当前位置：文档之家 › 海珠大桥加固实施方案静力分析

海珠大桥加固实施方案静力分析

  • 格式：pdf
  • 大小：239.62 KB
  • 文档页数：4

第17卷　第1期1997年3月西安公路交通大学学报

JournalofXi’anHighwayUniversityVol117　No11Mar11997

海珠大桥加固实施方案静力分析

宋一凡①　贺栓海　杨炳成

[①西安公路交通大学公路系,西安,710064,讲师]

摘　要:广州海珠大桥(钢桥)采用自锚式吊桥加固设计方案。静力分析表明,经过加固后,大桥

中跨可减少原桥恒载下的弹性挠度,桁架卸载显著;边跨桁架挠度减小,由背索的张力和部分

节间施加预应力使下弦杆内力明显减小。实现体系转换后,大桥结构受力合理,满足设计要求。

关键词:加固,体系转换,静力分析

分类号:U448136

StaticalAnalysisoftheStrengtheningProgramme

forHaizhuBridgeinGuangzhowCity

SongYifan①　HeShuanhai　YangBingcheng

[①DepartmentofHighway,Xi’anHighwayUniversity,Xi’an,710064]

Abstract:Thestrengtheningprogrammebyusingthecabletrussanchoragedoneselfisused

forHaizhubridge(thesteelstructures)inGuangzhow.Thestaticalanalysisshowsthat,by

strengtheningthesteelstructuresandfinishingthesystemalternation,stressesintheold

trussandthedeformationinthemiddleofthespanareremarkablyreduced.

Keywrods:strengthening,systemalternation,staticalanalysis

海珠大桥(钢桥)加固实施方案如图1所示。中跨桁架下弦杆各节点经吊杆施力提升,完成原桥恒载

弹性挠度恢复和桁架杆件的卸载,形成自锚式吊桥结构体系承受恒载,中边跨桁架上下弦杆联结后形成

自锚式三跨连续索桁组合体系承受活载作用。本文结合大桥加固过程的不同阶段,并结合下述基本假设

进行静力分析:

图1　加固总体布置示意(1)悬索结构按平面弹性力学理论计算;(2)体系转换过程中,中边跨桁架下弦杆顶紧连接措施传力复杂,受原桥支座的可移动性能影响较大。本文分析吊杆施力时,不计纵向水平偏心压力对中跨桁架的弯曲影响;

本文1996年7月9日收到。交通部重点科研项目,广州市政管理局资助

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

图2　中跨桁架节点吊杆施力(3)由于大桥加固前后荷载总量变化甚微,根据文献[1]的调查分析,不考虑下

部结构受力问题。

1　加固过程受力分析

111　吊杆施力分析为了便于加固施工,忽略中跨桁架关

于跨中截面不对称因素的影响。如图2所

示,关于跨中9号节点对称成对地施加吊

杆力xi=x18-i(i=2,3,4,…,8,9)。根据前述,假定吊杆施力产生的桁架

各节点上挠值与原桁架恒载挠度相同,则

变形协调方程为

[A]{x}={b}(1)式中,[A]8×8是中跨简支桁架在对称成对单位吊杆力作用下的柔度矩阵,{x}8×1是各节点吊杆力列向

量,{b}8×1是原桥中跨桁架各节点恒载作用下的实际挠度值。求解式(1),得各吊杆施力值为

{x}T={18315　22015　241　241　200　114　162　588}　(kN)

每吊杆平均施力值　xθ=∑16

i=2xi󰃗15=22018kN

中跨桁架的恒载平均集度g恒=73119kN󰃗m,在计算跨径内等效成各节点集中力约23314kN,与

吊杆施力平均值相对误差514◊,说明吊杆施力值合理,中跨桁架原支座亦不会脱空。

112　悬索受力分析悬索加固构造如图3所示。其中,主索跨长l=48195m,矢高f=5148m,矢跨比1󰃗9,以塔顶为坐标

图3　悬索加固构造示意原点,建立悬索在吊杆施力后的近似形状函数

y=4fl2(l-x)x(2)

中跨简支桁架计算跨径l1=47185m,相对于旧桁架跨径的矢高

f1=f-y(x=0155)=5124m

塔顶主索的倾角Υ0=24°。计及索夹和悬索自重的估算量,悬索受恒载集度约g=7519kN󰃗m,则悬索水

平力[3]

Hg=gl21󰃗8f1=75.9×47.852󰃗8×5.24=414516kN

相应地,塔顶处悬索最大张力

Tg=Hg󰃗cosΥ0=4537.9kN

113　背索受力分析

塔脚设一可转动铰,不考虑塔体自身的变形因素,由塔顶沿桥纵向水平变形协调条件和平衡条件,有81 西安公路交通大学学报 1997年　

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.H1+H2=Hg∃1󰃗cosΥ1=∃2󰃗cosΥ

2(3)

式中:H1、H2分别为长、短背索张力的水平分量;∃1、∃2分别为长、短背索的轴向伸长量。设长短背索截

面相同,材料相同,则

H1=Hg1+S1cos2Υ2S2cos2Υ

1=01379Hg=151712kN

H2=Hg1+S2cos2Υ1S1cos2Υ

2=01621Hg=25741

4kN(4)

式中,S1、S2分别为长短背索的长度,Υ1、Υ2分别为长短背索的水平倾角。背索的张力

T1=H1󰃗cosΥ1=015696Hg=2361kN

T2=H2󰃗cosΥ2=015163Hg=2140kN(5)

114　边跨下弦杆部分节间预应力估算鉴于大桥岸边过渡墩处伸缩缝损坏严重,原支座已严重锈蚀,很难滑动。为了减轻因背索水平分力

引起边跨下弦杆附加拉力,在岸边起共计6个节间范围内设置水平纵向预应力Ny=1620kN,以保证边跨下弦杆受拉应力不超过容许值。

2　加固完成后静力分析

211　恒载作用分析吊杆施力与预应力张拉完成后,大桥主桁架与悬索体系共同承受恒载作用。桁架分析方法采用平面

刚架有限元[4],分析结果列于表1中。

表1　分析结果

跨中挠度(mm)绝对值最大应力(MPa)

下弦杆上弦杆腹杆

中跨-018-16177191513边跨23-7417-52158115

注:挠度向下为正。

由上表可见,悬索受张力后,中跨桁架结构应力绝对值均显著减小[1],实现了中跨桁架卸载目标。边跨桁架下弦杆靠近河中墩的四个节间,应力符号发生了改变,绝对值也较大,因此,应对边跨下弦杆构件

加固补强之后,再对吊杆施力。

212　活载作用分析施力完成后,大桥中、边跨主桁架上下弦杆经塔体(因实际位置限制)铰以上部分联结成连续桁架结

构,形成自锚式三跨连续索桁组合体系承受活载作用。在河中墩顶处原桁架的支座不变,桁架连续后形

成双排支座的三跨连续桁架,对承受活载下的负弯矩有显著消峰作用。由于加固实施主要靠悬索,在设

计悬索时假设活载作用下桁架无连续影响,以策安全。在汽—15级标准车和人群荷载作用下,悬索张力

和背索张力、吊杆拉力列于表2,桁架结构变形和应力计算结果列于表3。

表2　活载产生的内力增值(kN)

荷载类型悬索水平力背索张力

长索短索吊杆张力

汽—15级标准车119

1267196115617人群315kN󰃗m279174514411241591第1期 宋一凡等:海珠大桥加固实施方案静力分析

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表3　桁架结构变形与应力

跨中挠度(mm)绝对值最大应力(MPa)

下弦杆上弦杆腹杆

中跨边跨101910111914-7181715

由计算可知,桁架各杆件在活载作用下其应力值较小,与恒载下的应力组合,均小于100MPa,显然

小于[Ρ]=140MPa(原桥材料试验取值)。由此说明,大桥加固后原桁架结构卸载明显,受力合理。

3　加固设计

根据静力分析,加固设计[2]时,悬索选用19根7×19-3910-1400钢丝绳,编成横截面呈正六边形;长

短背索分别由两束组成,每束由4根5l32四级冷拉冷轧钢筋组成,采用轧丝锚锚固,吊杆每节点两根5l32钢筋。边跨桁架下弦杆内水平预应力由12根15Υj5钢绞线组成,采用OVM系列锚具。经强度复核,满足受力要求。

4　结　论

综上所述,海珠大桥(钢桥)采用自锚式吊桥加固设计方案,中跨桁架卸载显著,弹性挠度恢复,明显

改善了大桥挠度过大的缺点,边跨近河中墩的下弦杆部分节间,由背索提供了“免费”预应力,改善了下

弦杆拉力过大的缺陷。全桥吊杆施力完成,实现结构体系转换中、边跨桁架对应弦杆连接后,呈现出连续

梁的优点,加固施工方便。由此说明,海珠大桥(钢桥)加固设计方案是合理的,加固作用明显,并把中跨

原设计汽—10级荷载等级提高到汽—15级标准车荷载。

参考文献

1　西安公路学院1广州海珠大桥检测加固研究系列报告1西安:西安公路交通大学,19942　西安公路学院1广州海珠大桥加固设计施工图1西安:西安公路交通大学,19943　周远棣,徐君兰1钢桥1北京:人民交通出版社,19914　杨炳成1公路桥梁电算1北京:人民交通出版社,1995[责任编辑　孙守增]02 西安公路交通大学学报 1997年　

© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

合集下载

某拱桥加固后静力荷载试验

某拱桥加固后静力荷载试验

第８卷第１９期２００８年１０月　１６７１．１８１９（２００８）１９—５５３５—０４　科学技术与工程　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．８　Ｎｏ．１９　Ｏｃｔ．　２ｏｏ８　⑥２００８　Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ．　

交通运输　

某拱桥加固后静力荷载试验　

李宝平　高鹏　

（西安工业大学建筑工程系，西安７１００３２；中交第一公路勘察设计研究院　，西安７１００７５）　

摘要　为了解小凌河大桥加固后的结构性能，对大桥进行了静载试验，测定了结构的强度和刚度，并将实测值与理论计算　值进行对比分析，结果表明桥梁的工作状态符合设计要求，工作性能稳定。同时为以后桥梁的安全运营提供了必要的技术　参数。　关键词拱桥　加固　静载试验　结构性能　

中图法分类号Ｕ４６６．１；　文献标志码Ｂ　

小凌河大桥位于辽宁省朝阳市境内，是东沙线上一　

座重要桥梁，建于１９９３年。全桥共六孔，单孔净跨　

径５０．０　ｍ，桥梁总长３３９．１４　ｍ；桥面宽度为：净９＋　

２×１．０　１Ｔ１人行道。上部结构为钢筋混凝土刚架拱，　

横桥向有４片拱肋，肋上安放微弯板。下部结构为　

重力式墩，Ｕ型桥台，第３＃墩为单向推力墩，其余为　

普通墩。墩台基础均置于岩石上。　

图１小凌河大桥现状　

该桥服役年限不长，但由于线路交通量的不　

断增长、车辆超载及自然因素的长期作用下，结　

２００８年５月３０日收到　第一者作简介：李宝平（１９７１一），男，硕士，西安工业大学讲师，研　究方向：工程结构检测与计算。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘａｉｔｌｂｐ＠１６３．ｃｏｒｎ。　构现状较差，病害突出，全桥存在安全隐患。主　

管部门于２００４年４月对该桥进行了检测试验并　

实施加固，加固设计荷载等级为汽车－２０级、　

挂一ｌ００。现状如图１所示。为全面掌握大桥加　

固后的结构性能，了解该桥现有承载能力，本文　

通过对大桥进行静荷载试验，并将试验结果与理　

论计算值进对比分析，得出大桥的当前实际结构　

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

2021 年 4 月

第4期总第581期水运工程

Port & Waterway EngineeringApr. 2021

No. 4 Serial No. 581

・港 口

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

彭钰皓1，张竣豪1，张秀芳

】，2，侯利军2，刘 泓4，陈 达

（1.河海大学，海岸灾害及防护教育部重点实验室，江苏南京210098；

2.大连理工大学土木工程学院，辽宁大连116024；

3. 河海大学，水利学科专业实验教学中心，江苏南京210098；

4. 中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州510230）

摘要

：X形桩是一种反拱曲面异型桩，相比于同等截面积的矩形桩和圆形桩，X形桩具有更大的截面周长和惯性矩，受力

性能更好。结合京唐港32

#泊位遮帘式板桩码头结构，以X形桩代替传统的矩形桩，研究其对结构静力的影响。结果表明：相

同桩间中心距时，以X形桩替代后可减小前墙弯矩；在同等桩间净距1.75 m下，两类模型的前墙最大弯矩基本相同。相同荷

载作用下，前墙位移主要受桩间中心距影响，X形桩形状影响效应很小；锚碇墙水平位移受桩间中心距和遮帘桩形状的影响均

很小。桩间中心距、净距与桩间土体土拱效应直接相关，对前墙弯矩、土压力、遮帘桩弯矩等有显著影响。桩间中心距为

4. 05 m或桩间净距为1.75 m时，结构内力改善效果较优，可采用该间距的X形桩替代矩形桩，节约工程造价。

关键词

：遮帘式板桩码头；X形桩；土拱效应；内力；位移

中图分类号

：U 655.55

; U 656. 1+12 文献标志码

：A 文章编号

：1002-4972

（2021

）04-0030-09

Static analysis of covered sheet pile wharf structure using X-shaped piles

PENG Yu-hao1, ZHANG Jun-hao1, ZHANG Xiu-fang1,2, HOU Li-jun1,3, LIU Hong4, CHEN Da1

桥梁单片梁静载试验检测数据的分析——一以汨罗江特大桥单梁项目为例

桥梁单片梁静载试验检测数据的分析——一以汨罗江特大桥单梁项目为例

桥梁单片梁静载试验检测数据的分析——一以汨罗江特大桥单梁项目为例

摘要：单梁静载试验是判定桥梁承载力和安全性重要试验方法。近年来，我国路桥施工工程量不断增大，整体施工工艺日趋复杂，施工过程需要专业的技术人员对桥梁施工进行动态监控，以此保证施工过程中结构安全及施工完成后的行驶舒适度。本文以实际工程项目为例，就桥梁单片梁静载试验检测数据情况进行阐述。

关键词：汨罗江特大桥；桥梁单片梁；静载试验；检测数据

项目概况：湖南省岳阳至望城高速公路C2合同段，汨罗江特大桥（20m空心板）进行了静力荷载试验。静载试验中梁及边梁跨中截面几何特性为，（1）中梁跨中截面几何特性：面积A（m2）—0.5551；抗弯惯性矩I（m4）—0.0620；抗扭惯性矩IT（m4）—0.1117；(+)Cy（m）—0.4841；(-)Cy（m）—0.4659。（2）边梁跨中截面几何特性：面积A（m2）—0.6284；抗弯惯性矩I（m4）—0.0685；抗扭惯性矩IT（m4）—0.1260；(+)Cy（m）—0.4654；(-)Cy（m）—0.4846。预制梁板钢绞线均采用先张法张拉工艺。

1检测的目的及依据

1.1检测目的

通过本次静力荷载试验预期达到如下几个目标：（1）检验空心板的施工质量，掌握结构的实际工作状况，判断空心板的实际承载能力，从而判断空心板承载能力能否正常工作。（2）通过静力荷载试验和理论分析，对空心板地使用承载力及工作状况做出综合评价，判断空心板的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常工作状态。（3）通过对空心板的静力荷载试验，可为发展桥梁设计理论和提高施工工艺水平，不断积累技术数据并提供科学依据。（4）静载试验结果可作为今后桥梁维护及评估的原始数据。 1.2检测依据

本次试验检测主要依据如下规范和标准：《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）；《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4-1978）；《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）；《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）；本桥荷载试验相关技术资料及文件。

几种加固工艺在广州7座旧桥加固工程中的综合应用

几种加固工艺在广州7座旧桥加固工程中的综合应用

第２２卷第１２期　２００６年１２月　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ　Ｚ．２２　Ｎｏ．１２　Ｄ　ｃ．　２００６　

几种加固工艺在广州７座旧桥加固工程中的综合应用　

杨宏林　（铁道第一勘察设计院，陕西西安７１００００）　摘　要：文章总结了广州市７座旧桥维修加固工程实践经验，分析了旧桥病害产生的原因，４１－ｒｔ：￣　同桥型，综合运用了多种旧桥维修加固的方法。简单介绍了各种加固工艺流程。就目前旧桥普遍　存在的问题，探索如何提高旧桥承载能力之方法，以节省工程造价，使旧桥发挥更好的经济效益。　关键词：旧桥加固；型钢加固；注浆压密加固；贴碳纤维布加固；贴钢板加固　中图分类号：Ｕ４４５．７２　根据广州市市政园林工程质量检测中心提供的　《海珠区桥梁检测评估报告》及风宁桥、濑珠涌小桥、　滨江中路１号桥、汇源大街桥、泰沙桥、仑头公路１　号桥、南石西桥２００５年７月７日常规定期检测报　告，对７座桥各自的病害所在与成因进行了分析，在　７座桥中运用了型钢加固、注浆压密加固、贴碳纤维　布加固，贴钢板加固、植筋加大截面尺寸加固等不同　加固工艺的综合运用，取得了较好的效果。　１　旧桥检测及旧桥病害类型分析　在对桥梁进行维修加固前，必须全面掌握桥梁　结构现状，尽可能收集完善基础资料。但有的桥梁　由于建造年限较长，技术资料不全，甚至荡然无存，　因此，资料收集采用内业调查和外业调查相结合的　方法，内业组主要采集基本数据、文档数据、维修历　史数据、特殊检查数据、重车过桥数据、桥上事故数　据等六项内容；外业组主要调查病害数据、维修建议　数据、病害照片等三项内容；采集设备有高倍望远　镜、放大镜、检查专用梯、小船、钢尺、皮尺等常规检　测设备及砼保护层测定仪、钢筋锈蚀仪、红外测距仪　等特种测试设备，建立和完善必要的档案资料库。　然后按照《公路养护技术规范》的评定标准和评定方　法，分别计算出每个桥梁的技术状况评分，并评出技　术等级；对确定为一、二类的桥梁进行正常的小修保　养，三、四类桥梁则要进行大、中修或改造。　经过对《海珠区桥梁检测评估报告》资料的分析　及现场实际踏勘，进行分析，归纳目前七座旧桥的基　本情况大致可分为以下几类：　（１）桥梁构造合理，地基状况良好，只是由于原　设计荷载等级低，加之建造年代久远，养护维修不　足，使用荷载超重、超限，使用环境温度或湿度急剧　变化、酸或盐类的侵蚀、混凝土碳化和氯化物引起的　钢筋锈蚀等原因造成结构承载能力不能满足现行通　行车辆及发展的要求。因此，对这类桥梁主要是通　过加固，提高结构承载能力。如泰沙桥、仑头公路１　号桥、南石西桥等。　（２）主拱肋多处开裂，拱下挠度大，拱上建筑不　适应过大变形，裂缝较多，缝宽一般超过规范容许范　围。其损坏原因在多数是因为地基或基础不均匀沉　降而造成桥台水平位移，应对上部结构进行彻底改　造；如凤宁桥，由于流水冲刷陶蚀，基础下沉，引起主　结构的变形开裂。　（３）由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混　凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢　筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周　围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，　钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生　锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约２　～４倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护　层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈　迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面　面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下　降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致　结构承载能力降低。广州市７座旧桥大部分属于这　种情况。　２　１日桥力口固原贝０　本着经济合理充分利用旧桥可用部分的原则，　凡能加固的则不改建，如能部分改造的则不全部改　造。按照路桥结合、协调发展、权衡利弊来拟订方　案。