下承式预应力桁架拱桥加固改造研究.pdf

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1、建材世界2013年第34卷第3期下承式预应力桁架拱桥加固改造研究刘洋，王楠(中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，武汉430040)摘要：以某大桥为工程实例，阐述了下承式预应力桁架拱桥的常见病害及产生原因，运用结构计算软件，优选拱肋、斜撑、系粱等构件的加固方法，结果表明：采用粘贴型钢加固拱肋、斜撑，粘贴碳纤维布加固系梁能有效的提高大桥的刚度和承载能力。关键词：桁架拱桥；预应力；加固改造Re跎arch帆theReinforc吼烈ltand琢煳璐tr眦ti眦ofThrougllPre-stressed

2、Tr吣sArchBridge．LJU％咒g，肌NGNn咒(1．CCCCWuHaJlHarbourEngir雠ringDesignandResearchC0，Ltd，WullaJl430040，Chim)Abstn屺t：Thispapertakesabridgeasanengineeringe)(ample，expoundsthecommondiseaSesofthmughpre-stressedtmssarchbridgeandtheircauses．Itusesstructurecalcula

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4、eKeywords：trussarchbridge；pre-stressed；reidorcementand砌nstruction桁架拱桥是继双曲拱桥之后发展起来的一种拱式结构，它具有外形美观、造价低廉、施工简便、节省材料等优点，我国在上世纪六七十年代修建了大量的桁架拱桥。随着我国国民经济和交通运输业的迅猛发展，交通量与载重量不断增加，加上当时设计与施工经验的先天缺陷，营运多年的桁架拱桥出现了不同程度的病害，从而衍生出了对桁架拱桥加固方法的讨论。1桁架拱桥加固改造的研究现状从目前国内外对桁架拱桥

5、加固改造的文献来看，桁架拱桥的病害主要集中在上部结构，即主拱圈、下弦杆、腹杆、系梁等，其主要加固方法有3种：1)凿除原杆件钢筋混凝土保护层，浇筑钢筋混凝土补强截面，新旧截面依靠钢筋和混凝土紧密连接[1。21；2)粘贴钢板或碳纤维布进行加固补强[33；3)预制好补强杆件，再用电焊焊接钢板与原杆件相连，形成一个整体，共同受力[4-5

6、。上述桁架拱桥的加固改造，均是针对上承式或中承式桁架拱桥病害特点提出的加固方法，而下承式桁架拱桥的加固改造却未见报道，该文结合某大桥的工程实例，对下承式桁架拱桥的加固改

7、造进行了论述，以期起到抛砖引玉的作用。2下承式桁架拱桥病害类型及原因分析下承式预应力混凝土桁架拱桥是一种无推力的拱式组合体系桥(图1)，为外部静定、内部超静定结构，收稿日期：2013一04—17．作者简介：刘洋(1986一)，硕士生．E-mail：278854603@qq．com74建材世界2013年第34卷第3期有混凝土桁架梁的特点，又兼有系杆拱的优点。这种桥型由拱肋、系梁、横梁、横撑、竖杆、斜撑、行车道梁、桥面系和墩台基础等组成。当桥面高程受到限制，地质条件不良，而桥下又要求保证较大的净空时

8、，下承式预应力混凝土桁架拱桥是不错的选择方案。图1F承式预应力桁架拱桥下承式预应力桁架拱桥的力学性能和材料指标优于同等设计条件的单一结构体系，其特点是将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道板组合起来共同承受荷载，充分发挥组合结构中的各种构件的优点。下承式预应力桁架拱桥因其自身特有的结构特点，其上部结构主要构件常见病害及成因分析如下：1)拱肋拱轴线变形：拱肋出现裂缝，混凝土剥落，碳化严重，露筋或钢筋锈蚀，致使拱轴线变形。2)预应力系梁开裂：系梁产生裂缝，钢铰线锈蚀加剧预应力损失，致使负荷大于其

9、承载能力。3)横梁露筋或钢筋锈蚀：横梁端节点受力过大，产生裂缝，致使露筋或钢筋锈蚀。4)竖杆开裂：竖杆安装不当或者防护失效使钢铰线锈蚀或锚具作用发挥失常等导致竖杆开裂。5)斜撑露筋或钢筋锈蚀：斜撑受力不均而产生裂缝，致使露筋或钢筋锈蚀。在以上病害的综合作用下，会导致桥梁的承载能力降低和刚度下降。3工程实例3．1工程概况及病害某大桥(图2)桥梁全长156．5m。桥梁跨径组合为4×13m+49m+4×13m，主桥为下承式预应力混凝土桁架拱桥，引桥为钢筋混凝土空心板，桥面全宽8．35m。桥梁设计荷载：