對桁架拱橋加固方式的探討

———對桁架拱橋加固方式的探討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肯定的影響。筆者依據(jù)該報告結(jié)論進行加固改造施工圖設(shè)計。

2、桁架拱橋檢測與評估

2022年1月，廣西高校土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心對桃花江橋進行了動靜載試驗，并提交了《桂林市桃花江橋動靜載試驗及平安評估報告》（廣西高校土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心，2022.1.25），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，供應(yīng)了精確?????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(特殊是橋址四周的斷面)由于沖刷或淤積等緣由導(dǎo)致的變化,可引起橋臺、橋墩位移的產(chǎn)生及進展。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狀況?，F(xiàn)有的橋梁整體變形,是推想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,宜采納無損檢測方法。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,可以關(guān)心判別發(fā)生共振的可能性。

2.4計算分析

采納現(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,還要給消失行荷載標(biāo)準(zhǔn)下橋梁的薄弱構(gòu)件,提出看法與建議。

2.5檢測報告摘要

拱肋間橫向聯(lián)系及斜撐聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕狀況檢測: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狀況。實行鑿開原環(huán)氧愛護層方式檢查，隨機抽取的21個聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫都消失銹蝕，大部分屬一般銹蝕，個別消失了銹塊，銹蝕較嚴峻，聯(lián)結(jié)處銹蝕狀況見照片8-1～照片8-2，依據(jù)銹蝕狀況分析，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)氧樹脂愛護層，已起不到防銹愛護作用，全部聯(lián)結(jié)處應(yīng)進行除銹和防銹處理。

3、對桁架拱橋的修理與加固技術(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)埋鋼板要進行除銹及防銹處理。除去鋼板上的環(huán)氧樹脂愛護層，清除表面舊漆，打磨至露出金屬底材，除銹等級必需達到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修理加固方法

3.2.1加固方法

因橋梁臺、墩不勻稱沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點處的裂縫已基本穩(wěn)定,不再進展。可采納環(huán)氧樹脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進行修理加固。

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)點處混凝土剝落嚴峻,應(yīng)將愛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,由于拱腳處要常常處于水流以下,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、橫隔板開裂的修理加固方法

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)進行整體加固。

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肯定的影響。筆者依據(jù)該報告結(jié)論進行加固改造施工圖設(shè)計。

2、桁架拱橋檢測與評估

2022年1月，廣西高校土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心對桃花江橋進行了動靜載試驗，并提交了《桂林市桃花江橋動靜載試驗及平安評估報告》（廣西高校土木建筑工程學(xué)院土木工程試驗檢測中心，2022.1.25），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，供應(yīng)了精確?????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(特殊是橋址四周的斷面)由于沖刷或淤積等緣由導(dǎo)致的變化,可引起橋臺、橋墩位移的產(chǎn)生及進展。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狀況?，F(xiàn)有的橋梁整體變形,是推想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,宜采納無損檢測方法。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,可以關(guān)心判別發(fā)生共振的可能性。

2.4計算分析

采納現(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,還要給消失行荷載標(biāo)準(zhǔn)下橋梁的薄弱構(gòu)件,提出看法與建議。

2.5檢測報告摘要

拱肋間橫向聯(lián)系及斜撐聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫銹蝕狀況檢測: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狀況。實行鑿開原環(huán)氧愛護層方式檢查，隨機抽取的21個聯(lián)結(jié)處鋼板焊縫都消失銹蝕，大部分屬一般銹蝕，個別消失了銹塊，銹蝕較嚴峻，聯(lián)結(jié)處銹蝕狀況見照片8-1～照片8-2，依據(jù)銹蝕狀況分析，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)氧樹脂愛護層，已起不到防銹愛護作用，全部聯(lián)結(jié)處應(yīng)進行除銹和防銹處理。

3、對桁架拱橋的修理與加固技術(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)埋鋼板要進行除銹及防銹處理。除去鋼板上的環(huán)氧樹脂愛護層，清除表面舊漆，打磨至露出金屬底材，除銹等級必需達到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修理加固方法

3.2.1加固方法

因橋梁臺、墩不勻稱沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點處的裂縫已基本穩(wěn)定,不再進展?？刹杉{環(huán)氧樹脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進行修理加固。

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)點處混凝土剝落嚴峻,應(yīng)將愛護層混凝土鑿除再