连续箱梁桥抗扭加固方案比选.pdf

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1、第9期广东土木与建筑No．92008年9月GUANGDONGARCHITECTURECIVILENGINEERINGSEP2008连续箱梁桥抗扭加固方案比选陈鹏姜海波郭明泉(广东工业大学建设学院广州510006)摘要：以某跨线桥单箱单室连续箱梁桥为例，针对其各种裂缝和病害表现形式，建立合理的有限元模型进行计算分析，最终得出该桥横向联系不足的结论，并提出几种加固方案，通过对比在满足桥梁运行要求和增强结构整体性的前提下，考虑施工便捷，最终选择新增钢桁架横粱的加固方案，可为类似工程加固提供借鉴参考。关键词：单箱单室连续梁桥；

2、横向联系；钢横梁；加固近年来随着我国经济的快速发展．公路交通量飞速增长．尤其是大量重载车辆的出现．使许多桥梁处在超负荷运营状态．对桥梁造成了严重损害．最终导致了桥梁的各种病害。针对这种情况，从安全生产以及时间和经济的角度考虑．加固桥梁都是最优的选择本文以某单箱单室连续箱梁桥为例．介绍图2跨线桥横截面图其病害及加固情况．给此类桥梁的加固提供参考X303线南沙大道万洲大桥等十座桥梁检测报告》，对于应用广泛的箱梁桥．目前国内箱梁横向受力分该桥病害主要如下：析还没有统一的方法．桥梁规范也未作出规定．导致(1)桥面系病害：左幅第

3、1～3跨和6、8、23～25跨了箱梁设计中存在一些不足针对这种情况．下面桥面出现大面积龟裂；5、l0、2墩的伸缩缝宽度由以某跨线桥为例探讨单箱单室连续箱梁桥的加固10cm缩至4cm：2墩顶17～19、21#～23跨中出现横向裂缝；l、6、7、9墩顶出现斜裂缝：6墩顶出现纵1工程概况向裂缝(2)右幅：第13～15跨桥面大面积龟裂：5、1O、某跨线桥的上部结构为连续箱梁．全长425．6m．15#墩的伸缩缝宽度由10em缩至4em；1、6、22"墩桥跨组合为25~17m．每个连续梁长度5x17=85m桥顶出现横向裂缝；5、9

4、、15"、21、22"、24墩顶出现斜中部10～15连续梁段立面及平面如图1所示．其裂缝；2、21#_23~墩顶，l8、19#墩出现纵向裂缝。余4跨与其基本～致。采用橡胶支座(板式、盆式)．(3)主桥结构病害：第20跨左侧腹板与翼板交下部结构为单柱式墩．钻孔灌注桩基础，如图2设接处(在20墩附近)有1条长约2．3m的纵向裂缝．计荷载为汽一超20级、挂一120根据《广州市番禺区箱梁腹板(÷导)范围内存在较多竖向裂缝；距离17m19#墩2m范围内的左侧翼板有6条横向裂缝．其中5条贯通翼板：10#～19#左侧翼板均有横向裂缝

5、．大部分贯通翼板．12跨右幅桥内侧翼板有5处横向开fl裂．裂缝长0．5～1．0m．宽0．2～0．25ram，有白浆渗出。17fl1700170017m17m⑩⑩⑩⑩⑩⑩第25跨箱梁底板与腹板均有裂缝．间距15～40em。最长约60em．最宽约0．35mm：底板处有断续裂缝．间距10～30era．最宽约0．3ram该桥上部结构横断面为双箱单室连续箱梁．两幅箱梁通过后浇带连为一体考虑到桥中央后浇带宽度仅为15cm．故按照单箱单室连续箱梁进行计算按面积相等的原则．将梯形箱形截面等效为矩形箱形362008年9月第9期陈鹏等：连

6、续箱梁桥抗扭加固方案比选SEP2008No．9截面．根据GB50010—2002对塑性抵抗矩的定义：和新增结构各部分的强度、刚度和裂缝均应符合现Wt=tl+IFt2行设计规范的要求式中：分别为矩形部分和箱形部分的塑性(2)当仅要求提高活载承载力时．加固改造可在抵抗矩原有结构保持恒载应力状态下进行．此时原结构的全}1=2xb2／6(3h—b)=5．78x10mm部恒载和加固改造后增加的恒载均由原构件承担．Wt2=(6h2／6)(3hh-bh)一[(6}广2t1)／6]3(h~c-2tz)一(bh-2t)]活载由原结构和新

7、增构件或增大的截面共同承担=3．33X109mm(3)通过检测和计算．如原结构应力已接近或超W=【1+IF2=3．39x10过允许限值．需减小原桥恒载应力时．应采取一定的式中：h、b分别为矩形截面的长边和短边；hh,b分别卸载措施．如用轻质材料更换原桥面铺装层、用外部为箱形截面的长边和短边；t、分别为箱形截面长预应力使桥梁产生附加上拱度。此时，新增构件(截边和短边的壁厚面)除与原构件共同承担活载外．还承担原有结构的根据C0llins和Mitche11提出的弯剪扭构件的一部分恒载．新旧结构按整体受力计算。抗裂强度计算公式

8、：由于该跨线桥全长超过400m．不能中断交通．在封闭裂缝的基础上．最终提出了以下几个加固方案：()24．(()2=1『方案1]在每个桥墩双向箱梁上施加横向体外式中：为扭矩作用下箱梁的开裂扭矩，取0．；预应力．如图3预应力筋设置在隔板内，以减少施加为弯剪作用下箱梁的开裂剪力，取1．5／(a／h。)横向预应力时产生的主梁腹板弯曲应力．