系杆拱桥刚性吊杆更换关键技术分析
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吊杆拱桥更换吊杆施工方法综述拱桥吊杆型号尺寸1.前言吊杆是吊杆拱桥的重要组成部分和传力构件,其安全性、耐久性和适应性关系到桥梁结构的安全与正常使用。
但是,早期建筑的部分系杆拱桥由于计算理论、设计方法上的缺乏、对吊杆防护认识缺乏等;或者运营过程维护不当、车祸、人为事故和环境因素等,造成吊杆破损,有的已经到了很严峻的程度而不得不更换,可见对于这类问题的讨论十分迫切。
2.吊杆常见病害吊杆拱桥都是通过吊杆将桥面系的恒、活载传递给拱肋的,再由拱肋传递给拱座或下部结构。
桥梁建成投入使用后,会因吊杆或锚头锈蚀、松动或意外受损等缘由,造成吊杆安全系数偏低,或者其正常使用安全存在严峻隐患。
依据吊杆常见病害发生的不同位置,可以将其划分为以下三类:锚头部位病害、护套病害、吊杆索体病害。
2.1吊杆护套病害现今国内吊杆护套材料为PE护套和金属护套,PE护套的应用比较广泛,故出现病害也比较简单发觉。
护套病害主要是护套的开裂问题,一旦护套开裂,会直接影响吊杆的防水能力。
对于金属护套,吊杆钢套筒普遍老化变形,并且钢套筒与拱肋结合处开裂状况普遍,由于套管顶部开裂,大部分管内有积水,致使钢筋锈蚀普遍较重。
对于PE护套,由于PE爱护层塑料原材料的质量问题而导致吊杆的PE爱护层出现不同程度的开裂和环状断裂。
2.2锚头锈蚀与变形吊杆上部为锚固端,锚具埋入钢管拱内,有盖板盖住,一旦吊杆锚端的防水装置被破坏,就会发生渗水现象。
锚头变形主要发生在吊杆出厂前的超张拉检验过程中,锚箱积水造成锚头部位锈蚀,这也是吊杆的常见病害之一。
2.3索体腐蚀锈蚀是导致吊杆承载能力和使用寿命降低的直接缘由,高强钢丝在腐蚀性介质中可能出现四种锈蚀:匀称锈蚀、孔蚀、应力腐蚀开裂以及疲乏腐蚀。
吊杆不仅承受桥面传来的车辆反复冲击荷载,还承受风荷载和温度改变的作用,在疲乏受力状态下吊杆发生的腐蚀属于应力腐蚀。
吊杆与防护钢管内的水泥砂浆不密实导致吊杆内存在强碱性的积水,钢丝腐蚀严峻;吊杆外层钢丝明显松弛;钢丝的有效受力面积已有很大减弱,重影响到桥梁的运营安全。
探讨系杆拱桥的吊杆更换设计研究摘要:本文主要分析了系杆拱桥的吊杆病害原因,探讨系杆拱桥吊杆的可更换设计及更换施工流程,以供相关工作人员参考。
关键词:系杆拱桥;吊杆病害;可更换设计;更换流程引言系杆拱桥由两种或两种以上的基本结构,如梁、拱、板、杆等组合而成的称为组合体系结构,其力学性能和材料指标往往要优于同等设计条件的单一结构体系。
系杆仅用于平衡拱脚处的水平力,随着梁拱组合体系桥梁的发展,出现了系杆不仅承受拱脚传来的水平力,同时也承受桥面传来的车辆荷载的情况。
近年来,我国系杆拱桥的建设事业得到迅速发展,已经成为我国一种主要的桥型。
但是,由于我国起步比较晚,发展比较快,而桥梁设计中却未对吊杆更换予以重视,不断有系杆拱桥吊杆破损,因此,对系杆拱桥的吊杆破损、更换的研究变得非常重要和迫切。
1 吊杆病害分析吊杆暴露在大气环境中,雨水的侵蚀和车辆尾气将导致吊杆锈蚀。
疲劳累积损伤和锈蚀是吊杆最普遍的两种损伤。
吊杆损伤发生的部位包括吊杆杆身和锚头,一般锚头比吊杆杆身损伤严重,下锚头比上锚头严重。
损伤的形式包括吊杆滑丝、断丝、锈蚀、断裂、锚头锈蚀、锚箱混凝土开裂和碳化,局部承压板锈蚀等。
1.1吊杆PE保护层断裂由于吊杆处在露天工作状态,与大气直接接触的吊杆PE防护套最容易发生破损现象。
由于PE保护层塑料原材料的质量问题,导致吊杆的PE保护层出现不同程度的开裂和环状断裂,这将直接影响吊杆的防水能力,吊杆的钢护套锈蚀剥落,这是导致吊杆横断面腐蚀的重要原因。
1.2吊杆的应力腐蚀吊杆不仅承受桥面传来的车辆反复冲击荷载,还承受风荷载和温度变化的作用,在疲劳受力状态下吊杆发生的腐蚀属于应力腐蚀。
应力腐蚀对高强预应力钢筋危害很大,这是一种腐蚀介质和拉应力共同作用下钢筋产生晶间或穿晶断裂的现象。
腐蚀介质、钢材应力水平和钢材材质情况是影响钢材应力腐蚀严重程度的主要因素。
锈蚀主要导致吊杆的截面积减小和氢脆现象,前者是由于锈蚀产物的生成而造成吊杆实际受力面积的缩小;锈蚀产生的坑点作为一个氢原子源,有利于后者的发生。
系杆拱桥的吊杆更换过程控制摘要:针对系杆拱桥吊杆更换过程的两次体系转换,分析了吊杆更换过程中桥面开裂的原因,通过控制在吊杆更换过程中桥面的负弯矩,并且把负弯矩的控制,转变为桥面标高的控制,有利于工程实际应用。
1工程概况三山西大桥主桥原设计及现状为三孔展翅中承式钢管柔性系杆拱桥,其跨径组合为45.00m+200.00m+45.00m,全长290.00m,其中主跨200.00m,矢高44.40m。
主拱肋为组合式钢管混凝土结构,推力由设在桥面系中的系杆自平衡;吊杆采用镦头锚锚固的平衡钢丝束;桥面系采用横梁加槽形板组成。
南海区三山西大桥1994年建成通车,营运已近17年。
经过多年使用后,桥梁的各个部位均出现了不同程度的病害。
有关方面委托专业检测单位分别于2003年、2007年及2008年多次对大桥进行了检测,检测结果表明,其主要病害有:主拱肋钢管砼局部脱空、主拱肋及横隔板表面局部油漆脱落、焊缝锈蚀;吊杆PE管开裂、老化,钢丝、锚具等锈蚀严重;系杆钢箱局部漏油、积水,系杆的预应力束的应力损失达10%左右等;端横梁、拱座、立柱、引桥腹板、边拱肋等裂缝较多;伸缩缝缝内堵塞、伸缩缝体的橡胶构件开裂;桥面铺装层局部损坏等。
且上述病害有进一步发展的趋势,需要进行维修。
据此设计院根据检测报告对该桥进行维修加固设计,于2008年12月完成了《佛山市南海区三山西桥维修加固工程—施工图设计文件》的编制工作。
其的主要指导思想是:在维持原设计标准的基础上对本桥进行维修加固,主要内容有:更换吊杆、系杆钢箱排水防腐、原系杆维护和增设新系杆、拱座加固、边拱加固、钢管拱主拱圈内灌注化学材料填隙、主拱圈防护、更换伸缩缝支座等维修加固工作。
2施工监控桥梁施工控制是一个“预测—量测—识别—修正一预测”的循环过程,施工监测要求首先是确保施工中结构安全,其次是保证结构内力合理和外观美观;因此,施工过程中必须对主拱结构内力变形和桥面系线形进行双控。
拱桥吊杆更换施工技术唐赐明(重庆桥都桥梁技术有限公司)摘要:结合工程实例,利用精轧螺纹钢及工字钢作为临时吊杆系统,将原吊杆的力转换至临时吊杆系统,再转换至更换的新吊杆,完成中下承式拱桥吊杆更换。
关键词:拱桥;吊杆;更换;施工工艺前言自上世纪90年代开始,我国修建了大量中、下承式拱桥,该类桥梁主要是通过吊杆将桥面系的恒载及活载传递至拱肋,因此吊杆是关键的承重构件。
当时旧吊杆体系采用的基本上是平行钢丝+镦头锚的方式。
由于受当时技术水平、材料质量及施工质量等因素影响,桥梁竣工10多年后,吊杆便开始出现病害,随着时间的推移逐渐成为桥梁结构的安全隐患,甚至出现吊杆断裂致使桥梁垮塌的事件。
吊杆的使用寿命一般为20年,从上世纪90年代拱桥竣工至今,将有大量的吊杆达到其使用寿命,需要更换。
笔者结合四川省绵阳市安昌二桥拱桥吊杆更换施工实践,对吊杆的更换进行探讨。
1、工程概况四川省绵阳市永安北路安昌二桥位于永兴至安县县道上,跨越安昌河,是变截面悬链线钢筋混凝土箱型中承式双肋吊杆拱桥,于1995年建成通车。
桥梁上部结构主拱圈为变截面悬链线钢筋混凝土箱型双肋拱,肋间在桥面以下设有横撑与K型横撑;原桥吊杆采用热挤PE防护钢丝,每根吊杆共139根φ5高强平行钢丝,标准强度为1670Mpa,锚具为墩头锚;吊杆横联采用钢筋混凝土空心梁结构;拱及墩上立柱(横梁)采用钢筋混凝土框架结构。
2008年汶川“5•12”地震时,该桥损毁较严重。
为消除隐患,在处治完其他病害后,决定将其吊杆全部予以更换。
2、吊杆更换施工方法2.1施工措施2.1.1 施工支架及平台支架用钢管搭设,搭设前进行荷载验算,符合安全要求后才能施工。
在拱肋下搭设满堂支架,施工支架需作为吊杆换索的平台,故脚手架的刚度和整体稳定性也要控制;支架搭设好后在其上满铺竹跳板即可使用。
全桥采用扣件式钢管支架,钢管规格为φ48mm×3.5mm。
横梁处用钢管、扣件搭设吊架,拱肋处用钢丝绳固定,中间在泄水孔位置采用钢丝绳拉住纵向钢绳,以保证钢丝绳的受力稳定、安全。
拱桥更换吊杆施工方案一、介绍拱桥是一种传统的建筑形式,其优美的外观和独特的结构使其成为许多城市的地标。
然而,随着时间的推移,拱桥的吊杆可能会出现老化或损坏的情况,需要进行更换。
本文将介绍拱桥更换吊杆的施工方案,包括步骤、材料和注意事项。
二、施工步骤1. 准备工作在进行拱桥吊杆更换之前,必须进行准备工作。
首先,需要对拱桥进行全面的检查,确定哪些吊杆需要更换。
其次,需要制定详细的施工计划,包括工期、人员和材料。
2. 拆除旧吊杆拆除旧吊杆是拱桥更换吊杆的第一步。
在拆除旧吊杆之前,需要严格遵循安全规范,并确保施工人员具备相关技能和经验。
拆除旧吊杆时,需要使用适当的工具和设备,保证施工顺利进行。
3. 安装新吊杆在拆除旧吊杆后,需要安装新的吊杆。
选择合适的吊杆材料,如钢材或混凝土梁,并根据拱桥的具体情况进行设计。
安装新吊杆时,需要保证吊杆与拱桥其他部分的连接牢固可靠。
4. 检查与测试安装新吊杆后,需要进行全面的检查和测试,确保其质量和安全性。
检查吊杆的连接是否牢固,是否满足设计要求。
测试吊杆在荷载作用下的承载能力,确保拱桥能够满足使用要求。
5. 完工与清理当拱桥更换吊杆的施工完成后,需要对施工现场进行清理,保持环境整洁。
检查施工过程中是否有遗留物,清除施工垃圾,确保安全无事故。
三、施工材料进行拱桥更换吊杆的施工需要使用一些特定的材料,包括:•吊杆材料:根据拱桥的具体情况选择合适的材料,如钢材或混凝土梁。
•手工工具:如锤子、扳手等,用于拆除旧吊杆和安装新吊杆。
•机动工具:如起重机、吊车等,用于安装和调整吊杆位置。
•安全设备:如安全帽、安全绳等,保证施工人员的安全。
四、注意事项在进行拱桥更换吊杆的施工过程中,需要注意以下事项:1.安全第一:确保施工人员遵循安全规范,戴好安全帽,使用安全设备,避免发生意外事故。
2.施工计划:制定详细的施工计划,包括工期、人员和材料,确保施工按时完成。
3.施工技术:施工人员需要具备相关技术和经验,熟悉拱桥的结构和施工要求。
系杆拱桥吊杆更换过程论文摘要:本文介绍了本桥吊杆更换的施工工序,对同类工程起到了良好的借鉴作用,系杆拱桥吊杆的更换需进行深入地计算和分析,才能既尽可能地优化施工工序以节约建设成本,又能保证施工过程中的安全性。
1、工程概况某城市立交桥主桥为单跨138m的钢管混凝土刚架系杆拱结构,主桥桥面总宽31m。
主拱肋为空间桁架结构,由4根直径720mm的钢管弦杆和直径300mm的钢管腹杆所组成,矢跨比1/5,拱肋上下弦杆的钢管内填充混凝土;吊杆和系杆均为高强碳素钢丝,横梁为钢筋混凝土结构。
2、吊杆更换技术既有吊杆采用120根Φ5碳素钢丝,标准抗拉强度1600MPa。
新吊杆采用整束挤压式19-φ15.2mm钢绞线,标准抗拉强度1860MPa。
更换工序如下:在需更换的吊杆两侧安装4根临时吊杆,临时吊杆采用7-φ15.2mm钢绞线,临时吊杆穿过桥面板,与横梁底部、拱肋顶部以及桥面上方设置的槽钢扁担梁,形成临时兜吊系统。
先将旧吊杆索力逐步转移到临时兜吊系统,然后拆除旧吊杆,安装新吊杆;再将临时兜吊系统索力逐步转移到新吊杆,最后拆除临时兜吊系统,调整新吊杆索力。
旧吊杆索力逐步转移到临时兜吊系统的过程中,应采用临时兜吊系统分级加载、旧吊杆分步割断的施工工艺进行:即临时吊杆按总索力的5%分级加载,然后割断6根钢丝,然后加载到10%,再割断6跟钢丝,总共分20次循环,实现旧吊杆索力全部转移到临时兜吊系统。
吊杆更换过程中,应进行施工监控,以防止施工过程中桥面出现裂缝,确保结构安全。
3、吊杆更换对全桥受力影响的分析3.1计算模型考虑结构自重、二期恒载、混凝土收缩徐变、吊杆和系杆张力并计入汽车、人群等荷载,首先对桥梁的原受力状态进行模拟,其次对吊杆更换过程进行计算。
3.2桥梁原受力状态通过计算发现,在恒载作用下,拱肋钢管的最大应力为83.5MPa,混凝土的最大应力为9.6MPa;在恒载+活载作用下,拱肋钢管的最大应力为132.0MPa,混凝土的最大应力为15.7MPa,且均受压。
浙江某系杆拱桥吊杆更换的施工研究的开题报告一、研究背景及意义杆拱桥是大跨径桥梁中常见的一种结构形式,通常被用于河流、山谷等区域的大型交通工程。
其由拱形结构与杆件结构相互作用形成,可以使结构具有较好的承载能力和稳定性。
但是,由于长期使用和外部环境的影响,杆拱桥上的吊杆常常需要更换。
目前,吊杆更换的具体施工方法、技术要求等问题还存在很多亟待解决的问题。
本研究旨在探究和解决这些问题,为杆拱桥吊杆更换的施工提供可行性方案和技术支持。
二、研究内容1、杆拱桥吊杆更换的现状分析,了解吊杆更换的需要和主要问题;2、针对吊杆更换可能涉及的突发事件和安全风险,提出防范措施和应急预案;3、分析吊杆更换的施工方案和技术流程,从材料、工艺、设备等方面进行分析,为吊杆更换提供详细的技术规范;4、对吊杆更换施工过程中可能出现的质量问题进行评估,并提出相应的质量控制措施;5、通过现场实验和模拟等方式,验证和检验吊杆更换的施工方案和技术流程,总结得出可行性方案和技术支持。
三、研究方法1、文献调研:通过查阅国内外相关文献,了解现有的吊杆更换技术和工艺,整理归纳各种情况下吊杆更换的流程和注意事项。
2、现场实验:在具有代表性的杆拱桥上进行吊杆更换的模拟实验,从实践中总结经验和教训;3、仿真模拟:利用专业的仿真软件对吊杆更换的施工过程进行仿真模拟,优化设计方案和施工流程;4、统计分析:通过数据分析等方式,对吊杆更换的施工质量和安全情况进行评估和分析。
四、研究预期成果1、掌握杆拱桥吊杆更换的必要性和主要问题;2、提供吊杆更换的施工方案和技术流程,为更换工作提供具体的指导意见;3、提供吊杆更换的安全保障措施和应急预案,降低施工风险;4、总结吊杆更换中可能出现的质量问题并提出解决方案,提高施工质量和工作效率。
五、研究进度1、文献调研和现场实验,预计耗时2个月;2、施工方案和技术流程的设计和优化,预计耗时3个月;3、仿真模拟和数据分析,预计耗时2个月;4、撰写论文和成果报告,预计耗时1个月。