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1、世界橋梁２０１６年第４４卷第５期（總第１８３期）８３鋼管混凝土拱橋新增吊桿加固設(shè)計(jì)１１２１陳建兵，熊秉賢，李夏元，包光明（１暢蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇蘇州２１５０１１；２暢東南大學(xué)交通學(xué)院，江蘇南京２１００９６）摘要：為改善吊桿承載能力及提升橋梁運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力，以某跨徑７２m的下承式鋼管混凝土系桿拱橋?yàn)楸尘?，采用新增吊桿法對(duì)該系桿拱橋吊桿進(jìn)行加固。按照新增吊桿總拉力為原橋恒載１５％～２０％的原則進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，經(jīng)對(duì)比分析，各新增吊桿張拉控制值為１６０kN，總拉力約為該橋結(jié)構(gòu)恒載的１７暢６％；在拱腳端間和各
2、舊吊桿節(jié)間增設(shè)１根新吊桿，全橋共新增吊桿２８根，新增吊桿采用JL３２型精軋螺紋鋼筋，其下端通過２個(gè)平行吊板與外徑８００mm的鋼管系桿連接，上端穿越拱肋鉆孔、錨固于拱肋上緣焊接的錨箱內(nèi)；經(jīng)仿真計(jì)算得到在結(jié)構(gòu)恒載作用下新增吊桿可分擔(dān)原吊桿１２暢５％的荷載，符合設(shè)計(jì)原則。采用新增吊桿加固法來維持或提高吊桿承載能力是可行的。關(guān)鍵詞：系桿拱橋；新增吊桿法；加固設(shè)計(jì)；有限元法；吊桿力中圖分類號(hào)：U４４８暢２２５；U４４５暢７２文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：１６７１－７７６７（２０１６）０５－００８３－０６1引言中、下承式鋼管
3、混凝土拱橋橋型優(yōu)美、輕盈，是［１］近年來橋梁建設(shè)中發(fā)展較快的橋型。在中、下承式鋼管混凝土拱橋中，吊桿屬于重要的受力構(gòu)件。在橋梁運(yùn)營(yíng)階段，吊桿受力波動(dòng)較大，且常年處于振動(dòng)狀態(tài)，加上雨、雪等自然因素對(duì)吊桿鋼索、錨具、防護(hù)套等的侵蝕作用，可能會(huì)導(dǎo)致吊桿損傷或破斷。為保證橋梁的正常運(yùn)營(yíng)，在橋梁運(yùn)營(yíng)若干年后需要［２‐３］對(duì)吊桿進(jìn)行更換。對(duì)于柔性吊桿結(jié)構(gòu)可采用臨圖1某下承式鋼管混凝土系桿拱橋s時(shí)支架法、臨時(shí)吊桿法及臨時(shí)兜吊法進(jìn)行吊桿更為７１５暢２４）高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，矱鋼絞線［４‐５］b換，而對(duì)于剛性吊桿采用這
4、３種方法進(jìn)行更換則Ry＝１８６０MPa，張拉控制應(yīng)力con＝１３９５MPa；拱較困難，特別是錨具被密封在拱肋和系桿內(nèi)的吊桿肋與系桿鋼管內(nèi)填充C４０微膨脹混凝土。全橋共則更困難。針對(duì)某下承式系桿拱橋吊桿加固工程實(shí)設(shè)２６根吊桿，順橋向拱腳處的端節(jié)間距為６m，其［６‐９］踐，提出用新增吊桿法加固系桿拱橋結(jié)構(gòu)，采用余吊桿節(jié)間距為５m，吊桿采用１８０mm圓形無(wú)縫s有限元法模擬加固前后原吊桿力變化情況，以了解鋼管，壁厚１４mm，每根吊桿內(nèi)設(shè)１束１０１５暢２４高b加固效果。強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，鋼絞線Ry＝１８６０MP
5、a，張拉控制應(yīng)力con＝１２００MPa，鋼管內(nèi)填充C３０細(xì)2工程概況粒式混凝土，吊桿上、下節(jié)點(diǎn)形式如圖２所示。全橋某橋建成于１９９８年，橋梁全長(zhǎng)１６９暢２２m，橋?qū)捁苍O(shè)３０根預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁，橫梁分３段預(yù)制安裝３２m，其主橋?yàn)榭鐝剑罚瞞的下承式鋼管混凝土系完成，接頭設(shè)于與系桿連接處，形成彈性固結(jié)形式，桿拱橋（見圖１）。該橋原設(shè)計(jì)荷載為汽車－２０級(jí)，橫梁全長(zhǎng)３１暢９m。２掛車－１００級(jí)，人群－３暢５kN／m。該橋鋼管混凝土拱肋矢跨比f(wàn)／L＝１／５，兩拱肋3新增吊桿加固設(shè)計(jì)橫向間距１７m，拱肋采用１４００mm鋼
6、管，鋼管壁3暢1加固設(shè)計(jì)方案矱厚１４mm，拱肋間設(shè)３道“一”字形風(fēng)撐。系桿采用根據(jù)前期檢測(cè)報(bào)告的評(píng)估結(jié)果，該橋的整體性８００mm圓形鋼管，壁厚１０mm，內(nèi)設(shè)１２束（每束能及拱矱肋、系桿、吊桿等構(gòu)件運(yùn)營(yíng)狀態(tài)均較好。但由收稿日期：２０１５－１１－１９作者簡(jiǎn)介：陳建兵（１９６８－），男，教授，１９９４年畢業(yè)于東北林業(yè)大學(xué)道路與橋梁專業(yè)，工學(xué)學(xué)士（E‐mail：szctt２００９＠１６３暢com）。８４世界橋梁２０１６，４４（５）作。新增吊桿下端通過鋼板吊板與系桿連接，上端穿過拱肋上４０m矱m孔經(jīng)張拉錨固連接。新增
7、吊桿構(gòu)造如圖４所示。圖2吊桿上、下節(jié)點(diǎn)形式于該橋位于城區(qū)交通主干道上，原設(shè)計(jì)荷載已不能滿足交通流量增長(zhǎng)的要求。鑒于該橋運(yùn)營(yíng)多年，為確保使用安全以及滿足現(xiàn)有交通流量的要求，對(duì)其吊桿進(jìn)行更換或加固處理。原吊桿外套鋼管與主拱肋和系桿是焊接成一體的，為受壓狀態(tài)，無(wú)焊縫開裂的可能性。原吊桿與外套管間完全被混凝土充盈固結(jié)，上、下錨頭原結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并被固結(jié)密封在系桿和拱肋鋼管內(nèi)。因此，可以判斷原有吊桿沒有銹蝕及損壞現(xiàn)象，無(wú)需更換吊桿。圖4新增吊桿構(gòu)造［１０］為保持和提高橋梁承載能力，采用了可提高上錨箱及墊板均采用厚２６mm
8、的Q２３５型鋼橋梁吊桿承載能力的“新增吊桿法”進(jìn)行加固。該方板，在錨箱焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)各吊桿錨箱底口斜面角度法在原有吊桿間增加新吊桿，使新增吊桿成為輔助分別制作。錨箱與拱肋采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊原吊桿受力的構(gòu)件，以提高原吊桿的安全性。接，錨箱內(nèi)注入抗壓強(qiáng)度不低于４０MPa的粘鋼膠3暢2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體，并設(shè)置鋼墊板作為JL３２鋼筋錨具下的錨墊板，由于新增吊桿僅起到輔助原吊桿受力作用，因其上錨結(jié)構(gòu)如圖５所示。上錨箱及新增吊桿
