棲霞大橋改造工程項目建設(shè)可行性研究報告

1、棲霞大橋改造工程項目建設(shè)可行性研究報告目錄 TOC o 1-5 h z 工程概況 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 4編制依據(jù) 5橋梁檢測情況 6引橋橋梁檢測情況 7主橋橋梁檢測情況 9常規(guī)檢測情況 9荷載試驗情況 1.1.橋梁檢測的主要結(jié)論和建議 1.1.病害原因分析 1.3 主橋中跨（計算跨徑86.5m ）結(jié)構(gòu)驗算 1.4.設(shè)計狀態(tài)驗算1.4.舊橋折減驗算1.9.主橋邊跨（計算跨徑76.5m ）結(jié)構(gòu)驗算 2.5.設(shè)計狀態(tài)驗算2.5.舊橋折減驗算3.1.病害原因分析結(jié)果 3.7.橋梁病害對橋梁結(jié)構(gòu)造成的影響 3.8.病害對策 4.0主要病害處理方案 4.0.重點難點吊桿的維修 4.4.主橋維修加固施工步驟 4.6

2、.引橋維修加固施工步驟 4.8.施工期間交通組織 4.8.消險后預(yù)期效果 4.9工程投資估算 5.0測算依據(jù) 5.0測算結(jié)果 5.1附錄 5.49.1有關(guān)的文件 5.4驗算報告 6.4 TOC o 1-5 h z 9.2.1 主橋中跨（計算跨徑 86.5m ）結(jié)構(gòu)驗算報告 6. 4主橋邊跨（計算跨徑 76.5m ）結(jié)構(gòu)驗算 174必要的圖紙 328圖1.1 棲霞大橋主橋總體照*大橋改造工程可行性研究報告工程概況*大橋為跨鐵路高架橋，起點位于邁化路東側(cè)，跨過鐵合金廠，二七油庫、 地方鐵路三條鐵路專用線、燕堯路、新十 里長溝，與柳塘立交相接，全橋長 843.54m （包括橋頭搭板）。全橋由西引 橋

3、、主橋、東引橋三部分組成。橋梁全寬 西引橋為26m，主橋為34m，東引橋由 于位于柳塘立交的變速車道上，全寬由 26m 過渡到46.4m。全橋最大縱坡為%，橋面橫坡為1.5 %，橋梁位于豎曲線半徑為12000m 的凸曲線及忸辭1itirh1li* h必J棲霞大橋JX,_-| Qfc丿八L,7 呵蠡9圖1.2*大橋地理位置圖19957.48m凹曲線上，凸曲線最高點位于主橋中跨跨中處。:-Trnnn： w：.棲霞大橋;wwjys ：.*r 廠南施槁孫貨運竊卻農(nóng)賂丄嚴(yán)適膛覦團(tuán) 底盤甘銅J/車遵”,-t, .辭L 11Al 南京ft學(xué)試劑郃姥司訓(xùn) 7 /XL. z4z=就噴熔哄沏中b萬豐更小國圖1.3

4、*大橋地理位置圖2圖1.4*大橋主橋平面示意圖（詳圖見附錄圖紙）主橋上部結(jié)構(gòu)為三跨下承式系桿拱橋，計算跨徑中跨為86.5m，邊跨為76.5m，矢跨比為1/4.5，拱軸線形式為二次拋物線。拱肋采用鋼管砼，斷面形式為圓端形扁鋼管，橫向?qū)挾葹?2.4m，豎向高度中跨為1.3m，邊跨為1.2m。鋼管由厚度為20mm的16Mn鋼板制成。拱肋內(nèi)灌40號砼，形成鋼管砼結(jié)構(gòu)圖1.6 主橋邊跨主拱肋截面（單位:cm）圖1.7 主橋中跨主拱肋截面（單位：cm）系梁斷面采用2.5 X2.5m的箱形，并有2m的單側(cè)懸臂，砼標(biāo)號為50 號,采用預(yù)應(yīng)力來平衡拱肋的水平推力2|_|1】一丁Jrr圖1.8 主橋系梁斷面圖（單

5、位：cm ）圖1.9主橋橫梁斷面圖（單位：cm）吊桿由187 5高強鋼絲外包PE護(hù)套制成，工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，吊桿間 距中跨4.1m，邊跨4m.吊桿錨頭采用冷逐鐓頭錨，現(xiàn)場鐓頭。中橫梁預(yù)制后通 過現(xiàn)澆濕接頭與系梁聯(lián)接，端橫梁整體現(xiàn)澆，橫梁均為預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，砼標(biāo)號為 50號，橋面板為厚度20cm的預(yù)制40號砼實心板，通過現(xiàn)澆濕接頭與橫梁聯(lián) 接。上部結(jié)構(gòu)為剛性拱剛性梁，橋面鋪裝為8cm整體化現(xiàn)澆混凝土 +4cm中粒式瀝青混凝土 +2cm瀝青砂。F部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用1.2m鉆孔灌注樁，承臺為厚度2.5m的鋼筋混凝土承臺，立柱為2.4 X2.4的方柱?？拷F路的承臺按與鐵路線平行設(shè)置引橋上部結(jié)構(gòu)采用先張法

6、預(yù)應(yīng)力空心板梁和后張法預(yù)應(yīng)力T梁兩種結(jié)構(gòu)形式，跨新十里長溝跨徑30m采用T梁，其余均采用空心板梁。引橋均為簡支結(jié) 構(gòu)，橋面連續(xù)，一般三跨一聯(lián)。引橋下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為1m鉆孔灌注樁。橋墩為柱式墩，111號、16號和17號墩為雙柱式墩，1825號墩為三柱式墩。立 柱均為1.3 X1.3m方柱，蓋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土倒 T梁。橋臺為埋入式框架橋臺。 具體結(jié)構(gòu)布置見附圖。*大橋位于*大道，*大道為*市的主干道，交通流量非常大，且重車 較多，交通非常繁忙。因此，對橋梁的使用性能和安全性要求也非常高。管養(yǎng)單 位*市市政設(shè)施綜合管理處非常重視該橋的運營狀況，在2006年組織對*大橋進(jìn)行了詳細(xì)檢測。檢測結(jié)果表明*大橋

7、的病害較為嚴(yán)重，按公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī) 范的標(biāo)準(zhǔn)該橋已經(jīng)達(dá)到了四類橋的狀況。為確保橋梁的安全運營，*市市政公用局向*市建設(shè)委員會提交了關(guān)于*大橋改造工程立項的請示。根據(jù)寧建 綜字【2007】318號文件關(guān)于同意*大橋改造工程立為準(zhǔn)備項目的批復(fù)以 及寧公綜字【2007】187號文件關(guān)于編制*大橋改造工程可行性研究報告的 通知的要求，該橋改造工程由*市市政工程建設(shè)處組織實施。江蘇省交通規(guī) 劃設(shè)計院有限公司承擔(dān)了 *大橋改造工程可行性研究報告的編制工作。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)*大橋設(shè)計文件及竣工資料，*大橋主要技術(shù)指標(biāo)如下設(shè)計荷載：汽車20級，掛車100 ;設(shè)計車速：60km/h ；地震裂度：VII度。編制依據(jù)*大

8、橋改造工程可行性研究報告主要依據(jù)以下合同和文件編制：關(guān)于編制*大橋、龍蟠南路高架橋改造工程可行性研究報告的委托書；寧公綜字【2007】85號文件關(guān)于*大橋改造工程立項的請示；寧建綜字【2007】318號文件關(guān)于同意*大橋改造工程立為準(zhǔn)備項 目的批復(fù)；寧公綜字【2007】187號文件關(guān)于編制*大橋改造工程可行性研究 報告的通知；緯一路東段跨鐵路高架橋施工圖設(shè)計(*市市政設(shè)計研究院1998年2月)；*市市政設(shè)施綜合管理處*大橋等43座城市橋梁檢測項目(一標(biāo)段) 檢測評估報告第二冊*大橋，江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程質(zhì)量檢測中 心，2006年8月。*大橋改造工程可行性研究報告編制依據(jù)的規(guī)范如下：

9、部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ001-97)；部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)(參照)；部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ021-89)；部頒公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)(參照)；部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG 023-85);部頒公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D62-2004)(參照)；部頒公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTJ024-85)；部頒公路工程抗震設(shè)計規(guī)范(JTJ004-89)；部頒公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)；部頒公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范(JTG H11-2004)；部頒公路橋梁板式橡膠支座(JT/T

10、4-2004)；部頒公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(第一冊土建工程)(JTGF80/1-2004)；公路舊橋承載能力鑒定方法中華人民共和國交通部發(fā)布，1988年，北京；公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(征求意見稿)，交通部公路科學(xué)研究所，2003年；鋼管混凝土拱橋設(shè)計規(guī)范(征求意見稿)，2003年；混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB 50367-2006 )。橋梁檢測情況*大橋位于*大道，*大道為*市城市主干道，交通流量非常大，且重車較多，交通繁忙。2006年江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程質(zhì)量檢測中心對該橋進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場檢測。根據(jù)橋梁檢測報告，主橋的病害較為嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在吊桿防水失效、橋面 未設(shè)防水層、

11、系桿PE護(hù)套開裂、錨頭滲水、拱肋和風(fēng)撐表面鋼管保護(hù)層脫落， 鋼管表面銹蝕等；引橋病害主要表現(xiàn)為板梁局部破損、外觀質(zhì)量差，局部燒損、 支座缺陷等；但板梁上無明顯的受力裂縫，故對引橋的局部病害位置進(jìn)行維修， 并加強觀測。4.1引橋橋梁檢測情況引橋主要病害主要表現(xiàn)為支座的脫空、 半脫空以及環(huán)向開裂；墩臺和板梁以及防撞墻局部混凝土剝落、露筋；橫隔板后澆段澆筑質(zhì)量較差，連接鋼板裸露于外部；部分孔跨存在煙熏痕跡；橋面連續(xù)處開裂和伸縮縫存在高差和跳車現(xiàn)象等， 具體總結(jié)如下:1、全橋共有22個支座局部脫空，其中2個支座全脫空；9個支座偏位，1個支座環(huán)向開裂;圖4.1.1 支座開裂圖4.1.2 支座脫空2、全橋

12、未設(shè)滴水槽;3、18非孔1井板外側(cè)翼緣板外露2根鋼筋，且銹蝕;4、20 #孔板底有煙熏痕跡;5、21 #孔1 #6 #橫隔板現(xiàn)澆處澆筑質(zhì)量較差，混凝土白化，且連接處 外露鋼板，鋼板銹蝕；6、21 #孔17 #、18井梁在21井墩頂處混凝土破損50 X20 X5cm 3;7、部分橋面瀝青混凝土磨耗嚴(yán)重，露出大量粗骨料，橋面在墩頂處產(chǎn)生橫橋向裂縫；8、0 #臺橋臺沉降導(dǎo)致0 #臺護(hù)坡開裂；9、0井臺、12井墩、15井墩、26 #臺頂伸縮縫處高差為13cm，局部產(chǎn)生較大的跳車現(xiàn)象，12井墩頂伸縮縫兩側(cè)型鋼密貼，與橋面高差 2cm。圖4.1.30號臺護(hù)坡開裂圖4.1.4 蓋梁混凝土破損圖4.1.5擋塊

13、開裂破損圖4.1.6 橫隔板混凝土脫落4.2主橋橋梁檢測情況4.2.1常規(guī)檢測情況主橋病害主要表現(xiàn)為，主橋部分橋面板與橋面板、橫梁、系梁接縫處滲水白化，并出現(xiàn)掛并現(xiàn)象；部分系梁底混凝土在吊桿底封錨處滲水白化嚴(yán)重， 拱肋下 緣于吊桿相交處積水銹蝕；部分橋墩混凝土存在不同程度的剝落、 跑沙現(xiàn)象，局 部露主筋，且銹蝕嚴(yán)重；拱肋表面保護(hù)漆大面積脫落，鋼管表面銹蝕嚴(yán)重。圖4.2.1吊桿系梁處封錨混凝土白化圖4.2.2吊桿在拱肋下緣受水侵蝕圖423 吊桿橋面處防水現(xiàn)狀涂裝失效圖424 拱腳處開裂及主拱肋圖425 系梁底板露筋坑洞圖426 橋面鋪裝出現(xiàn)圖427 伸縮縫破損照422荷載試驗情況（1） 主跨跨中

14、和邊跨跨中經(jīng)分級加卸載作用后，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的撓度得到恢復(fù)， 說明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)；（2） 控制截面的撓度校驗系數(shù)均小于1.0，但是拱肋各項指標(biāo)的校驗系數(shù) 已經(jīng)達(dá)到或接近1，結(jié)構(gòu)的安全儲備較小，建議進(jìn)行相應(yīng)的維修處理，提高橋梁 的安全性、耐久性；（3）控制截面的應(yīng)力校驗系數(shù)均小于1.0，但是系梁的應(yīng)力校驗系數(shù)接近1， 安全儲備較小，建議采取有效措施提高安全性；（4）實測偏載系數(shù)值小于理論計算偏載系數(shù)值，橋梁整體性較好；（5）試驗過程中，梁體工作狀態(tài)良好，在各最大受力控制斷面未發(fā)現(xiàn)裂紋 或其他可見病害；（6 ）跑車試驗、跳車試驗和制動試驗時動撓度和動應(yīng)變實測值均較大，動 力增大系數(shù)較大，橋梁動力性

15、能有待改善。4.2.3橋梁檢測的主要結(jié)論和建議根據(jù)橋梁檢測報告，檢測單位檢測提出的主要結(jié)論及建議如下：（1）主橋吊桿與系梁處積水，如果密封不嚴(yán)，會導(dǎo)致橋面積水順吊桿進(jìn)入吊 桿錨固端，銹蝕錨具、吊桿鋼絲。這對吊桿的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。（2）主橋鋼管拱拱肋、風(fēng)撐油漆剝落、銹蝕嚴(yán)重，鋼管的有效厚度降低，如果銹蝕不斷加劇，將影響橋梁的安全使用主橋橋墩混凝土存在不同程度的剝落、跑沙現(xiàn)象，局部路主筋，且銹蝕嚴(yán)重，影響到了橋梁的安全性和耐久性。需要進(jìn)行維修加固。主橋橋面板與橋面板、橫梁、系梁接縫處滲水白化，并出現(xiàn)掛冰現(xiàn)象； 此處為橋面破損、橋面防水失效以及主橋泄水管長度不足引起的。系梁底混凝土在吊桿底封錨處

16、滲水白化現(xiàn)象。 吊桿錨頭內(nèi)可能有積水下 滲。吊桿錨頭內(nèi)積水會導(dǎo)致吊桿錨頭銹蝕， 影響錨固效果，從而使吊桿的安全性 降低； 本橋在0井臺、12井墩、15井墩、26 #臺頂伸縮縫處高差為13cm， 局部產(chǎn)生較大的跳車現(xiàn)象。影響了行車的安全性和舒適性，需要進(jìn)行維修。全橋共有20個支座局部脫空，其中2個支座全脫空；9個支座偏位，2 個支座環(huán)向開裂。對板梁的受力有不利的影響。全橋板梁間鉸縫未勾縫；對板梁的美觀性和耐久性有不利影響。全橋未設(shè)滴水槽；外側(cè)板梁的表面長期受到水蝕，引起混凝土質(zhì)量下降， 鋼筋銹蝕。18 #孔1井板外側(cè)翼緣板外露2根鋼筋，且銹蝕；如不做處理，生銹的 鋼筋會脹裂混凝土，進(jìn)一步引起內(nèi)部

17、鋼筋的銹蝕和混凝土的破損。20 #孔20井板底有煙熏痕跡；可能會引起橋梁的混凝土質(zhì)量下降。21 #孔1 #6 #橫隔板現(xiàn)澆處澆筑質(zhì)量較差，混凝土白化，且連接處 外露鋼板，鋼板銹蝕；橫隔板質(zhì)量下降，使得橋梁的整體性能降低。21 #孔17 #、18井梁在21井墩頂處混凝土破損50*20*5cm3全橋橋面瀝青混凝土磨耗嚴(yán)重，露出大量粗骨料，橋面在墩頂處產(chǎn)生橫 橋向裂縫；應(yīng)更換瀝青鋪裝。主跨跨中和邊跨跨中經(jīng)分級加卸載作用后，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的撓度得到恢復(fù)， 說明結(jié)構(gòu)目前基本處于彈性工作狀態(tài)；控制截面的撓度校驗系數(shù)均小于1.0，但是拱肋各項指標(biāo)的校驗系數(shù)接近1，結(jié)構(gòu)的安全儲備很小，建議進(jìn)行相應(yīng)的維修處理，提高橋

18、梁的安全性、耐 久性；控制截面的應(yīng)力校驗系數(shù)均小于 1.0，但是系梁的應(yīng)力校驗系數(shù)接近1， 安全儲備較小，建議采取有效措施提高安全性；實測偏載系數(shù)值小于理論計算偏載系數(shù)值，橋梁整體性較好；試驗過程中，梁體工作狀態(tài)良好，在各最大受力控制斷面未發(fā)現(xiàn)明顯裂 紋或其他可見病害；跑車試驗、跳車試驗和制動試驗時動撓度和動應(yīng)變實測值均較大，動力增大系數(shù)較大。5 病害原因分析根據(jù)*大橋檢測報告，*大橋主橋鋼管混凝土系桿拱的病害比較明顯，已 達(dá)到了四類橋，需要及時進(jìn)行維修處理的狀況，引橋病害不是很嚴(yán)重，對正常運 營的安全性影響不大，因此，重點對主橋鋼管混凝土系桿拱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計算分析5.1主橋中跨（計算跨徑86.

19、5m ）結(jié)構(gòu)驗算5.1.1設(shè)計狀態(tài)驗算主橋中跨結(jié)構(gòu)計算采用橋梁空間計算軟件 MIDAS 2006進(jìn)行，拱肋、系梁 和橫梁采用梁單元進(jìn)行模擬，吊桿采用索單元進(jìn)行模擬，橋面板采用板單元模擬， 全橋共劃分2436個單元，1015個節(jié)點。其中系梁和橫梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力計算完全 按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG 023-85）中的規(guī)定進(jìn)行計算。結(jié)構(gòu)計算模型如下：圖5.1.1主橋中跨結(jié)構(gòu)計算模型結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力組合按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG 023-85）中的規(guī)定進(jìn)行，即：組合I:恒載+汽車+收縮、徐變荷載；組合II :恒載+汽車+收縮、徐變荷載+溫度效應(yīng)；組合III :

20、恒載+掛車。經(jīng)計算分析荷載組合II控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，以下僅給出荷載組合II作用下的計算結(jié)果（1）正常使用極限狀態(tài)驗算經(jīng)計算分析正常使用極限狀態(tài)，荷載組合II控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，以下僅給出荷載 組合II作用下的計算結(jié)果。正常使用極限狀態(tài)主跨跨中附近系梁、吊桿和拱肋截面應(yīng)力如下表所示:表5.1.1主跨跨中截面應(yīng)力驗算截面位最大壓應(yīng)力最大拉應(yīng)力置（MPa）（MPa）跨中拱肋42.339.8跨中系梁9.22.3跨中吊桿-384.1-415.5正常使用極限狀態(tài)主跨拱腳附近系梁、吊桿和拱肋截面應(yīng)力如下表所示:表5.1.2主跨拱腳截面應(yīng)力驗算截面位最大壓應(yīng)力最大拉應(yīng)力置（MPa）（MPa）拱腳處拱肋69.764.8拱

21、腳處系梁10.33.3拱腳處吊桿-177.2-190.1根據(jù)公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范(JTJ027-96 )第431條及表432的規(guī)定， 使用荷載作用下鋼絲索吊桿應(yīng)力應(yīng)滿足以下要求：c WKX0.4Rb對于荷載組合I: K=1.0對于荷載組合II或III: K=1.25則本橋鋼絲索吊桿在使用荷載作用下的應(yīng)力限值為：c=1.25 X0.4 xi300MPa=650MPa根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 (JTG 023-85)中第 5.2.21條的規(guī)定，在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的法向壓應(yīng)力(扣除全部預(yù) 應(yīng)力損失)應(yīng)符合下列規(guī)定：荷載組合II:ca O.6Rab(對50號混凝土為21M

22、Pa );根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86 )表1.2.5中的規(guī)定 16Mn鋼軸向應(yīng)力允許值為200MPa，彎曲應(yīng)力允許值為210MPa?！窘Y(jié)論】通過上表可以看出，結(jié)構(gòu)跨中和拱腳處截面的拱肋、 系梁和吊桿應(yīng) 力滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。(2)承載能力極限狀態(tài)驗算系梁跨中截面承載能力組合II作用下承載能力按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力 混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG 023-85)驗算如下:表5.1. 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力驗算表表5.1. 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）1574114739抗力（kN）2390023

23、900受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是系梁拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力驗算如下：表5.1.4承載能力組合II作用下系梁拱腳處截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）1829417187抗力（kN）2390023900受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是主拱肋承載能力按鋼管混凝土拱橋設(shè)計規(guī)范（征求意見稿）中的計算方法進(jìn)行鋼管混凝土承載能力計算如下:N - fscAsc式中：fsc 鋼管混凝土的組合軸心受壓強度設(shè)計值;Asc 鋼管混凝土構(gòu)件的截面面積；一軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)；Yfsc =(1.212 B -C2)c其中:AcfcB =0.1759C 一0.1038式中：As

24、鋼管的截面面節(jié);Ac 核心混凝土的截面面積；鋼管混凝土的約束效應(yīng)系數(shù)；B、C計算系數(shù)；fy、f 分別為鋼材的標(biāo)準(zhǔn)強度和設(shè)計強度；fck、fc 分別為混凝土的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值。主拱肋跨中截面在承載能力極限組合II作用下驗算結(jié)果如下:表5.1. 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力驗算表表5.1. 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2830626511抗力（kN）3608636086受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓是否滿足是是主拱肋拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力驗算如下:表5.1.6 承載能力組合II作用下主拱肋拱腳處截面承載能力驗算

25、表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）3399431808抗力（kN）3608636086受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓是否滿足是是通過以上的驗算可知，結(jié)構(gòu)的原設(shè)計各項指標(biāo)基本滿足規(guī)范的要求5.1.2舊橋折減驗算（1）持久狀態(tài)橋梁結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)鑒定計算a)限制應(yīng)力a)限制應(yīng)力二 d ： Z2二 L式中：匚d 計入活載影響修正系數(shù)的截面應(yīng)力計算值；6 應(yīng)力限值；乙一承載能力檢算系數(shù)；其中Z2是考慮橋梁當(dāng)前狀況相關(guān)的計算參數(shù)，根據(jù)對 *大橋的荷載試驗檢 測情況分析，本橋的應(yīng)力和位移校驗系數(shù)均在1附近，參照公路舊橋承載能力 鑒定方法中表5.10.4-1，*大橋承載能力檢算系數(shù)Z2取值為0.95。根據(jù)公路

26、斜拉橋設(shè)計規(guī)范(JTJ027-96)第431條及表432的規(guī)定，使用荷載作用下鋼絲索吊桿應(yīng)力應(yīng)滿足以下要求：c WKX0.4Rb對于荷載組合I: K=1.0對于荷載組合II或III: K=1.25則本橋鋼絲索吊桿在使用荷載作用下的應(yīng)力限值為：c=0.95 X1.25 X0.4 X1300MPa=617.5MPa根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG 023-85)中第5.2.21條的規(guī)定，在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的法向壓應(yīng)力(扣除全部預(yù) 應(yīng)力損失)應(yīng)符合下列規(guī)定：荷載組合 II:oha0.95 X0.6Rab(對 50 號混凝土為 19.95MPa );fd Z2 仕根據(jù)公

27、路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025-86 ）表125中的規(guī)定16Mn鋼軸向應(yīng)力允許值為200MPa，彎曲應(yīng)力允許值為210MPa。則考慮 橋梁承載能力檢算系數(shù)后，軸向應(yīng)力允許值為190MPa，彎曲應(yīng)力允許值為199.5MPa。綜合以上分析對*大橋主橋中跨關(guān)鍵截面驗算如下：表5.1.7主橋中跨關(guān)鍵截面鑒定計算驗算表驗算截面位置最大壓應(yīng)力（MPa）最大拉應(yīng)力（MPa）應(yīng)力限值（Z2 刃）（MPa）驗算結(jié)果跨中拱肋42.339.8199.5滿足跨中系梁9.22.319.95滿足跨中吊桿-384.1-415.5-617.5滿足拱腳處拱肋69.764.8199.5滿足拱腳處系梁10.33.319

28、.95滿足拱腳處吊桿-177.2-190.1-617.5滿足b）短期荷載作用下的變形式中：fd 計入活載影響修正系數(shù)的短期荷載變形計算值；fL 變位限值；乙一承載能力檢算系數(shù)；參照鋼管混凝土拱橋設(shè)計規(guī)范（征求意見稿）中第624中的規(guī)定，鋼管混凝土構(gòu)件計算的撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，鋼管混凝土 拱肋最大撓度不應(yīng)大于幕。（l為鋼管混凝土拱肋的計算跨徑）。J則 fd Z2 fl =0.95 86500/800 = 102.7mm經(jīng)計算拱肋最大豎向位移為-15.1mm，滿足要求。【結(jié)論】通過上表可以看出，結(jié)構(gòu)跨中和拱腳處截面的拱肋、 系梁和吊桿應(yīng) 力和位移滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。（2）持久狀

29、態(tài)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)鑒定計算按照公路舊橋承載能力鑒定方法的規(guī)定，荷載效應(yīng)不利組合設(shè)計值應(yīng)小 于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)設(shè)計值，其方程為：Sd（ gG; q Q）乞 bRd（色;區(qū)）Z2c s式中：Sd 荷載效應(yīng)函數(shù)；G 永久荷載（結(jié)構(gòu)重力）效應(yīng)；g 永久荷載（結(jié)構(gòu)重力）安全系數(shù);Q 可變何載及永久何載中混凝土收縮、 徐變影響力效應(yīng)，基礎(chǔ)變位影響 力效應(yīng)；Rd 結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)；q 荷載Q的安全系數(shù)；b 結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)；尺混凝土強度設(shè)計采用值；c在混凝土強度設(shè)計采用值基礎(chǔ)上的混凝土安全系數(shù)；尺預(yù)應(yīng)力鋼筋或非預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計采用值；s在鋼筋強度設(shè)計采用值基礎(chǔ)上的鋼筋安全系數(shù)；乙一舊橋檢算系數(shù)；主拱

30、肋跨中截面在承載能力極限組合II作用下鑒定計算驗算結(jié)果如下：表5.1.8 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2830626511抗力（kN）3608636086折減后（kN）34281.34281.77受力性質(zhì)偏心受偏心受壓壓是否滿足是是主拱肋拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表5.1.9 承載能力組合II作用下主拱肋拱腳處截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）3399431808抗力（kN）3608636086折減后（kN）34281.734281.7受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓是否滿足是是系梁跨

31、中處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表5.1.10 承載能力組合II作用下系梁跨中截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）1574114739抗力（kN）2390023900折減后2270522705（kN）受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是系梁拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表5.1.11承載能力組合II作用下系梁拱腳處截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）1829417187抗力（kN）2390023900折減后（kN）2270522705受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是通過以上的驗算可知，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)鑒

32、定驗算的各項指標(biāo)基本滿足規(guī)范的要求5.2主橋邊跨（計算跨徑76.5m ）結(jié)構(gòu)驗算5.2.1設(shè)計狀態(tài)驗算主橋邊跨結(jié)構(gòu)計算采用橋梁結(jié)構(gòu)線性與非線性分析綜合程序橋梁博士V3.1.0進(jìn)行，首先按照杠桿法計算兩片拱肋的橫向分布系數(shù)，然后取其中的一片拱肋和系梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算。全橋共劃分94個單元，76個節(jié)點。結(jié)構(gòu)計算模型如下：圖521主橋邊跨結(jié)構(gòu)計算模型結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力組合按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG 023-85)中的規(guī)定進(jìn)行，即：組合I:恒載+汽車+收縮、徐變荷載；組合II :恒載+汽車+收縮、徐變荷載+溫度效應(yīng)；組合III :恒載+掛車(1)正常使用極限狀態(tài)驗算經(jīng)計算分析正常使用極

33、限狀態(tài)，荷載組合II控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，以下僅給出荷載 組合II作用下的計算結(jié)果。正常使用極限狀態(tài)主跨跨中附近系梁、吊桿和拱肋截面應(yīng)力如下表所示:表521主跨跨中截面應(yīng)力驗算截面位最大壓應(yīng)力最大拉應(yīng)力置（MPa）（MPa）跨中拱肋60.136.0跨中系梁6.392.04跨中吊桿-347-385正常使用極限狀態(tài)主跨拱腳附近系梁、吊桿和拱肋截面應(yīng)力如下表所示:表5.2.2主跨拱腳截面應(yīng)力驗算截面位最大壓應(yīng)力最大拉應(yīng)力置（MPa）（MPa）拱腳處拱肋95.563.9拱腳處系梁5.083.2拱腳處吊桿-333-360根據(jù)公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范（JTJ027-96 ）第431條及表432的規(guī)定,使用荷載作用下鋼絲

34、索吊桿應(yīng)力應(yīng)滿足以下要求:c WKX0.4Rb對于荷載組合I: K=1.0對于荷載組合II或III: K=1.25則本橋鋼絲索吊桿在使用荷載作用下的應(yīng)力限值為：c=1.25 X0.4 xi300MPa=650MPa根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG 023-85)中第5.2.21條的規(guī)定，在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的法向壓應(yīng)力(扣除全部預(yù) 應(yīng)力損失)應(yīng)符合下列規(guī)定：荷載組合II:ohaO.6Rab (對50號混凝土為21MPa );根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86 )表1.2.5中的規(guī)定 16Mn鋼軸向應(yīng)力允許值為200MPa，彎曲應(yīng)力允許值為210M

35、Pa。【結(jié)論】通過上表可以看出，結(jié)構(gòu)跨中和拱腳處截面的拱肋、系梁和吊桿應(yīng)力滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。(2)承載能力極限狀態(tài)驗算系梁跨中截面承載能力組合II作用下承載能力按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力 混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG 023-85)驗算如下：表5.2.3 承載能力組合II作用下系梁跨中截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）-19900-22800抗力（kN）-24600-24600受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是系梁拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力驗算如下:表524 承載能力組合II作用下系梁拱腳處截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）-19900-22800

36、抗力（kN）-26200-26200受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是主拱肋承載能力按鋼管混凝土拱橋設(shè)計規(guī)范（征求意見稿）中的計算方法進(jìn)行鋼管混凝土承載能力計算如下:N 一 fscAsc式中：fsc鋼管混凝土的組合軸心受壓強度設(shè)計值;Ac 鋼管混凝土構(gòu)件的截面面積;一軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)；fsc =(1.212 B C 2)丄 fc其中： =7 ；AcfcB =0.1759C =-0.1038 fck 20 0.0309式中：As 鋼管的截面面節(jié);代一核心混凝土的截面面積；鋼管混凝土的約束效應(yīng)系數(shù)；B、C計算系數(shù)；fy、f 分別為鋼材的標(biāo)準(zhǔn)強度和設(shè)計強度；fck、fc 分別為混凝土的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)

37、值和設(shè)計值。主拱肋跨中截面承載能力組合II作用下驗算結(jié)果如下:表5.2.5承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2280019900抗力（kN）3421034210受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓是否滿足是是主拱肋拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力驗算如下:表526 承載能力組合II作用下主拱肋拱腳處截面承載能力驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2730023800抗力（kN）3421034210受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓是否滿足是是通過以上的驗算可知，結(jié)構(gòu)的原設(shè)計各項指標(biāo)基本滿足規(guī)范的要求5.2.2舊橋折減驗算（1）持久狀態(tài)橋梁結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)

38、鑒定計算c）限制應(yīng)力式中：匚d 計入活載影響修正系數(shù)的截面應(yīng)力計算值；門應(yīng)力限值；乙一承載能力檢算系數(shù)；其中Z2是考慮橋梁當(dāng)前狀況相關(guān)的計算參數(shù)，根據(jù)對 *大橋的荷載試驗檢 測情況分析，本橋的應(yīng)力和位移校驗系數(shù)均在1附近，參照公路舊橋承載能力 鑒定方法中表5.10.4-1，*大橋承載能力檢算系數(shù)Z2取值為0.95。根據(jù)公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范(JTJ027-96)第431條及表432的規(guī)定，使用荷載作用下鋼絲索吊桿應(yīng)力應(yīng)滿足以下要求：c WKX0.4Rb對于荷載組合I: K=1.0對于荷載組合II或III: K=1.25則本橋鋼絲索吊桿在使用荷載作用下的應(yīng)力限值為：c=0.95 X1.25 X0.4

39、 X1300MPa=617.5MPa根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG 023-85)中第5.2.21條的規(guī)定，在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的法向壓應(yīng)力(扣除全部預(yù) 應(yīng)力損失)應(yīng)符合下列規(guī)定：荷載組合 II:oha0.95 X0.6Rab(對 50 號混凝土為 19.95MPa );根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86 )表1.2.5中的規(guī) 定16Mn鋼軸向應(yīng)力允許值為200MPa，彎曲應(yīng)力允許值為210MPa。則考慮橋梁承載能力檢算系數(shù)后，軸向應(yīng)力允許值為190MPa ,彎曲應(yīng)力允許值為199.5MPa。綜合以上分析對*大橋主橋邊跨關(guān)鍵截面驗算如下：表5

40、.2.7主橋邊跨關(guān)鍵截面鑒定計算驗算表驗算截面位置最大壓應(yīng)力（MPa）最大拉應(yīng)力（MPa）應(yīng)力限值（Z2 刃）（MPa）驗算結(jié)果跨中拱肋60.136.0199.5滿足跨中系梁6.392.0419.95滿足跨中吊桿-347-385-617.5滿足拱腳處拱肋95.563.9199.5滿足拱腳處系梁5.083.219.95滿足拱腳處吊桿-333-360-617.5滿足d） 短期荷載作用下的變形fd ： Z2 fL式中：fd 計入活載影響修正系數(shù)的短期荷載變形計算值；fL 變位限值；乙一承載能力檢算系數(shù)；參照鋼管混凝土拱橋設(shè)計規(guī)范（征求意見稿）中第624中的規(guī)定, 鋼管混凝土構(gòu)件計算的撓度值，在消除結(jié)

41、構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，鋼管混凝土 拱肋最大撓度不應(yīng)大于幕。（l為鋼管混凝土拱肋的計算跨徑）。J則 fd ：之2仕=0.95 86500/800 = 102.7mm經(jīng)計算拱肋最大豎向位移為-5.63mm，滿足要求。【結(jié)論】通過上表可以看出，結(jié)構(gòu)跨中和拱腳處截面的拱肋、 系梁和吊桿應(yīng) 力和位移滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。（2）持久狀態(tài)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)鑒定計算按照公路舊橋承載能力鑒定方法的規(guī)定，荷載效應(yīng)不利組合設(shè)計值應(yīng)小 于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)設(shè)計值，其方程為：Sd（ gG； qQ）乞 bRd （色;昱）Z2c s式中：Sd 荷載效應(yīng)函數(shù)；G 永久荷載（結(jié)構(gòu)重力）效應(yīng)；g 永久荷載（結(jié)構(gòu)重力）安全系

42、數(shù)；Q 可變荷載及永久荷載中混凝土收縮、 徐變影響力效應(yīng)，基礎(chǔ)變位影響 力效應(yīng)；Rd 結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)；q 荷載Q的安全系數(shù)；b 結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)；Rc 混凝土強度設(shè)計采用值;c在混凝土強度設(shè)計采用值基礎(chǔ)上的混凝土安全系數(shù)；Rs 預(yù)應(yīng)力鋼筋或非預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計采用值；s在鋼筋強度設(shè)計采用值基礎(chǔ)上的鋼筋安全系數(shù)；乙一舊橋檢算系數(shù)；主拱肋跨中截面在承載能力極限組合II作用下鑒定計算驗算結(jié)果如下:表528 承載能力組合II作用下主拱肋跨中截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2280019900抗力（kN）3421034210折減后（kN）32499.532499.5受力性質(zhì)偏心受

43、壓偏心受壓是否滿足是是主拱肋拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表529承載能力組合II作用下主拱肋拱腳處截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）2730023800抗力（kN）3421034210折減后32499.32499.（kN）55受力性質(zhì)偏心受壓偏心受壓系梁跨中處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表5.2.10 承載能力組合II作用下系梁跨中截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）-19900-22800抗力（kN）-24600-24600折減后（kN）-23370-23700受力性質(zhì)偏心受偏心受拉拉是否滿足

44、是是系梁拱腳處截面承載能力組合II作用下承載能力鑒定計算驗算如下：表5.2.11承載能力組合II作用下系梁拱腳處截面承載能力鑒定計算驗算表項目最大軸力最小軸力軸力（kN）-19900-22800抗力（kN）-26200-26200折減后（kN）-24890-24890受力性質(zhì)偏心受拉偏心受拉是否滿足是是通過以上的驗算可知，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)鑒定驗算的各項指標(biāo)基本滿足規(guī)范的要求5.3病害原因分析結(jié)果根據(jù)以上計算分析，綜合檢測資料和荷載試驗結(jié)果以及結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果，綜合分析病害產(chǎn)生原因如下：（1）對于吊桿與拱肋下緣交接處滲水的原因，初步分析水的來源可能原因為，是拱肋上緣封錨鋼板焊縫開裂，水從開裂處流入拱肋，或是

45、橋梁施工過程中由于防水措施不夠，導(dǎo)致施工期間雨水進(jìn)入錨頭而不斷下滲； 二是，雨水順拱肋流 至吊桿與拱肋交接處滯留所導(dǎo)致;吊桿系梁封錨處存在滲水白化，水的來源可能原因為，吊桿在系梁上緣 的鑄鐵防水蓋失效，導(dǎo)致水從系梁上部流入系梁，進(jìn)而致使封錨混凝土白化或雨 水順系梁外緣流下所導(dǎo)致，或者吊桿頂部滲水下滲所導(dǎo)致；主拱肋表面涂層大面積脫落以及吊桿的 PE護(hù)套外層白色涂料破損，初 步分析原因為漆層自身老化，加之*大橋附近為化工廠，橋梁所處環(huán)境較為惡 劣；橋面板與橋面板、橫梁、系梁接縫處滲水白化原因為，橋面鋪裝未設(shè)置 防水層，加之橋面鋪裝破損，導(dǎo)致雨水等透過橋面板下滲所致；跑車試驗、跳車試驗和制動試驗時動

46、撓度和動應(yīng)變實測值較大，動力增 大系數(shù)較大，橋梁動力性能欠佳，初步分析原因為橋面鋪裝平整度較差， 橋梁伸 縮縫處跳車明顯所致；伸縮縫處高差較大，初步分析原因為伸縮縫型鋼與后澆注的固定混凝土之間存在高差，在車輛的沖擊作用下導(dǎo)致后澆固定混凝土破損， 從而加大伸縮縫 處的高差，或者梁端在伸縮縫破損后也被車沖擊破損。同時部分伸縮縫由于安裝 誤差，縫寬較小，在溫度作用下梁端受到擠壓，也加劇了混凝土的破損程度；主橋和引橋的其他病害，如混凝土蜂窩、麻面，露筋、混凝土破損以及 支座脫空開裂等病害，為施工期間遺留或運營期間橋梁自身性能退化的表現(xiàn)。5.4橋梁病害對橋梁結(jié)構(gòu)造成的影響根據(jù)竣工資料以及檢測報告以及以上

47、分析計算表明，目前橋梁結(jié)構(gòu)基本能滿 足規(guī)范的要求，但現(xiàn)存病害如不及時的進(jìn)行維修會對橋梁的安全運營造成很大的 威脅：支座的脫空會造成板梁的受力與計算圖示不符，同時加重的其他支座的荷載，及易使其他支座開裂破壞，同時也會導(dǎo)致橋梁在活載作用振動加劇， 動 力性能下降；未設(shè)置滴水檐雨水順翼板留滯在腹板甚至底板上，混凝土受雨水侵蝕 剝落，進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，降低橋梁的耐久性能；混凝土破損和外露鋼筋若不進(jìn)行保護(hù)層的恢復(fù)和鋼筋的除銹、阻銹處 理，則會使鋼筋銹蝕加重，周圍鋼筋銹蝕膨脹又會使得完好的混凝土保護(hù)層脹裂 甚至脫落，從而降低橋梁的耐久性和承載能力；對于高溫熏烤處的板梁，高溫會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，從

48、而使得混凝土保護(hù)層的空隙增大，不良?xì)怏w和液體更易浸入梁體腐蝕鋼筋，鋼筋銹蝕膨脹又會使得混凝土脹裂，造成惡性循環(huán)，降低橋梁的耐久性和承載能力；T梁后澆部分連接鋼板的外露，會導(dǎo)致鋼板迅速銹蝕，進(jìn)而導(dǎo)致T梁橫向聯(lián)系的減弱，易造成單梁受力；伸縮縫處破損和高差較大會導(dǎo)致行車不舒適，另外，跳車造成動力附 加應(yīng)力增大，增大了橋梁的動力放大系數(shù)；裂縫的存在使得空氣中對鋼筋不利的氣體和液體浸入梁體腐蝕鋼筋，鋼筋銹蝕后膨脹致使混凝土保護(hù)層脹裂、剝落，使得鋼筋失去保護(hù)層，加速鋼筋 的銹蝕，進(jìn)而造成惡性循環(huán)，從而降低了橋梁的承載能力和耐久性， 因此必須對 存在的可見裂縫進(jìn)行封閉處理;主拱肋涂裝的失效導(dǎo)致鋼板失去保護(hù)，

49、鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕速度驚人，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力；吊桿處的滲水會導(dǎo)致吊桿的銹蝕以及吊桿錨頭的銹蝕，吊桿是系桿拱橋的關(guān)鍵受力構(gòu)件，吊桿的突然斷裂及易造成橋梁的突然倒塌；橋面鋪裝層的嚴(yán)重磨損和破損會影響行車的舒適性，另外會使得橋梁動力放大系數(shù)增大，對橋梁的受力極為不利。6 病害對策6.1主要病害處理方案基于以上分析，初步確定對橋梁病害做如下處理：鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕速度驚人，主拱肋是系桿拱橋的關(guān)鍵受力構(gòu)件，所以必須采取有效措施加強主拱肋鋼管的防銹性能。對于拱肋和風(fēng)撐涂裝層脫落，銹蝕嚴(yán)重，采用鋼絲刷打磨掉原有涂裝，對鋼板銹蝕嚴(yán)重處需進(jìn)行局部不強后重新進(jìn)行 涂裝。新的涂裝以耐久性好的涂料為佳。推薦采用

50、優(yōu)龍的重防腐涂料ES301。該材料在我省首座鋼管混凝土拱橋邳州京杭運河特大橋上應(yīng)用效果較好；對于吊桿與拱肋下緣交接處滲水銹蝕，在去除原涂裝層后檢查拱肋上緣的封錨鋼板焊縫質(zhì)量，若焊縫存在病害則切除封錨鋼板， 吹干拱肋內(nèi)積水，更換 錨頭黃油，涂刷防水涂料后重新焊接封錨鋼板， 最后在吊桿周圍粘貼滴水檐，若 焊縫無病害則直接在吊桿周圍粘貼滴水檐即可；主橋橋面鋪裝破損較為嚴(yán)重，致使橋梁實測動力放大系數(shù)較大，動力性 能較差，加之橋梁為設(shè)置防水層，因此建議主橋的橋面鋪裝全部重做， 并加設(shè)防 水層，改善橋面鋪裝的平整度和防、排水性能；對于橋面板與橋面板、橫梁、系梁接縫處滲水白化，在舊的橋面鋪裝鑿 除后，檢查橋

51、面板是否存在病害，存在病害的需徹底處理，病害嚴(yán)重的應(yīng)更換破 損的橋面板，所有病害處理完畢后加設(shè)防水層，重新做橋面鋪裝；對于吊桿系梁封錨處存在水跡的白化，在主橋橋面鋪裝鑿除后，更換全部吊桿的鑄鐵防水蓋，并加強其防水構(gòu)造。在吊桿鑄鐵防水蓋維修完成后，鑿除 存在白化現(xiàn)象的封錨混凝土，吹干錨頭上的積水，更換錨頭黃油，重新澆筑封錨 混凝土；吊桿是系桿拱橋的關(guān)鍵受力構(gòu)件，吊桿的耐久性得不到保證對橋梁造 成的安全隱患很大，國內(nèi)也出現(xiàn)過多例由于吊桿銹蝕斷裂而導(dǎo)致系桿拱橋橋梁倒 塌的事故。因此，建議對吊桿進(jìn)行破損檢測，切斷吊桿的水源，更換銹蝕的吊桿；拱腳砂漿與拱座脫離處，先墊塞橡膠條，然后采用灌注化學(xué)材料進(jìn)行

52、修補，最后對拱腳表面裂縫進(jìn)行裂縫封閉處理；對于實測動力放大系數(shù)較大，動力性能較差，伸縮縫處高差較大，跳車 現(xiàn)象明顯處，更換存在高差的伸縮縫，鑿除后澆固定伸縮縫的混凝土，檢查伸縮 縫型鋼是否損壞并檢查梁端是否存在破損等其他病害，若存在病害對病害進(jìn)行相 應(yīng)處理后重新安裝伸縮縫，嚴(yán)格控制伸縮縫處高程，用鋼纖維混凝土重新進(jìn)行澆 筑，使橋面平順；砼滲水泛堿白化：打磨或鑿除掉受侵蝕的混凝土表面層，直至露出堅實 界面，然后采用環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行修補；在修補之前要做好橋面排水和防水工作, 切斷水源，方能保證修補質(zhì)量;砼破損：蜂窩麻面、松散、空洞、破碎、剝落等損傷部位及鋼筋外露區(qū)域，應(yīng)采用人工鑿除或高速射水法將該處

53、松散、污損的部分清除，使該部位露出堅硬密實的部分，并保證位無油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等影響 修補效果的物質(zhì)。然后用輕質(zhì)環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行修補；露筋銹蝕：對外露鋼筋表面的氧化層利用鋼刷予以清除，使之露出 光潔部分，然后涂刷鋼筋阻銹劑，最后用輕質(zhì)環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行修補；由鋼筋銹蝕儀探查確定的鋼筋銹蝕區(qū)域：對于電位水平在0-200mv，鋼筋銹蝕狀態(tài)為無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定的區(qū)域，暫不做處理，加強日常養(yǎng)護(hù)中對此類區(qū)域的檢查和養(yǎng)護(hù)；對電位水平在-200-300 mv，鋼筋銹蝕狀態(tài)為有銹蝕活動性，但銹蝕狀態(tài)不確定，可能為坑銹的區(qū)域，對該部位 混凝土表面進(jìn)行清潔處理，確保表面無油污、油脂、蠟狀

54、物等影響滲透的污物， 然后涂刷表面遷移型鋼筋阻銹劑；對于電位水平在-300-400 mv，鋼筋銹蝕狀態(tài)為有銹蝕活動性，銹蝕發(fā)生概率大于90 %，以及電位水平在-400-500mv，鋼筋銹蝕狀態(tài)為有銹蝕活動性，嚴(yán)重銹蝕可能性極大和電位水平小于小于 -500 mv，構(gòu)件存在銹蝕開裂區(qū)域的部位，應(yīng)鑿除鋼筋保護(hù)層混凝土，對銹蝕鋼 筋表面的氧化層利用鋼刷予以清除，使之露出光潔部分，然后涂刷鋼筋阻銹劑， 最后用輕質(zhì)環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行修補；裂縫：不管是受力裂縫還是非受力裂縫，根據(jù)橋梁耐久性設(shè)計的要求， 均須對裂縫進(jìn)行封閉處理。對于縫寬v 0.15mm 的裂縫，采用樹脂封閉膠進(jìn)行 涂刷封閉處理；對于0.15mm

55、 w縫寬v0.3mm的裂縫，采用裂縫灌注膠或?qū)Ｓ?環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行灌縫處理；對于縫寬0.3mm 的裂縫，進(jìn)行鑿槽嵌補處理對于預(yù)應(yīng)力混凝土受力裂縫及普通鋼筋混凝土的超限受力裂縫，還需采取必要的加固維修加固措施；對于空心板梁勾縫，底部采用水泥砂漿進(jìn)行勾縫處理；對于存在脫空和局部脫空進(jìn)行墊實處理，對于偏位的支座進(jìn)行糾偏處 理，對于老化開裂的支座，采用同型號的支座進(jìn)行更換；對于存在煙熏痕跡的板梁，損傷并不很嚴(yán)重，但高溫的熏煙會導(dǎo)致混 凝土內(nèi)部會產(chǎn)生大量的微裂縫，從而導(dǎo)致受力鋼筋容易被銹蝕，因此對存在煙熏 痕跡的板梁涂刷表面遷移型鋼筋阻銹劑；對于橫梁鋼板裸露處，首先徹底清除松動的混凝土，用鋼絲刷刷凈連

56、接鋼板上的銹跡，在用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補，其他裂縫處用裂縫灌注膠進(jìn)行灌縫處 理；對于橋面連續(xù)開裂處，用高發(fā)泡聚乙烯泡沫板塞嚴(yán)兩板梁間接封，外側(cè)涂1cm厚封膏。在橋面連續(xù)區(qū)域45cm寬范圍內(nèi)整平，噴刷兩遍熱瀝青，然 后鋪塑料薄膜一層，薄膜密貼板端，在塑料薄膜上鋪設(shè) 2mm厚氯丁橡膠片；配 置接封加強鋼筋，澆筑整體化鋼纖維混凝土，待混凝土強度達(dá)到80%以上后，鋸縫填塞瀝青馬蹄脂；對于護(hù)欄缺失的鋼板，采用結(jié)構(gòu)膠粘貼缺失的鋼板后，按照混凝土的 修補要求修補該處混凝土；全橋增設(shè)滴水檐。6.2重點難點一吊桿的維修吊桿是系桿拱橋的關(guān)鍵受力構(gòu)件，其安全性、耐久性、適應(yīng)性關(guān)系到橋梁結(jié) 構(gòu)的安全與正常使用。目前，這類

57、拉索普遍存在護(hù)套提前開裂、下端預(yù)埋管進(jìn)水、 錨頭及鋼絲腐蝕等嚴(yán)重問題。拉索的安全性、耐久性遠(yuǎn)達(dá)不到使用要求。吊桿的 突然斷裂將會對整個橋梁安全運營產(chǎn)生非常嚴(yán)重影響，甚至導(dǎo)致橋梁的突然倒 塌。另外，由于系桿拱橋力的傳遞途徑為車輛荷載通過橫梁傳給吊桿，由吊桿傳給主拱肋，最后由主拱肋傳給基礎(chǔ)，因此系桿拱橋?qū)Τd的敏感程度超過連續(xù)梁 橋。*大橋建成通車至今已近10年，這期間交通流量和車輛的載重能力以及重 車的行車速度均有較大提高，對吊桿的要求越來越高。加之吊桿長期處于高應(yīng)力 狀態(tài)下，鋼絲更易銹蝕，綜合考慮疲勞等因素，必須充分重視吊桿的養(yǎng)護(hù)工作。從目前國外已經(jīng)進(jìn)行的拉索更換的工程實例來看， 拉索的最短使

58、用時間為3 年（德國的Koh ib rand Estuary 橋建成3年后換索，耗資6000萬美元，為原 造價的4倍），最長的使用時間為16年（著名的委內(nèi)瑞拉Maracaibo 橋，使用 16年后，斜纜失效，全部換索,耗資達(dá)5000萬美元）。國內(nèi)換索工程實例有，建于1987年的安徽省壽春路橋為中承式系桿拱，計 算跨徑72m，吊桿采用96根5高強鋼絲編制而成，養(yǎng)護(hù)單位每三年對吊桿注 一次黃油進(jìn)行防銹養(yǎng)護(hù)。在2001年，運營14年后養(yǎng)護(hù)單位對吊桿進(jìn)行檢測發(fā) 現(xiàn)鋼絲由銹蝕造成的截面損失達(dá)13.5%左右。因此在2001年封閉了全橋交通， 更換了全橋全部吊桿，共28根。杭州市葉青兜橋，1993年建成通車

59、，為計算跨徑71.6m系桿拱，全橋共有吊桿34根，吊桿規(guī)格為120 5高強鋼絲,錨頭為 冷鑄墩頭錨，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)吊桿鋼絲的有效受力面積削弱很大，于2005年進(jìn)行了 吊桿的更換。吊桿使用年限為 12年。四川省宜賓南門中承式 R.C肋拱橋，使用 10年后換索。從國內(nèi)換索工程實例來看，由于交通流量大，重載、超載車輛相 對比較多（軸重相對國外而言），從而使吊桿拉索提前達(dá)到了其疲勞壽命。同時,橋梁施工中吊桿的防水等關(guān)鍵施工工藝和技術(shù)處理不善，易造成吊桿的銹蝕和破損，也導(dǎo)致了吊桿使用壽命的縮短。 根據(jù)國內(nèi)的工程實踐，我國系桿拱橋的吊桿 拉索的使用壽命一般在10年左右。由于目前的檢測技術(shù)還無法完成對吊桿的銹

60、蝕和吊桿錨頭銹蝕以及受力情況的無損檢測，根據(jù)目前現(xiàn)場檢測的結(jié)果發(fā)現(xiàn)大量吊桿上下錨頭處均存在滲水現(xiàn)象，*大橋主橋吊桿和錨頭的銹蝕情況不容樂觀！圖6.2.1吊桿系梁處封錨混凝土白化水侵蝕圖6.2.2吊桿在拱肋下緣受根據(jù)業(yè)主對此類橋梁的調(diào)研結(jié)論，對*大橋吊桿處理方案如下:首先挑選2根錨頭銹蝕嚴(yán)重的吊桿進(jìn)行更換，并對更換下來的吊桿進(jìn)行試驗 檢測，根據(jù)試驗結(jié)果決定是否更換全部吊桿擬采用如下方法對吊桿進(jìn)行更換：在擬更換吊桿的拱頂上和橫梁吊點處下部安裝固定裝置、施工掛籃和腳手架，安裝臨時替代索，并逐步施加預(yù)應(yīng)力，同時逐根截斷原吊桿的鋼絲一釋放原 吊桿的索力。鋼絲的截斷與臨時替代索的預(yù)應(yīng)力張拉交替進(jìn)行，以控制