PC斜拉桥辅助墩拉力摆断裂后的结构体系恢复

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1、PC斜拉桥辅助墩拉力摆断裂后的结构体系恢复李宏江，吕建鸣，陈云海，蒋含莞，左新黛71PC斜拉桥辅助墩拉力摆断裂后的结构体系恢复李宏江，吕建鸣，陈云海。蒋含莞。左新黛(交通运输部公路科学研究院，北京100088)摘要：天津永和大桥为5孔一联、主跨260m的双塔双索面PC斜拉桥，南、北辅助墩同时设置盆式橡胶压力支座和拉力摆支座。由于钢丝锈蚀和长期超载运营，拉力摆发生断裂，结构体系发生变化，进而引起南边跨合龙段下缘混凝土压溃、半数主梁预制节段接缝开裂、索力均匀性较差、主跨下挠、塔顶偏位的次生病害，采用更换拉力摆、加固边跨合龙段、调整斜拉索索力、补强主

2、梁预制节段接缝等措施对结构体系进行恢复。施工监测结果表明桥跨结构的受力体系得以恢复。在最不利荷载组合下，新拉力摆具有足够的安全储备，主梁线形和塔顶偏位得到全面改善，斜拉索的索力安全系数满足现行规范的要求。关键词：斜拉桥；拉力摆支座；断裂；维修加固；恢复中图分类号：U448．27；U445．71文献标志码：A文章编号：1671—7767(2011)01—0071一O41引言式橡胶压力支座和拉力摆支座，即支反力向上时由中国是世界上拥有PC斜拉桥数量最多的国家压力支座承担，支反力向下时由拉力摆承担。每侧之一l1]。然而，由于复杂的运营环境及“重建轻养

3、”辅助墩的上、下游各设1根拉力摆，单根拉力摆是由观念的存在，相当数量的PC斜拉桥在使用1O年左139根5mm高强钢丝组成的短索，上端与主梁通右就进行了换索或索力调整。另外，随着运营时间过半球铰连接，下锚固端为由钢板拼接而成的铰接的累积，一些PC斜拉桥的结构状态偏离原设计过构造。拉力摆构造示意如图2所示。多，造成主梁混凝土开裂或严重下挠，混凝土桥塔有张拉端锚具时也会伴有开裂现象，造成桥梁的整体使用功能退加外螺纹热挤高密度聚乙烯护1lOmmX6mm、主梁化，有些病害甚至最终发展成结构安全隐患口]。因此，既有PC斜拉桥的维修加固技术已成为工程界压力支

4、座的难点和热点问题之一l3]。本文结合天津永和大桥辅助墩摆墩身索预留孔辅助墩拉力摆断裂后的维修加固工程，对桥跨结构固定端锚具加外螺纹体系恢复的关键技术进行介绍。承台预埋螺栓2工程概况天津永和大桥为5孔一联、主孑L跨径260In、双图2拉力摆构造示意塔双索面、塔墩固结、连续呈漂浮体系的PC斜拉桥(见图1)。3病害及其形成机制大桥于1987年12月建成通车，2006年曾进行该桥主梁为典型的P-K断面，全桥拉索呈扇形过一次规模较大的维修加固L4]，主要内容包括主跨布置，共44对。南、北辅助墩(P1、P4)同时设置盆合龙段的置换并加固、主梁线形调整_5

5、]、桥面铺装翻#兰汉沽(新、换索及新索索力调整l6]。2008年该桥南侧辅助墩拉力摆发生断裂(见图3)，仅恒载作用时盆式橡胶压力支座顶面与主梁底面之间的脱空距离达2．5cm，而当桥面作用有车辆活载时主梁梁体上、下浮单位：m动，实测浮动幅度约10cm，这表明结构受力体系已图1天津永和大桥总体布置经发生了转换。收稿日期：20lO一07—28基金项目：交通部西部交通建设科技项目(200731822340)作者简介：李宏江(1973一)，男，副研究员，1997年毕业于河北工业大学交通土建工程专业，工学学士，2000年毕业于河北工业大学结构工程专业，工学

6、硕士，2003年毕业于东南大学道路与铁道工程专业，工学博士(E—mail：hj．1i@rioh．cn)。72世界桥梁2011年第1期态及拉力摆各部件的紧固，拉力摆安装后进行初张拉。桥面临时压重使主梁梁体与辅助墩压力支座密贴后，在南边跨合龙段的风嘴位置施加临时支撑，然后继续增加临时压重，使南边跨合龙段上、下位置得以相对固定，以保证混凝土修复时免受温度等外界环境所带来的扰动。因病害程度不同，南、北边跨合龙段采用了不同图3辅助墩拉力摆断裂的加固方式。对于南边跨合龙段，先采用环氧混凝伴随拉力摆的断裂，结构也产生了一些次生病土和环氧砂浆对原结构压溃破损部

7、位的混凝土进行害。南边跨合龙段下缘混凝土压溃，而北边跨合龙修复，并在底板和斜腹板上沿纵向粘贴厚10mm的段病害较轻，未发生类似严重的病害；全桥78条主钢板，然后采用扩大截面法对边跨合龙段直腹板增梁预制节段接缝近半数发生开裂，主跨尤为明显，开厚54cm，以对其附近梁段进行截面补偿，最后在后裂宽度为0．6～2．0mII1；与2006年维修加固后的加混凝土内布设无粘结体外预应力，局部加强边跨技术状态相比，全桥索力分布均匀性较差，其中南合龙段附近梁段。对于北边跨合龙段，仅在底板和C2索的索力增量超过15；主跨下挠明显，跨中达斜腹板进行粘钢补强，目的是恢

8、复其承载力。12．7tin；南塔塔顶向河侧倾斜4．7cm，北塔塔顶向4．2索力调整河侧倾斜4．1cm。4．2．1调索目标计算分析表明，辅助墩拉力摆的断