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)該報告結論進行加固改造施工圖設計。
2、桁架拱橋檢測與評估
2006年1月，廣西大學土木建筑工程學院土木工程試驗檢測中心對桃花江橋進行了動靜載試驗，并提交了《桂林市桃花江橋動靜載試驗及安全評估報告》（廣西大學土木建筑工程學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、靜載試驗及應變應力分析、動載試驗，為日后加固工作，提供了準確的數(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構, 橋臺、橋墩的位移直接影響到橋梁結構受力。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導致的變化, 可引起橋臺、橋墩位移的產(chǎn)生及發(fā)展。在桁架拱橋結構應力計算分析中, 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, 橋寬伸縮縫。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 靜載試驗及應變應力分析
在桁架拱片上選擇好測試點, 貼上電阻應變計,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, 使用測振儀器等設備進行振動數(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構的工作狀態(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)行荷載標準等作橋梁的分析評估。評估結果要給出橋梁的實際承載力, 還要給出現(xiàn)行荷載標準下橋梁的薄弱構件, 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)結處及6個斜撐聯(lián)結處檢查鋼板焊縫銹蝕情況。采取鑿開原環(huán)氧保護層方式檢查，隨機抽取的21個聯(lián)結處鋼板焊縫都出現(xiàn)銹蝕，大部分屬一般銹蝕，個別出現(xiàn)了銹塊，銹蝕較嚴重，聯(lián)結處銹蝕情況見照片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)結處鋼板焊縫銹蝕率為100%，說明原環(huán)氧樹脂保護層，已起不到防銹保護作用，所有聯(lián)結處應進行除銹和防銹處理。
3、對桁架拱橋的維修與加固技術
3. 1聯(lián)結處除銹和防銹處理
加固前，拱肋間橫向聯(lián)系梁及斜撐聯(lián)結處的預埋鋼板要進行除銹及防銹處理。除去鋼板上的環(huán)氧樹脂保護層，清除表面舊漆，打磨至露出金屬底材，除銹等級必須達到GB8923-88中規(guī)定的Sa2.5級。除銹后，按以下工序進行防銹處理。
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行維修加固。
3. 2.2 施工要點
首先做好構件混凝土的表面鑿毛和鋼板的除銹工作, 如節(jié)點處混凝土剝落嚴重, 應將保護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
因桁架拱橋設計標準低, 橫向聯(lián)系薄弱而不能適應大交通量或重載交通時, 應考慮對全橋的橫向聯(lián)系系統(tǒng)進行整體加固。
