鋼管混凝土吊桿拱橋維修方案設(shè)計(jì)

1、鋼管混凝土吊桿拱橋維修方案設(shè)計(jì) 摘要：本文針對(duì)近年來(lái)發(fā)展迅速的鋼管混凝土吊桿拱橋進(jìn)行了發(fā)展情況和維修方案方面的介紹，結(jié)合福州解放大橋的吊桿更換工程這一實(shí)例對(duì)更換吊桿這一重要方法進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)鋼管混凝土拱橋的發(fā)展提出了合理化建議。 關(guān)鍵詞：鋼管混凝土拱橋；吊桿；維修方案 中圖分類號(hào)：tu755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 鋼管混凝土拱橋的發(fā)展概況 鋼管混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用已有100多年的歷史。國(guó)內(nèi)鋼管混凝土在橋梁工程中開(kāi)始得到研究和應(yīng)用是在20世紀(jì)80年代。1990年10月建成首座鋼管混凝土拱橋四川省旺蒼縣東河大橋。此后，在10余年時(shí)間內(nèi)，鋼管混凝土拱橋在我國(guó)得到迅猛發(fā)展，全國(guó)各地大量地建成了采用鋼

2、管混凝土的大跨度拱橋。鋼管混凝土拱橋有兩種類型，第一種類型為鋼管內(nèi)填混凝土，第二種類型為鋼管內(nèi)填外包型。第二種已建成的有四川內(nèi)江新龍坳大橋、廣西邕寧邕江大橋、江西德興太白橋、四川鹽源金河雅礱江大橋等。在短短的20多年時(shí)間里，我國(guó)總計(jì)共建造了近200多座跨度不一的鋼管混凝土拱橋。 對(duì)鋼管混凝土的研究，雖然在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展迅速，制定了多種應(yīng)用規(guī)范，已處于世界領(lǐng)先地位，這種堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將為鋼管混凝土拱橋的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展，鋼管混凝土拱橋這一結(jié)構(gòu)形式必將發(fā)揚(yáng)光大，成為我國(guó)路橋建設(shè)中不可缺少的一部分。 橋梁維修方法概述 大跨徑鋼管混凝土拱橋的吊桿

3、多為柔性吊桿，常見(jiàn)病害的表現(xiàn)形式較多，病害的產(chǎn)生因也因橋而異，一般是幾種因素共同作用的結(jié)果。吊桿主要病害有: 上、下錨頭防護(hù)混凝土開(kāi)裂、脫落，錨固松動(dòng)、失效，導(dǎo)管內(nèi)積水、灌漿不密實(shí)，防護(hù)套破壞老化、開(kāi)裂、破損， 索軸線偏位，短吊桿受剪，吊桿鋼絞線或鋼絲受力不均勻等。產(chǎn)生原因主要為：外界物質(zhì)侵蝕，溫度、收縮和徐變，材料質(zhì)量差，材料劣化、老化，設(shè)計(jì)不盡合理，原施工存在缺陷和養(yǎng)護(hù)維修不當(dāng)?shù)取?拱橋吊桿的病害原因、機(jī)理及程度各不相同，針對(duì)不同類型的問(wèn)題應(yīng)采取不同的吊桿維修方法以求施工安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用，且能切實(shí)解決問(wèn)題，確保拱橋吊桿的后期使用。主要有以下幾種解決方法： 1) 針對(duì)鋼絲銹蝕、錨頭銹蝕、鋼

4、絲斷絲和吊桿護(hù)套破壞嚴(yán)重，且施工條件允許能進(jìn)行吊桿更換的建議更換吊桿（目前國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的方法）； 2) 針對(duì)鋼絲銹蝕、錨頭銹蝕、鋼絲斷絲和吊桿護(hù)套破壞嚴(yán)重，但是條件不允許更換吊桿的情況下，也可使用新增吊桿替代舊吊桿； 3) 針對(duì)吊桿護(hù)套破壞不嚴(yán)重的建議僅更換吊桿護(hù)套； 4) 針對(duì)吊桿索力不均勻的建議調(diào)整吊桿索力； 5) 針對(duì)僅導(dǎo)管內(nèi)積水的建議排干水，重新填充防水材料。 拱橋吊桿更換施工過(guò)程主要分“臨時(shí)索張拉、舊吊桿拆除”與“新吊桿張拉、臨時(shí)索拆除”兩次體系轉(zhuǎn)換過(guò)程。先將原有吊桿的索力逐步轉(zhuǎn)移到臨時(shí)工具吊桿上，等原吊桿處于完全卸載狀態(tài)時(shí)，將其拆除; 然后換上新吊桿進(jìn)行逐級(jí)加載，與此同時(shí)臨時(shí)工具吊桿

5、逐級(jí)卸載，直至新吊桿達(dá)到新的設(shè)計(jì)索力，再將臨時(shí)工具吊桿卸除。體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中盡量不改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，保持現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，以標(biāo)高控制為主，設(shè)計(jì)索力為輔，盡量實(shí)現(xiàn)等量替換，使臨時(shí)工具吊桿、新吊桿的索力與舊吊桿保持一致。 目前應(yīng)用于鋼管拱橋吊桿維修加固的研究現(xiàn)狀 在此以福州解放大橋?yàn)閷?shí)例介紹相關(guān)此類橋梁更換吊桿的具體情況。 福州市解放大橋吊桿更換工程于2009年9月開(kāi)工，同年9月25號(hào)竣工通車，歷時(shí)109天。解放大橋更換吊桿替代索選用了一種全新的替代索結(jié)構(gòu)，為鋼絲繩+臺(tái)梁+鋼絞線提升系統(tǒng)，很好地滿足了替代索的設(shè)置要求，取得了非常成功的應(yīng)用效果。替代索結(jié)構(gòu)型式分為如下幾個(gè)部分。 （1）

6、拱上部分 拱頂?shù)鯒U前后55cm處各焊接一個(gè)鋼絲繩防滑塊， 擋塊截面為150mm60mm40mm， 其目的是防止32鋼絲繩沿拱肋下滑。 （2）橫梁梁底部分 梁底用鋼梁作承力點(diǎn)， 鋼梁與橫梁間墊5mm厚的橡膠板， 防止兜吊加載時(shí)破壞吊桿橫梁。采用1根鋼梁， 安放在錨頭一側(cè)， 垂直于橫梁安裝， 與錨頭的距離要滿足千斤頂安裝的空間要求。橫梁對(duì)稱安放兩套15-8擠壓錨。 （3） 橋面部分 人行道及車行道上以索為中心對(duì)稱布置4個(gè)150的通孔， 梁底鋼臺(tái)梁側(cè)的2個(gè)孔用于穿鋼絞線，對(duì)稱的2個(gè)孔用于穿鋼絲繩。橋面布置鋼臺(tái)梁2、鋼臺(tái)梁1、鋼臺(tái)梁2、連續(xù)提升系統(tǒng)以及鋼絞線必須設(shè)置在同一垂直面上。采用1根直徑為32m

7、m的鋼絲繩繞臺(tái)梁2、防滑擋塊2， 垂直穿入橋面通孔、橫梁、另一側(cè)橋面通孔、防滑擋塊1、臺(tái)梁2的另一端， 如此循環(huán)一次，固定到起點(diǎn)。連續(xù)提升系統(tǒng)施加力， 鋼絞線、上下臺(tái)梁、鋼絲繩均勻受力， 帶動(dòng)橫梁均勻緩慢提升； 反之， 連續(xù)提升系統(tǒng)放松力， 使橫梁均勻緩慢下降。該系統(tǒng)組合延緩了提升和放松的速度， 能達(dá)到對(duì)橋面標(biāo)高微小變化的控制， 效果理想。 鋼管混凝土拱橋的合理化建議 對(duì)于鋼管混凝土拱橋，如何防止吊桿破損是解決其耐久性問(wèn)題的核心思想。吊桿破損主要類型有：鋼索破損、錨具破損、防護(hù)破損以及吊桿的腐蝕問(wèn)題。腐蝕是吊桿破損的最重要原因，對(duì)吊桿腐蝕進(jìn)行研究并采取相應(yīng)防護(hù)對(duì)策，對(duì)拱橋的安全具有十分重要的意義。對(duì)于鋼索，在滿足最小配筋率的情況下一定要保證保護(hù)層的厚度，或者在鋼索外表面鍍上防護(hù)材料，也可以在允許的條件下盡量增大配筋率，延緩鋼索破損的時(shí)間。對(duì)于錨具，若為不封錨的，應(yīng)加防護(hù)罩或采取其它有效措施防止錨具外部銹蝕，內(nèi)部則保證保護(hù)層厚度足夠，或者鍍上防護(hù)層。對(duì)于防護(hù)，不建議采用套管壓注水泥漿的方法，建議采用雙層無(wú)粘結(jié)hdpe護(hù)具、錨頭灌漿油脂等防護(hù)新方法，必要時(shí)可以加大防護(hù)層厚度。 從上述四個(gè)方面著手，在設(shè)計(jì)階段采取相應(yīng)的防護(hù)設(shè)計(jì)，可以有效解決破損問(wèn)題。 參考文獻(xiàn) 1陳華建.福州解放大橋吊桿更換施工技術(shù)(j