目的。具体实施时(6)方案6：纵向预应力加强方案。为了进一步通过在各墩顶接缝处增设2m长的刚性连接杆件降低桥梁整体变形，降低下弦应力水平，在方案5的连接相邻下弦杆，将原4跨简支曲弦桁梁桥连接成基础上增加桥梁下弦杆的纵向预应力初张力。624跨曲弦桁梁桥连续体系，刚性连接杆件截面采用m跨径桥梁预应力初张力拟提高20％，122m跨径原下弦杆截面。在原有支座位置仅需根据连续体系桥梁由于预应力初张力较小，拟提高5O％。的特点，将纵向支座变换为1个固定支座，其余为活完成上述相应改造后由于桥面损坏严重，需要动铰支座。改造施工工程量较小

4、，造价低。重新做桥面铺装，最后清理桥面，拆除横撑支架，开(2)方案2：增设跨中吊杆方案。为改善桥面板放交通。变形较大特别是横梁变形较大的问题，在横撑跨中悬吊若干吊杆，吊杆下端锚固于桥面下横梁上，通过3加固方案效果分析张拉吊索解决桥面变形较大的问题。具体实施时需3．1桥梁有限元模型建立先协调铁路运行时间，然后去除上下行分隔带横向为对比分析彩虹桥加固前后的静力力学性能，1rn宽的桥面铺装，露出下部横梁，采用焊接或抱箍采用有限元程序MIDAS分别建立62m和122m方式将吊杆锚固于横梁和顶部横撑上；为考虑施工跨径桥梁及各加固方案的空

5、间有限元模型(见图方便与安全，吊杆下端永久锚固于横梁，并在顶部横2)。上弦杆选用标准钢管混凝土组合截面，并用空撑上进行吊索张拉。吊杆可采用工厂生产的成品间梁单元模拟；下弦杆用2根共用节点的空间梁单束，初张力初设为200kN；在中央分隔带增设横向元分别模拟钢箱梁和内填砂浆，122rn跨径桥梁下宽度约0．5in的硬隔离带，以保护增设吊杆的安弦杆内设置的26根Omm拉筋，在模型中将其等全。该方案改造工程量较小，仅需掀开桥面锚固吊效为1根直径为153mm的粗钢筋，采用与下弦钢杆，同时上端张拉吊杆并锚固于横撑合适部位。梁和砂浆梁单元共节

6、点的梁单元模拟；横梁、腹杆、(3)方案3：横撑改造方案。桥梁现有空钢管桁横撑桁架杆件及加固方案中增设的边纵梁均采用空架式风撑锈蚀严重，为避免增设吊杆后横撑承载力间梁单元模拟；加固方案中增设的吊杆采用杆单元不足，考虑在方案2的基础上改造2片桁梁之间的模拟；桥面板采用板单元模拟，桥面板刚度不考虑预横撑，将其改为钢管混凝土构件。具体实施时在原制自立式空心板的抗弯刚度及沥青桥面铺装刚度，横撑位置将空钢管桁架横撑沿上弦杆根部切割，采仅考虑现浇桥面板的刚度，所以板厚取值仅计及现用焊接或抱箍方式设置~8OOram、壁厚2Omm的钢浇桥面板厚

7、度，而将预制空心板及沥青桥面铺装重管，钢管内填C4o混凝土。风撑改造在实施中需要量换算到现浇面板重量中。在其它杆件改造措施之后完成l_8]。为考察成桥运营20年后桥梁下弦预应力损失，(4)方案4：增设边纵梁和外吊杆方案。为将桥以62m跨径桥梁为例，对其进行施工阶段分析，结梁的非机动车道和人行道改为机动车道，需要考虑果表明：桥梁下弦每根纵向预应力平均损失约8．8提高横梁悬臂段桥面承载力。增设纵梁的改造方法kN，仅占原有初始预应力的1．79／6，损失极小，所以可以改善桥面受力]，因此考虑在方案3的基础上，在桥梁有限元模型中忽略不计

8、下弦预应力损失。桥学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究王艳，陈淮，李杰，陈代海77高，说明局部加强上、下弦杆端节点连接刚度仅可小(1)方案1通过设置刚性杆件连接4跨简支桥幅提高主桁整体竖向刚度。梁后，使