導(dǎo)語：斜拉橋加固設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工程概況

南閣大橋主橋?yàn)殡p塔雙索面稀索斜拉橋，中間設(shè)置掛梁，掛梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字梁。橋跨組合為:2×35m+108m+3×35m，其中吊梁36m，橋梁全長(zhǎng)283m。設(shè)計(jì)荷載為汽車－20級(jí)、掛車－100，于1994年建成通車。上部結(jié)構(gòu):主梁采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的組合式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，恒載的絕大部分為預(yù)制A類部分預(yù)應(yīng)力工字梁承受。橫橋向設(shè)四片工字梁，工字梁間距3.2m。索塔為H型，不設(shè)上橫梁。斜拉索為雙索面稀索體系，每塔設(shè)置5根拉索，分兩種類型，分別由1457mm和2117mm平行鋼絲組成。下部結(jié)構(gòu):主墩基礎(chǔ)為81.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺(tái)，過渡錨墩基礎(chǔ)為21.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺(tái)。

2病害分析

2.1表觀病害

該斜拉橋技術(shù)狀況評(píng)定為4類橋，影響橋梁的正常使用。主要病害有:掛梁受到過往船只的不同程度撞擊，存在嚴(yán)重的安全隱患;全掛梁邊梁出現(xiàn)嚴(yán)重縱向裂縫，局部有少量斜向裂縫;最大縫長(zhǎng)2100cm，最大縫寬0.58mm;縱梁多處露筋銹蝕。

2.2驗(yàn)算和試驗(yàn)

在承載能力極限狀態(tài)組合下，斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、35m工字梁截面抗力不滿足汽車－20級(jí)和公路Ⅱ級(jí)荷載要求;在正常使用極限狀態(tài)下，斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、13#－14#墩梁、35m工字梁截面縫寬度驗(yàn)算不滿足規(guī)范要求。靜載試驗(yàn)各工況下，主橋跨中掛梁、主橋第二跨工字梁主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00，不滿足規(guī)范要求;主橋縱梁主要應(yīng)變測(cè)點(diǎn)及主橋第二跨工字梁主要應(yīng)變測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00，也不滿足規(guī)范要求;且主橋跨中35m簡(jiǎn)支掛梁裂縫測(cè)點(diǎn)有明顯變化。綜上，橋梁的剛度、強(qiáng)度及抗裂能力差。動(dòng)載試驗(yàn)條件下，斜拉橋主橋和36m掛孔工字梁動(dòng)載的實(shí)測(cè)值均大于理論計(jì)算值，結(jié)構(gòu)整體剛度滿足設(shè)計(jì)要求。

3復(fù)核模型與加固方案

一般研究橋梁結(jié)構(gòu)損傷程度的校驗(yàn)系數(shù)是基于掛梁與主跨相鄰35m工字梁作為一個(gè)整體的基礎(chǔ)上進(jìn)行考慮。本次復(fù)核認(rèn)為:掛梁作為一個(gè)單獨(dú)結(jié)構(gòu)放置于兩側(cè)斜拉橋框架上，結(jié)構(gòu)上可視為獨(dú)立的簡(jiǎn)支梁受力。因此，在計(jì)算校驗(yàn)系數(shù)時(shí)，按簡(jiǎn)支梁考慮扣除兩端位移后，以跨中與兩端支座間相對(duì)位移進(jìn)行考慮，這樣可更真實(shí)地反映掛孔的工作狀況。綜上所述:(1)斜拉橋主塔、拉索及縱梁滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求，視為工作狀態(tài)尚可，不考慮加固。(2)斜拉橋掛梁校驗(yàn)系數(shù)為2.71和3.11，嚴(yán)重超出《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求，結(jié)構(gòu)剛度嚴(yán)重不滿足設(shè)計(jì)要求，本復(fù)算認(rèn)為掛孔工字梁工作狀況遠(yuǎn)比理論狀況差。根據(jù)損傷判斷，損傷系數(shù)約為0.32，顯示掛梁部分的四片主梁損傷均比較嚴(yán)重，剛度較差，且整體性較差，加固方案采用全部更換方案。(3)復(fù)算中第一、二跨工字梁基本滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求，且考慮檢測(cè)報(bào)告中未發(fā)現(xiàn)該跨工字梁有相應(yīng)的明顯病害，故認(rèn)為工字梁實(shí)際狀況要好于理論狀況，結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計(jì)要求，不考慮加固。

3.1加固設(shè)計(jì)

基于復(fù)核計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)報(bào)告，考慮到結(jié)構(gòu)的安全性，宜適當(dāng)降低加固標(biāo)準(zhǔn)，故加固的目標(biāo)是維持原汽車－20級(jí)、掛車－100的荷載標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該橋梁交通量、使用要求及結(jié)構(gòu)受力情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)并滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、耐久性、適用性的要求，進(jìn)行本次維修加固設(shè)計(jì)。另外從美觀的角度出發(fā)，維修設(shè)計(jì)時(shí)盡量做到維修后結(jié)構(gòu)外觀與原結(jié)構(gòu)和諧一致。

3．2斜拉橋加固設(shè)計(jì)

(1)由于原掛梁工作狀況較差，考慮拆除原掛孔混凝土工字梁，重新架設(shè)鋼箱梁，增強(qiáng)掛梁的整體受荷情況，以及改善掛梁整體剛度，減輕自重，緩解惡化速度。采用鋼箱梁掛梁替換現(xiàn)有的4片工字梁，復(fù)建原有的人行道板及欄桿，以及更換原掛梁端伸縮縫。(2)考慮到邊跨工字梁工作狀態(tài)尚可，僅對(duì)工字梁中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行封閉或灌注處理。(3)鑒于斜拉索于2008年進(jìn)行了更換，若更換掛梁時(shí)發(fā)現(xiàn)斜拉索銹蝕較嚴(yán)重則更換斜拉索，若斜拉索工作狀態(tài)良好則不進(jìn)行更換。

3．3鋼箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

斜拉橋掛梁采用鋼箱梁。鋼箱梁頂面設(shè)置鋼纖維混凝土現(xiàn)澆層，厚15cm(含頂板厚)。主橋掛梁為一孔34m簡(jiǎn)支鋼箱梁。鋼箱梁頂寬12.0m，底寬9.66m，懸臂長(zhǎng)1.2m，箱梁外腹板處梁體凈高2.2m(外輪廓尺寸)。箱梁為單箱三室結(jié)構(gòu)，邊、中腹板為直腹板。鋼箱梁通過腹板變高形成頂板雙向2%橫坡，底板橫向水平設(shè)置。鋼箱梁主要由頂板、底板、腹板及各自的加勁肋組成，在鋼箱梁中每2m設(shè)一道縱向橫隔板，強(qiáng)橫隔板和弱橫隔板交錯(cuò)設(shè)置，以保證箱梁的整體作用。橋面板采用正交異性板，箱梁頂板縱肋為閉合截面的U形肋，肋厚6mm，肋距400mm。底板縱肋為板肋，肋厚12mm，肋距400mm，牛腿橫梁內(nèi)對(duì)應(yīng)縱肋處設(shè)置板肋，厚16mm。箱梁腹板厚18mm，翼板頂板厚度等厚12mm，頂厚16mm。箱梁底板厚在跨中28.814m范圍內(nèi)為20mm，在牛腿橫梁內(nèi)局部加厚到22mm。底板、頂板不同板厚對(duì)接時(shí)厚度的變化都在箱外側(cè)進(jìn)行，保持箱內(nèi)側(cè)平順。箱體及分塊節(jié)段間連接全部采用焊接。為了保證橋梁的平整，鋼箱梁應(yīng)向上設(shè)置預(yù)拱度，具體預(yù)拱度值施工交底時(shí)提供。

4結(jié)語

本文以南閣大橋的主橋斜拉橋加固為工程背景，在計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)損傷程度的校驗(yàn)系數(shù)時(shí)，取代一般研究中將掛梁與主跨相鄰35m工字梁作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮的方法，而是將掛梁視為單獨(dú)受力的簡(jiǎn)支梁置于兩側(cè)斜拉橋框架上，以跨中與兩端支座間相對(duì)位移來計(jì)算校驗(yàn)系數(shù)，這樣可更真實(shí)地反應(yīng)掛孔的工作狀態(tài)。通過建立復(fù)核模型，計(jì)算并提取五種工況下相應(yīng)的結(jié)果，分別與“橋梁特殊檢測(cè)報(bào)告”中的檢測(cè)結(jié)果及檢測(cè)理論模型所得數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，由此得到各工況下的校驗(yàn)系數(shù)，進(jìn)而判斷出橋梁的損傷程度，并據(jù)此對(duì)舊橋進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

作者:仝瑞金 薛長(zhǎng)武 李博 單位:廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司