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桁架拱桥的常见病害与维修加固(二)
2010-12-01 来源:网络
3.加固实例

  3.1 桥梁及病害基本情况

  颍河大桥位于界首市,为 6×30 m桁架拱桥,全长 206 m,宽 10.9 m,设计荷载汽车-13级,建成于1979年。该桥下部结构为柱式墩,组合式桥台,桥墩及北桥台为钻孔灌注桩基础,南台为扩大基础,上部构造每跨由6片桁架组成,每片桁架分两块预制,预埋钢板焊接,无支架缆索吊装,桁架闸由横系梁、横拉杆、横隔板相联接。

  主要病害有:(l)1号~5号孔桁架拱顶下挠变形。其中2号孔最为严重,拱顶相对沉降达9 cm,而且该孔动载效应明显;(2)所有桥墩上部“门”形立柱及横梁断裂(横梁作为桁架的上支撑点)。立柱裂缝位于根部,与立面呈 30°~45°,缝宽1~5 mm,横梁裂缝一般位于1/3~l/2处,2~3条,缝宽0,2~lmm不等;(3)1号孔 6片桁架的北端上弦杆节点混凝土开裂;(4)桥面铺装层和微弯板严重裂缝破损;(5)桥面伸缩缝全部毁坏(原设计为自然缝);(6)部分人行道挑梁混凝土开裂下垂,人行道栏杆毁坏;(7)北桥台帽梁及侧墙开裂,缝宽5mm.

  3.2 病害成因分析

  (1)超载破坏。

  该桥设计荷载标准较低。随着交通流量的增长,特别是超载运输车辆的增多,桥梁不堪重负。另外,桁架的横向联系系统,在当今的车辆荷载作用下显得薄弱,已不能满足桁架的协同受力工作,即刚度不足。

  (2)基础不均匀沉降。

  该桥南台为扩大基础,其他墩台均为钻孔灌注桩基础,所以墩台沉降是不均匀的。如南台与相邻桥墩的相对高差达4cm,由于桁架是超静定结构,不均匀沉降产生的过大内力导致l号孔桁架端部节点全部开裂损坏,以及墩上“门”形立柱根部产生裂缝。

  (3)部分结构施工处理不当。

  该桥每跨桁架的上弦杆端部搭接在墩台上,施工时未断开而形成联接扣死,伸缩缝成假缝,改变了桥体的受力体系,使部分桁架上弦杆端部节点产生裂缝。

  3.3 加固方法

  (1)在桥梁每孔端部、L/4处各增设一道剪刀撑和一道上横系梁;拱顶处增设一道横隔板。剪刀撑采取预制安装,横系梁及横隔板采,浇方法施工。

  (2)对所有墩上断裂的“门”形柱采用扩大截面法加固:即先用环氧树脂砂浆修复裂缝,然后在墩上横梁跨中新增立柱,以减小横梁跨度,新增立柱采用微膨胀混凝土现浇,以使新老构件结合。

  (3)对桁片上弦杆端部节点裂缝采用环氧树脂灰浆粘贴钢板法加固修复。

  (4)对桥面系进行全面加固:拆除更换已裂缝破损或不规则的微弯板,以及全桥铺装层,新做11cm厚钢纤维钢筋混凝土铺装层,同时增设7道型钢伸缝装置,以提高桥面系的整体承载能力。

  (5)对人行道进行加固:拆除人行道上损坏的微弯板和所有拦杆,采用体外补筋法加固人行道挑梁后再安装人行道板和栏杆。

  (6)拆除北桥台损坏的帽梁和侧墙,用20号钢筋混凝土浇筑修复,并按原样式进行表面修饰。

  (7)在所有墩台上的拱脚处增设钢筋混凝土防震挡块,增强拱脚处的防震功能。

  4.结语

  该桥维修加固后,验收时进行了动静载试验检测表明,该桥加固后刚度明显加强,在汽车一15级动载作用下,桥体仍然处于弹性状态。因此一次性通过了竣工验收,被评为优良工程,并被省交通厅评为2000~2001年度全省优秀养护项目。

  
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