英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工.pdf

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1、７８世界桥梁２０１６年第４４卷第３期（总第１８１期）英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工编译李猛（武汉桥梁建筑工程监理有限公司，湖北武汉４３００３４）摘要：福斯公路桥跨越苏格兰福斯湾，主桥为（４０８＋１００６＋４０８）m三跨钢桁加劲梁悬索桥。引桥采用钢箱边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合梁，边纵梁外侧设置人行道挑梁。桥墩为钢筋混凝土门式墩，墩高１１～４０m。墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座。检查发现支座锈蚀严重，部分支座已经扭曲变形；多个桥墩墩顶混凝土出现分层现象，支座下方区域有成片的混凝土剥落，必须对引桥上支座进行更换。支座更换方案为原摇轴支

2、座继续更换为摇轴支座，将滚轴支座更换为滑动支座。在更换的过程中将桥墩加固加宽，构成支撑牛腿对结构进行加固；在箱梁腹板增加传递千斤顶推力的纵向加劲肋对箱梁进行体外加劲；在起顶系统内增加橡胶垫块使千斤顶上荷载均匀分布等措施，提高了支座更换施工的可行性。对桥墩、桥塔、桥台采取阴极保护，延长了结构使用寿命。关键词：悬索桥；引桥；支座更换；滚轴支座；摇轴支座；支撑牛腿；纵向加劲肋；橡胶垫块；阴极保护中图分类号：U４４８．２５；U４４５．７１文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６７（２０１６）０３－００７８－０５1引言英国福斯公路桥（ForthRoadBr

3、idge）跨越福斯湾，于１９６４年建成通车。该桥主桥为３跨钢桁加劲梁悬索桥，跨径组成为（４０８＋１００６＋４０８）m，主桥两端连接有多跨高架引桥（见图１）。引桥采用钢箱图2引桥主梁断面边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合箱边纵梁。滚轴支座处桥梁可水平移动，摇轴支座梁，边纵梁外侧设置人行道挑梁。引桥桥面宽３６处主梁可竖向移动。引桥支座布置示意如图３所示。m，布置双向４车道。引桥主梁断面如图２所示。２００１年３月２１日福斯公路桥被列为苏格兰A类特殊建筑，并作为历史建筑加以保护。图3引桥支座布置示意桥梁检测及位移监测发现，既有的滚轴支座（见图４）

4、移动量很小，有的几乎没有移动，锈蚀程度不等。北引桥上的惟一１个滚轴支座安装在北桥塔图1英国福斯公路桥处，其滚轴已经到达移动范围的极限。根据BS５４００‐９‐１：１９８３及BSEN１３３７‐４规范对引桥结构所2引桥支座病害情况做的评估表明：既有滚轴支座不能满足目前桥梁线该桥引桥桥墩采用钢筋混凝土门式墩，桥墩高形要求，所承受应力远远超过规范的规定值。１１～４０m，墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座支承钢摇轴支座上也发现了锈蚀，但是总体情况略好收稿日期：２０１５－１１－２４编译者简介：李猛（１９６７－），男，工程师，２００２年毕业于解放军信息工程大学计算机应

5、用技术专业，工学学士（E‐mail：mlf１８９７＠１８９．cn）。英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工李猛７９以避免脆性材料带来的隐患。为了减小支座更换对原有结构的影响，将支座的底面做成滑动面，使偏心距尽可能出现在桥墩上，箱梁处于对称支撑状态。为了防止灰尘进入滑动面，支座上需要安装防尘罩。对于摇轴支座，也采用相同的方法进行更换。图4滚轴支座4钢箱梁与桥墩评估于滚轴支座。对摇轴支座所做的结构评估结果表为了更换支座，必须预先调整上部结构，以便为明：既有摇轴支座的状况满足BSEN１３３７‐６：２００４支座更换留出施工空间。为此对箱梁和混凝土下部规范的要

6、求。结构进行了评估，确定相关构件的承载能力。墩顶附近的外观检查中，发现多个桥墩墩顶混4．1钢箱梁凝土和垫石存在混凝土剥落等病害。通过碳化深度根据BS５４００与BD５６／１０对钢箱梁进行评估，及氯离子含量测试，发现多数桥墩氯离子含量高，有评估结果表明：箱梁结构承受的应力过大，要特别注病害进一步加剧的趋势。对照规范进行评估后，决意结构的抗剪能力及剪力～弯矩共同作用；加劲肋定更换所有的支座，为提高耐久性，提出安装阴极保变形（防止扭转屈曲）情况不满足要求；支座卡住不护系统的建议。但是，原桥结构上不具备更换支座动，钢箱梁内出现额外的轴向应力，尽管数值很小，

7、的条件，有必要研究通过对原桥结构的局部维修及但是累加起来会使箱梁过度受拉。加固，确保支座更换施工能够顺利进行。为了进一步了解钢箱梁实际状况，根据Euro‐code３对钢箱梁重新进行评估。评估未出现剪力与3支座更换方案比选剪力～弯矩共同作用引起的过度受拉问题，但是加既有滚轴支座和摇轴支座可以更换为几种不同劲肋的抗扭转屈曲仍然没有达到要求。钢箱梁的总类型的支座，其中比较可行的方案是将滚轴支座更体加固量减少，但是仍然需要加固。因为Eurocode换为盆式支座、滑动支座或者仍然采用滚轴支座。是基于现代材料的规范，因此有必要弄清楚材料未第一个被否定的方案为

8、双盆式支座方案，因为支座达到要求对桥梁结构的影响，尤其是钢材的耐久性。截面处上部结构缺少足够的空间安装一个刚性横虽然当年建造福斯公路桥所