對桁架拱橋加固方式的探討
2015-07-23
1、桃花江橋概況
桃花江橋位于桂林市區(qū)環(huán)城西二路上，橋型為雙鉸桁架拱橋，凈跨徑為60米，凈矢高為7.5米，凈矢跨比為1/8，拱軸線為二次拋物線。橋面總寬14米，原設(shè)計荷載為“汽車-20級、掛-100”，于1988年6月建成通車。由于該橋使用時間較長，現(xiàn)今通行車輛荷載大于原設(shè)計荷載，而且交通量大，對橋梁的使用壽命有一定的影響。筆者根據(jù)該報告結(jié)論進(jìn)行加固改造施工圖設(shè)計。
2、桁架拱橋檢測與評估
2006年1月，廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心對桃花江橋進(jìn)行了動靜載試驗，并提交了《桂林市桃花江橋動靜載試驗及安全評估報告》（廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心，2006.1.25），對于桁架拱橋功能評價及承載力的鑒定,主要工作有現(xiàn)場檢測、室內(nèi)分析計算及評估。一般桁架拱橋檢測包括外觀病害檢查、靜載試驗及應(yīng)變應(yīng)力分析、動載試驗，為日后加固工作，提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)與資料。
2 .1桁架拱橋外觀病害檢查
(1)墩臺位移
桁架拱橋是超靜定結(jié)構(gòu), 橋臺、橋墩的位移直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)受力。軟土地基或河床斷面( 特別是橋址附近的斷面) 由于沖刷或淤積等原因?qū)е碌淖兓? 可引起橋臺、橋墩位移的產(chǎn)生及發(fā)展。在桁架拱橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算分析中, 橋墩、橋臺的位移是重要因素,也是病害檢查的重要內(nèi)容之一。
(2)橋梁幾何尺寸變化
桁架拱橋的橋面縱坡, 橫坡, 橋?qū)捝炜s縫。桁架拱的軸線有無變形, 拱橋橋墩和橋臺變位情況?，F(xiàn)有的橋梁整體變形, 是推測橋梁病害成因的重要依據(jù)。
桁架拱橋鋼筋混凝土常規(guī)檢測
鋼筋混凝土檢測, 一般要進(jìn)行混凝土強度、鋼筋銹蝕率的測試及裂縫的檢測。由于桁架拱橋的截面較小, 宜采用無損檢測方法。裂縫檢測主要在拱頂及拱腳處。
2. 2 靜載試驗及應(yīng)變應(yīng)力分析
在桁架拱片上選擇好測試點, 貼上電阻應(yīng)變計,裝好千分表等傳感器, 利用加載車輛, 分別測試桁架拱橋橫橋向的中載、偏載, 沿橋縱向的跨中截面, 四分點, 八分點等截面的混凝土及鋼筋的應(yīng)變及桁架拱的變形下?lián)狭康? 并和理論計算值對比分析。
2. 3 動載試驗
橋梁在隨機荷載激勵下, 使用測振儀器等設(shè)備進(jìn)行振動數(shù)據(jù)的記錄和處理, 可得出桁架拱橋的一階自振頻率以判定該橋結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài); 與車輛彈簧自振頻率對比分析, 可以幫助判別發(fā)生共振的可能性。
2. 4 計算分析
采用現(xiàn)場檢測的混凝土強度, 橋臺、橋墩位移量及現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)等作橋梁的分析評估。評估結(jié)果要給出橋梁的實際承載力, 還要給出現(xiàn)行荷載標(biāo)準(zhǔn)下橋梁的薄弱構(gòu)件, 提出意見與建議。
2.5檢測報告摘要
拱肋間橫向聯(lián)系及斜撐聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕情況檢測:隨機抽取15個拱肋間橫向聯(lián)系聯(lián)結(jié)處及6個斜撐聯(lián)結(jié)處檢查鋼板焊縫銹蝕情況。采取鑿開原環(huán)氧保護(hù)層方式檢查，隨機抽取的21個聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫都出現(xiàn)銹蝕，大部分屬一般銹蝕，個別出現(xiàn)了銹塊，銹蝕較嚴(yán)重，聯(lián)結(jié)處銹蝕情況見照片8-1～照片8-2，根據(jù)銹蝕情況分析，目前暫未對節(jié)點強度產(chǎn)生影響。
由于抽檢橫向聯(lián)系聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕率為100%，說明原環(huán)氧樹脂保護(hù)層，已起不到防銹保護(hù)作用，所有聯(lián)結(jié)處應(yīng)進(jìn)行除銹和防銹處理。
3、對桁架拱橋的維修與加固技術(shù)
3. 1聯(lián)結(jié)處除銹和防銹處理
加固前，拱肋間橫向聯(lián)系梁及斜撐聯(lián)結(jié)處的預(yù)埋鋼板要進(jìn)行除銹及防銹處理。除去鋼板上的環(huán)氧樹脂保護(hù)層，清除表面舊漆，打磨至露出金屬底材，除銹等級必須達(dá)到GB8923-88中規(guī)定的Sa2.5級。除銹后，按以下工序進(jìn)行防銹處理。
3. 2上弦桿端部節(jié)點和下弦桿拱腳處裂縫的維修加固方法
3. 2.1 加固方法
因橋梁臺、墩不均勻沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點處的裂縫已基本穩(wěn)定, 不再發(fā)展?？刹捎铆h(huán)氧樹脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進(jìn)行維修加固。
3. 2.2 施工要點
首先做好構(gòu)件混凝土的表面鑿毛和鋼板的除銹工作, 如節(jié)點處混凝土剝落嚴(yán)重, 應(yīng)將保護(hù)層混凝土鑿除再粘貼鋼板。其次要先處理裂縫, 即對裂縫先進(jìn)行灌漿( 環(huán)氧灰漿) 處理, 然后再粘貼鋼板。第三, 由于拱腳處要經(jīng)常處于水流以下, 為防鋼板銹蝕, 對拱腳處加固還應(yīng)在粘貼鋼板后立模澆筑外包混凝土。
3.3 橫系梁、橫拉桿、橫隔板開裂的維修加固方法
加固方法
因桁架拱橋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低, 橫向聯(lián)系薄弱而不能適應(yīng)大交通量或重載交通時, 應(yīng)考慮對全橋的橫向聯(lián)系系統(tǒng)進(jìn)行整體加固。
