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篇1

關(guān)鍵詞：剛架拱橋；橋梁病害；加固設(shè)計(jì)

Abstract: The problem of rigid frame arch bridge of concrete cracking, widespread lack of capacity, serious diseases. In a rigid frame arch bridge as an example, a finite element model is built, and analyzed the causes of deficiency of the original design calculation and members of the typical diseases, and puts forward some concrete countermeasures for strengthening the bridge design.

Key words: rigid frame arch bridge; bridge; reinforcement design

中圖分類號(hào)： U448.22+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1 工程概況

某剛架拱橋橋梁全長(zhǎng)44.0m，全寬36.5m，計(jì)算跨徑36m，矢跨比1/8，橫橋向由十二榀剛架拱片組成，各榀拱片之間采用橫系梁連接。橋型布置詳見圖1。本橋于1992年建成通車，經(jīng)過十幾年的運(yùn)營，橋梁出現(xiàn)了以下主要病害：（1）部分微彎板開裂。（2）實(shí)腹段主梁出現(xiàn)了大量貫通裂縫，裂縫間距20-40cm，最大裂縫寬度已經(jīng)達(dá)到1.2mm。主拱腿、次梁均出現(xiàn)不同程度開裂現(xiàn)象。（3）斜立柱出現(xiàn)開裂，最大裂縫寬度已經(jīng)達(dá)到3mm。（4）橫系梁混凝土開裂。根據(jù)相關(guān)單位檢測(cè)和評(píng)定結(jié)論，本橋不能滿足原設(shè)計(jì)規(guī)定的汽車—20級(jí)，掛車—100的設(shè)計(jì)荷載要求。

圖1橋梁立面示意圖（單位：cm）

2 空間有限元模型

采用MIDAS軟件建立橋梁計(jì)算模型，全橋節(jié)點(diǎn)數(shù)948個(gè)，梁?jiǎn)卧?103個(gè)，建立的計(jì)算模型如圖2所示。邊界條件: 邊次梁端部?jī)H受豎向支撐約束，斜撐和拱腿根部完全固結(jié)，實(shí)腹段、主拱腿與弦桿交叉的節(jié)點(diǎn)部位采用剛性連接處理。

圖2全橋空間計(jì)算模型

3 病害原因分析

3.1 內(nèi)力計(jì)算[1]

原剛架拱橋設(shè)計(jì)采用容許應(yīng)力法控制結(jié)構(gòu)的承載能力，按平面桿系理論，用彈性支撐連續(xù)梁的簡(jiǎn)化方法計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載在橫向分布，不能考慮結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系構(gòu)件真實(shí)的受力結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)致某些構(gòu)件或部位內(nèi)力計(jì)算不準(zhǔn)確。

剛架拱橋拱片與橋面系組合后形成的T形截面為組合截面，應(yīng)按組合截面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和裂縫驗(yàn)算。而實(shí)際拱片與橋面系組合后形成的T形截面的配筋設(shè)計(jì)時(shí)，參考國內(nèi)有關(guān)設(shè)計(jì)定型圖按普通T形截面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和裂縫驗(yàn)算，強(qiáng)度計(jì)算和裂縫驗(yàn)算的結(jié)果與采用應(yīng)力疊加的組合截面計(jì)算結(jié)果相比，裂縫寬度驗(yàn)算中的鋼筋應(yīng)力值偏小，結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)偏不安全。

3.2 微彎板

微彎板開裂主要是由于車輪荷載直接作用在其上形成集中力改變了邊界條件，加之微彎板厚僅6cm，原設(shè)計(jì)計(jì)算中將微彎板簡(jiǎn)化為兩端彈性約束的變截面板驗(yàn)算承載力，常只按構(gòu)造配筋，局部強(qiáng)度低造成。對(duì)微彎板進(jìn)行空間有限元分析可知[2]，微彎板對(duì)側(cè)向位移和轉(zhuǎn)角較為敏感，而豎向位移對(duì)板應(yīng)力的影響較小，兩端簡(jiǎn)支條件下的應(yīng)力較兩端固定條件下的應(yīng)力大。在動(dòng)力效應(yīng)影響下，橋梁的整體縱橫向剛度削弱，使得微彎板兩端發(fā)生水平或豎向位移，這樣邊界條件就趨向于簡(jiǎn)支而發(fā)生附加位移，在板中產(chǎn)生了較大的應(yīng)力。

3.3 橫系梁

橫系梁的裂縫主要是微彎板的側(cè)向水平推力作用而使橫系梁受拉所致。另外，由于剛架拱橋結(jié)構(gòu)整體性較弱，橫向剛度低，在活載作用下，長(zhǎng)期的頻繁震動(dòng)導(dǎo)致剛拱片與橫系梁的聯(lián)結(jié)松動(dòng)，橋梁橫向整體剛度降低，引起橫系梁內(nèi)拉應(yīng)力超出允許值，橫系梁損壞后不利于荷載的橫向分布，加重橋梁病害。

3.4 拱片

考慮恒載+汽車荷載( 含沖擊力) +升（降）溫影響力作用下的荷載組合，有限元分析計(jì)算結(jié)果表明，主拱腳與實(shí)腹段聯(lián)結(jié)處主拉應(yīng)力已遠(yuǎn)大于混凝土的極限抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。拱腳水平位移對(duì)實(shí)腹段拱產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。拱腳豎向位移對(duì)拱頂處沒有什么影響，但對(duì)其他截面影響較大，主拱腿根部截面彎矩增大約50%，中弦桿截面增大約2%，其他截面略有減小，幅度在2%以內(nèi)。拱片在大小節(jié)點(diǎn)處的配筋不足且缺少必要的斜向鋼筋以抵抗受拉主應(yīng)力的作用；存在的這些問題影響拱片的承載力和耐久性能，也是產(chǎn)生裂縫的主要原因。

4 加固設(shè)計(jì)對(duì)策

4.1 微彎板加固設(shè)計(jì)

要改善微彎板的邊界條件，可從二個(gè)方面著手，一是加強(qiáng)微彎板與周圍構(gòu)件的連接鋼筋，如相鄰微彎板之間的連接，微彎板與拱片之間的連接。二是加強(qiáng)微彎板與混凝土 鋪裝層之間的連接。另外，原設(shè)計(jì)微彎板厚度6cm偏薄，應(yīng)增加微彎板厚度，并增大微彎板的配筋率，以提高微彎板的強(qiáng)度和剛度。加固時(shí)，對(duì)于開裂嚴(yán)重的微彎板可予以更換，更換的微彎板應(yīng)重新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)厚度從6cm增加到8cm，適當(dāng)增大微彎板的配筋率，并預(yù)埋與相鄰構(gòu)件連接的鋼筋。對(duì)于開裂不嚴(yán)重的微彎板，可采用粘貼碳纖維布加強(qiáng)。

4.2 橫系梁加固設(shè)計(jì)

通過空間有限元內(nèi)力計(jì)算分析看出，橫系梁對(duì)荷載的橫向分布起到了很大的作用。橫系梁的裂縫主要是微彎板的側(cè)向水平推力作用使橫系梁受拉所致。在加固設(shè)計(jì)中可以從擴(kuò)大橫系梁截面尺寸或者增加預(yù)應(yīng)力拉桿兩個(gè)方面考慮。

4.3 拱片加固設(shè)計(jì)

從剛架拱橋產(chǎn)生的病害看，主拱腿處病害比較嚴(yán)重，由于拱腳處受力較大，因此，可以將拱腳處截面稍微加大，設(shè)計(jì)成變截面的形式，適當(dāng)提高混凝土標(biāo)號(hào)和配筋率。主拱腿其余位置可采用外包角鋼進(jìn)行加固。

實(shí)腹段、次梁和邊次梁以受彎為主，可采用粘貼鋼板法進(jìn)行加固。斜立柱可采用粘貼碳纖維布進(jìn)行加固。

5 結(jié)語

本文針對(duì)一座剛架拱橋的病害特點(diǎn)，通過內(nèi)力驗(yàn)算找出了問題所在，并提出了橋梁設(shè)計(jì)加固的對(duì)策。對(duì)同類剛架拱橋的加固有一定參考意義。

參考文獻(xiàn)

篇2

關(guān)健詞：剛架拱橋；少支架安裝；施工要點(diǎn)；

1工程概況

某地一座60m跨剛架拱橋，橋面寬度2.75+l0+2.75m。設(shè)計(jì)荷載公路―1級(jí)。橋面縱向坡度3%，采用預(yù)制構(gòu)件，簡(jiǎn)支安裝，現(xiàn)澆橋面連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。

2、施工要點(diǎn)：

該剛架拱橋在拆除老橋的基礎(chǔ)上的改建工程，拆除施工時(shí)，已在橋的兩側(cè)填筑了施工圍堰，具備了干地施工的條件。考慮到工程的具體情況，拱片吊裝采用兩臺(tái)吊車少支架安裝方案，如圖1。即在拱腿和實(shí)腹段、拱頂接頭處架設(shè)三個(gè)型鋼支架，在支架頂部安放調(diào)整千斤頂。首先吊裝拱腿，拱腿一端插入支座，另一端擱置在支架上，用千斤頂配合吊車調(diào)整好高程位置后用纜風(fēng)繩固定；然后吊裝實(shí)腹段，實(shí)腹段的一端擱置在與拱腿對(duì)接的支架上，另一端擱置在拱肋中間的支架上，調(diào)整好位置和高程后（誤差不得超過1公分），固定并進(jìn)行焊接，澆筑濕接頭硅。然后安裝斜撐和弦桿，整片拱肋安裝后用纜風(fēng)繩固定，吊裝下片拱肋，完成后安裝連系梁，增加橫向剛度和穩(wěn)定件。

2.1吊裝準(zhǔn)備工作

2.1.1預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢查

預(yù)制構(gòu)件起吊安裝前必須進(jìn)行質(zhì)量檢查，不合格構(gòu)件不得使用，有質(zhì)量缺陷的應(yīng)預(yù)先修補(bǔ)。

拱肋接頭和端頭應(yīng)使用樣板校驗(yàn)，突出部分應(yīng)鑿除，凹陷部分應(yīng)使用環(huán)氧樹脂砂漿抹平。拱肋接頭和端頭應(yīng)彈出中線和控制線。

2.1.2拱座尺寸檢查

拱座硅面要修平，水平頂面高程應(yīng)略低于設(shè)計(jì)高程，拱座后端面應(yīng)與水平端面垂直，并與橋（墩）臺(tái)中線平行，在拱座面上標(biāo)出拱肋安裝位置的控制線和中線。用測(cè)量?jī)x器或鋼尺（帶拉力計(jì)）復(fù)核跨徑，每個(gè)拱座在肋寬范圍內(nèi)至少復(fù)核兩次。如用鋼尺丈量，丈量結(jié)果要進(jìn)行溫度和拉力的修正。拱肋合龍后，再次復(fù)核接頭標(biāo)高進(jìn)行修正。

2.1.3試吊

正式吊裝前，必須進(jìn)行試吊。試吊工作包括空載運(yùn)行、靜載試吊和吊重運(yùn)行三個(gè)步驟。待每一步驟檢查、觀測(cè)完成并無異常現(xiàn)象后，進(jìn)行下一步驟。試吊重物一般按最大構(gòu)件吊重的60％、100％和130%，分幾次進(jìn)行。

2.1.4吊裝場(chǎng)地整理

拱片吊裝現(xiàn)場(chǎng)南北橋臺(tái)之間有雜土和淤泥需清除，現(xiàn)狀河底高程在32.6左右，在離開兩邊橋臺(tái)各5m的兩橋臺(tái)之間需清理至29.0高程，寬度20m，然后回填塘渣至30.0高程。然后在換填范圍周邊開外1×lm排水溝。在兩橋臺(tái)中間按15m間距，設(shè)置三道鋼筋硅支架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸15m（長(zhǎng)）×3m（寬）×1m（高），基礎(chǔ)底部設(shè) 16@200鋼筋網(wǎng)一道。

2.2構(gòu)件起吊與運(yùn)輸

本工程構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)離橋址較遠(yuǎn)，構(gòu)件運(yùn)輸需修建臨時(shí)道路，以確保構(gòu)件運(yùn)輸能夠順利進(jìn)行。臨時(shí)道路采用塊石基層20cm厚，泥結(jié)碎石面層10cm厚道路寬度5m。

由于拱肋采用臥式預(yù)制，吊裝前，需翻身成立式，實(shí)腹段使用空中翻身的方法。在拱肋的一側(cè)用兩根千斤吊住拱肋吊點(diǎn)，在另一側(cè)兩’吊點(diǎn)處各用一根串有手拉鏈條葫蘆的短千斤，穿過拱肋吊環(huán)將拱肋吊住，掛在吊車吊鉤上，然后收緊起重鋼索起吊拱肋，當(dāng)拱肋升到一定高度時(shí)，緩慢放松手鏈葫蘆，使拱肋翻身成立式。其他構(gòu)架均采用就地翻身的形式。

拱片運(yùn)輸采用30噸吊車配合炮車進(jìn)行。拱片翻身完成后，將準(zhǔn)備好的炮車開人，緩緩下放構(gòu)件，兩端吊環(huán)處放置枕木，以構(gòu)件兩端不接觸車廂為宜，用倒鏈將構(gòu)件捆牢（構(gòu)件與倒鏈接觸處采用膠皮襯墊），以免在運(yùn)輸中傾斜或歪倒。構(gòu)件運(yùn)輸至基坑后待吊裝。

連系梁、肋腋板和懸臂板用裝載機(jī)直接運(yùn)至橋下，由吊機(jī)直接吊起安裝。

2.3吊裝方法及順序

吊裝順序依次為：拱腿實(shí)腹段橫系梁斜撐弦桿肋腋板和懸臂板。各構(gòu)件均采用70噸吊機(jī)吊裝。

拱腿安裝：拱腿起吊后，按照事先彈好的控制線，一端插人拱腿支座，另一端支承在拱腿支架上（拱腿底必須座漿），經(jīng)儀器檢查，高程和軸線均符合要求時(shí)固定拱腿。

實(shí)腹段安裝：實(shí)腹段是全橋最重的構(gòu)件，運(yùn)至橋下后，由2臺(tái)吊車共同起吊，吊運(yùn)至支架上和拱腿及拱頂對(duì)接好后，電焊鋼板接頭，形成裸肋，用纜風(fēng)繩橫向固定。

橫系梁安裝：橫系梁上伸出的型鋼通過調(diào)整角鋼與預(yù)埋在拱片上的型鋼焊接，并澆筑混凝土。

斜撐安裝：斜撐起吊后，分別支承在斜撐支座（斜撐底必須座漿）和斜撐支架上。

弦桿安裝：弦桿起吊后，分別支承在弦桿支座和大節(jié)點(diǎn)上，先將弦桿與拱腿結(jié)合處的鋼板、弦桿與實(shí)腹段接頭的鋼筋焊接，再現(xiàn)澆混凝土。

安裝弦桿部分的橫系梁：橫系梁上伸出的型鋼通過調(diào)整角鋼與預(yù)埋在拱片上的型鋼焊接，并澆筑混凝土。

待全橋拱片安裝好后，進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收，確認(rèn)合格后，即可進(jìn)行肋腋板、懸臂板的安裝。

拆除支架：當(dāng)接頭混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％后，可拆除支架，拆架時(shí)，應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行。

肋腋板、懸臂板安裝：從跨徑兩端向中間進(jìn)行，砌縫均為1cm，肋腋板順橋向兩端應(yīng)支承在橫系梁上。

現(xiàn)澆混凝土填平層，并預(yù)埋弦桿兩端部伸縮縫構(gòu)件。鋪設(shè)橋面鋼筋，現(xiàn)澆硅橋面混凝土。

2.4支座處理

拱腿、斜撐均伸人橋臺(tái)30cm，其中拱腿、斜撐支座的預(yù)留凹槽中已設(shè)置灌漿槽，安裝拱腿和斜撐后，在灌漿槽內(nèi)向底部送人高標(biāo)號(hào)砂漿。此時(shí)應(yīng)注意不使砂漿流人兩側(cè)，待全橋完成后，再在兩側(cè)送漿。弦桿支座采用橡膠支座。

2.5拱肋施工穩(wěn)定措施

拱肋的穩(wěn)定包括縱向穩(wěn)定和橫向穩(wěn)定，在拱肋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)已考慮裸肋狀態(tài)下的縱向穩(wěn)定，吊裝過程中只要控制好接頭標(biāo)高并及時(shí)完成接頭連接焊接，使拱肋由鉸接狀態(tài)變成無鉸拱狀態(tài)，縱向穩(wěn)定就能得到保證。

橫向穩(wěn)定措施：一是設(shè)置纜風(fēng)索，橫向穩(wěn)定纜風(fēng)索在邊段拱肋就位時(shí)用來控制和調(diào)整拱肋中線，在合龍時(shí)約束接頭的橫向位移；在拱肋成拱后，可減少拱肋自由長(zhǎng)度，增大拱肋橫向穩(wěn)定。設(shè)置橫向穩(wěn)定纜風(fēng)索應(yīng)注意每對(duì)纜風(fēng)索與拱軸線夾角不宜小于550。二是拱肋合龍后，及時(shí)焊接橫系梁，增加拱肋的整體穩(wěn)定。

3、吊裝安全注意事項(xiàng)

剛架拱橋一般跨度較大，安裝高度離地面較高（本橋橋面距地面7.8m)，作業(yè)人員安全風(fēng)險(xiǎn)大，必須引起足夠的重視。吊裝方案實(shí)施前，應(yīng)對(duì)所有參加吊裝人員進(jìn)行安全技術(shù)交底；參加吊裝作業(yè)的起重工應(yīng)持證上崗，輔助人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)；吊裝高處作業(yè)人員必須按照安全規(guī)程進(jìn)行配置。吊裝使用的吊裝機(jī)具使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，有裂紋和變形的不得使用。起重機(jī)械的行走和起吊必須有限位和保險(xiǎn)裝置并確保安全可靠；剛架拱橋吊裝屬懸空高處作業(yè)，六級(jí)以上大風(fēng)及雷雨天氣應(yīng)停止作業(yè)；構(gòu)件吊裝時(shí)設(shè)專人指揮，統(tǒng)一信號(hào)；禁止斜吊，禁止任何人站在吊運(yùn)構(gòu)件上或在下面停留和行走。構(gòu)件懸空時(shí)，駕駛?cè)藛T不得離開操作崗位。吊裝重物及車輛，不得沖擊、碰撞，拱肋橫向穩(wěn)定鋼絲繩；吊車開車前及操作中接近人時(shí)也要給予斷續(xù)鈴聲或報(bào)警；起重操作應(yīng)按指揮信號(hào)進(jìn)行，對(duì)緊急停車，不論何人發(fā)出，都應(yīng)立即執(zhí)行。工作場(chǎng)地昏暗，無法看清場(chǎng)地、被吊物情況和指揮信號(hào)時(shí)，司機(jī)應(yīng)停止操作。兩臺(tái)吊車起吊同一重物時(shí)，鋼絲繩應(yīng)保持垂直，升降運(yùn)行保持同步。

4、結(jié)語

篇3

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂；剛架拱；空隙；壓力灌漿

Abstract: This paper studied the application of epoxy resin in the Steel Arch Bridge with epoxy slurry through the gap between the welded steel plate and the gap between the arch legs and arch perfusion, to fill the frame arch bridge edges and binding sitecracks, increasing the Steel Arch Bridge with compressive strength, tensile strength, and improve the bearing capacity to extend its service life.

Key words: epoxy resin; Framed Arch; gap; pressure grouting

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

一、剛架拱橋與環(huán)氧樹脂

賢友河大橋位于萊陽市濱海大道賢友河上，擬建2-40米，橋面寬34米的剛架拱橋，始建于2011年。

剛架拱橋的優(yōu)點(diǎn)：外形輕巧美觀、自重輕、整體性好、橋下凈空大、預(yù)制裝備程度高、結(jié)構(gòu)受力明確、節(jié)省材料等。

剛架拱橋的缺點(diǎn)：

①主拱腿、弦桿根部（拱腳處）、橫系梁上緣裂縫。拱腿作為主要支撐構(gòu)件，直接決定著橋梁的安全性，經(jīng)調(diào)查表明剛架拱橋尚未出現(xiàn)明顯的破壞性裂縫，個(gè)別出現(xiàn)拱腳裂縫。

②上弦桿、主節(jié)點(diǎn)、次節(jié)點(diǎn)結(jié)合部位裂縫。上弦桿、主節(jié)點(diǎn)、次節(jié)點(diǎn)結(jié)合部位出現(xiàn)的裂縫具有一定的普遍性。

③本橋在拱肋的1/4、1/2設(shè)計(jì)預(yù)制安裝節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)連接為預(yù)埋鋼板對(duì)焊連接處，連接處是受力的薄弱環(huán)節(jié)，極易出現(xiàn)裂縫。拱腳在安裝后一般采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿灌注固定拱腿，不易施工,易產(chǎn)生縫隙、砂漿不密實(shí)，易產(chǎn)生輕微的變形裂縫而影響鋼架拱橋的使用壽命。

環(huán)氧樹脂在橋梁及結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)加固中，使用非常廣泛是效果較好、粘結(jié)力較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用材料。它既有較高的抗拉強(qiáng)度，又有較高的抗壓強(qiáng)度。可以彌補(bǔ)混凝土的抗拉強(qiáng)度較低的問題。經(jīng)實(shí)踐、試驗(yàn)證明，環(huán)氧樹脂抗拉強(qiáng)度可達(dá)到17Mpa，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到50Mpa以上。而且和易性、流動(dòng)性較大，與高標(biāo)號(hào)水泥砂漿相比，灌注拱腿施工更便于施工，質(zhì)量有保障。

二、使用環(huán)氧樹脂的情況介紹如下：

應(yīng)用部位

本橋拱肋在1/4、1/2連接處的焊接鋼板間的空隙內(nèi)，灌注環(huán)氧樹脂漿液。

拱腿與拱座間的空隙內(nèi)，灌注環(huán)氧樹脂水泥砂漿。

環(huán)氧樹脂的配合比：

環(huán)氧樹脂漿：6101環(huán)氧樹脂：二甲苯：鄰苯二甲酸二丁酯（以下簡(jiǎn)稱二丁酯）：乙二胺=100:10:10:8

灌注環(huán)氧樹脂砂漿：6101環(huán)氧樹脂：二甲苯：二丁酯：乙二胺：水泥：干砂=100:10:10:8:250:350

設(shè)備：空氣壓縮機(jī)1臺(tái)、壓力罐1臺(tái)、透明塑料管、灌注導(dǎo)管等，以上設(shè)備根據(jù)灌注量大小配備。

工藝流程 ：

焊接鋼板間空隙內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂漿工藝。

（1）鋼板在焊接前進(jìn)行除銹、去污處理。在焊接鋼板的過程中，在縫的低端焊接直徑5mm的鐵管作為注漿孔，在焊縫的頂端焊接直徑5mm的鐵管作為排氣孔，并檢查是否通氣流暢。

（2）配制環(huán)氧樹脂漿液：根據(jù)焊縫的灌漿量、壓力罐的容量確定一次配制環(huán)氧樹脂漿的用量，配料順序取環(huán)氧樹脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速攪拌均勻，最后加乙二胺，再次快速攪拌均勻。

（3）將灌漿導(dǎo)管與壓力罐的出漿孔連接，壓力罐的充氣孔與空壓機(jī)的出氣孔連接，并固定牢固。

（4）向壓力罐內(nèi)注入環(huán)氧樹脂漿液，一次灌注不超過壓力罐體積的2/3.灌注前關(guān)閉壓力罐的出漿閥門，開啟漏斗下的閥門，漿液通過漏斗灌入壓力罐內(nèi)然后關(guān)閉閥門。

（5）利用空壓機(jī)向壓力罐內(nèi)充氣，空壓機(jī)調(diào)整到自動(dòng)充氣位置，壓力一般控制在0.2~0.255Mpa左右（可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整）。

（6）打開壓力罐出灌漿孔開關(guān)，通過灌漿孔開關(guān)適當(dāng)調(diào)整灌漿速度，自排氣孔出漿后關(guān)閉出漿孔閥門。快速拔下灌漿孔的導(dǎo)管并進(jìn)行封堵嚴(yán)密不得漏漿。

（7）注意事項(xiàng)：

A、灌漿易采用透明塑料管，以便觀察注漿速度。塑料管內(nèi)出現(xiàn)氣泡情況時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉壓力罐出漿孔閥門，保證空氣不進(jìn)入灌漿體內(nèi)。如果灌漿體未灌滿，及時(shí)向罐體內(nèi)補(bǔ)充漿液（操作按步驟（4）），直至排氣孔出漿液為止。

B、灌注過程必須連續(xù)，根據(jù)灌注時(shí)間及時(shí)準(zhǔn)備漿液，常溫下漿液配制后30-40分鐘內(nèi)灌注完成，24小時(shí)后可以拆除焊縫導(dǎo)管后，進(jìn)行補(bǔ)焊（焊接時(shí)注意降溫以防止環(huán)氧樹脂高溫老化）。

C、二甲苯、乙二胺屬于易燃易揮發(fā)、有毒物質(zhì)，配制過程中注意防火防毒，確保施工安全。

D、灌注過程中安排專人觀察壓力罐、空壓機(jī)壓力值及灌漿進(jìn)度情況。

E、環(huán)氧樹脂有較強(qiáng)的腐蝕性，使用過程中注意及時(shí)更換透明導(dǎo)管。

環(huán)氧樹脂砂漿的灌注工藝：

（1）拱腿就位后，利用木條（厚度5厘米左右）將拱腿與拱座間的空隙（底部及兩側(cè)）封閉，不得漏漿。

（2）配制環(huán)氧樹脂砂漿：根據(jù)灌注體積的大小確定環(huán)氧樹脂砂漿的用量，確定一次配制環(huán)氧樹脂砂漿的用量，配料順序取環(huán)氧樹脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速攪拌均勻，再加入乙二胺，快速攪拌均勻，最后加入水泥、干砂攪拌均。

（3）利用導(dǎo)流槽將環(huán)氧樹脂砂漿灌入灌注孔內(nèi)，頂部預(yù)留5CM的后補(bǔ)水泥砂漿抹面。

（4）將拱腿與拱座間的木條拆除后，利用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿將四周封閉并進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)。

注意事項(xiàng)：

A、拱腿和拱座間空隙保持干燥無污物。

B、拌合用砂要進(jìn)行烘干處理，不得含有水分。

C、環(huán)氧樹脂砂漿凝固后方可用高標(biāo)號(hào)砂漿封閉。

D、安全事項(xiàng)同灌注環(huán)氧樹脂漿。

通過采取以上措施，使鋼架拱的鋼板間焊接空隙填充環(huán)氧樹脂，拱腳處的原高標(biāo)號(hào)水泥砂漿換成強(qiáng)度更高的環(huán)氧樹脂砂漿,附導(dǎo)管安裝及壓力罐制作示意圖如下：

篇4

關(guān)鍵詞：鋼管拱橋；跨鐵路；支架吊裝；施工技術(shù)；分析

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工是道路橋梁工程鋼管拱橋施工一個(gè)重要施工部分，對(duì)于鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工技術(shù)的總結(jié)分析，不僅對(duì)道路橋梁工程鋼管拱橋施工技術(shù)的提高有著積極的作用，而且對(duì)于保證道路橋梁工程鋼管拱橋施工質(zhì)量也有著積極的作用。本文主要結(jié)合道路橋梁鋼管拱橋施工實(shí)例，通過道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工工藝以及施工技術(shù)等，對(duì)于鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工技術(shù)進(jìn)行分析論述，以提高道路橋梁鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工質(zhì)量，推進(jìn)道路橋梁工程事業(yè)的發(fā)展。

1、道路橋梁工程鋼管拱橋施工特點(diǎn)

在道路橋梁工程施工中，鋼管拱橋施工部分的最突出施工特點(diǎn)就是施工要求高和施工難度大。

首先，道路橋梁工程鋼管拱橋施工要求高體現(xiàn)在，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及道路橋梁交通事業(yè)的不斷進(jìn)步，道路橋梁工程的承載力以及施工質(zhì)量要求也越來越高，為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)與道路交通事業(yè)發(fā)展下的道路橋梁交通發(fā)展，適應(yīng)車輛密度越來越大情況下的道路交通結(jié)構(gòu)承載需求，就需要提高道路橋梁工程的施工應(yīng)用技術(shù)與施工工藝、方法，以保證道路橋梁工程的施工質(zhì)量，滿足道路交通工程施工發(fā)展的高要求與標(biāo)準(zhǔn)。

其次，在道路橋梁工程中，鋼管拱橋施工部分的施工難度也比較大。道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工中，首先鋼管拱橋施工中的主橋拱橋部分施工是在鐵路橋面上進(jìn)行的；其次，在鋼管拱橋施工部分，對(duì)于鋼管拱的安裝高度以及鋼管拱支架吊裝高度通常都在20m以上，并且鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝部分的施工作業(yè)面積也比較狹窄等，為道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工帶來了一定的施工困難，這也是道路橋梁工程跨鐵路支架吊裝施工難度大特點(diǎn)的重要體現(xiàn)。

2、鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工

針對(duì)上述道路橋梁工程鋼管拱橋支架吊裝施工的特點(diǎn)，在進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工中，對(duì)于道路橋梁工程鋼管拱橋的具體施工方案的確定，應(yīng)根據(jù)道路橋梁工程鋼管拱橋具體施工情況，結(jié)合相關(guān)施工要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。

進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋施工中，主要有轉(zhuǎn)體鋼管拱橋施工法與吊裝鋼管拱橋施工法，但是不管是使用轉(zhuǎn)體鋼管拱橋施工方法，還是使用吊裝鋼管拱橋施工方法進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋的施工實(shí)施，這部分的施工都是在道路橋梁工程的已成系梁上進(jìn)行的。其中，使用豎直轉(zhuǎn)體鋼管拱橋施工方法進(jìn)行道路橋梁工程的施工進(jìn)行主要是指在進(jìn)行鋼管拱橋施工時(shí)，首先將鋼管拱橋中的半幅拱肋進(jìn)行豎向低位的臥拼，然后通過牽引將拱肋沿豎直平面的旋轉(zhuǎn)調(diào)整到位，最后安裝合龍形成鋼管拱的施工操作方法。

使用吊裝鋼管拱橋施工方法進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋施工實(shí)施，是指在道路橋梁工程鋼管拱橋施工中，首先按照道路橋梁工程的鋼管拱的分段位置進(jìn)行支架的搭設(shè)，然后在使用吊裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鋼管拱肋的安裝，最后形成穩(wěn)定的鋼管拱橋結(jié)構(gòu)并拆除支架的道路橋梁工程鋼管拱橋施工方法。

本文主要論述的是吊裝法道路橋梁工程鋼管拱橋施工方法。某道路橋梁工程鋼管拱橋施工中，也是使用吊裝法進(jìn)行鋼管拱橋的施工實(shí)施。在某道路橋梁工程鋼管拱橋施工中，由于道路橋梁工程中的橋墩高度不是太高，因此，在進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋部分的施工時(shí)，是直接使用吊裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工實(shí)施的，這樣的施工方法對(duì)于整個(gè)道路橋梁工程鋼管拱橋施工來講，不僅安全、穩(wěn)定，外觀美觀大方，并且安裝施工工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用、應(yīng)用范圍比較廣。

3、道路橋梁工程鋼管拱橋支架吊裝施工技術(shù)

對(duì)于道路橋梁工程中的鋼管拱橋支架吊裝施工技術(shù)的分析，主要結(jié)合某道路橋梁工程鋼管拱橋施工實(shí)例，從道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行鋼管拱橋支架吊裝施工技術(shù)的分析。

3.1 鋼管拱橋的支架拼裝施工技術(shù)

在路橋梁工程鋼管拱橋施工中，對(duì)于鋼管拱橋施工中支架拼裝施工，主要是使用門式框架組合的支架結(jié)構(gòu)，將道路橋梁工程中的橋墩部分作為支架，在兩個(gè)橋墩之間使用萬能桿件桁架分別進(jìn)行縱橫向的聯(lián)結(jié)。在進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋施工中的支架部分施工時(shí)，對(duì)于作為支架的橋墩下端部分應(yīng)與鋼管拱橋的系梁部分進(jìn)行錨固防護(hù)，而道路橋梁工程鋼管拱橋的橋墩上端應(yīng)注意設(shè)置一些調(diào)整拱肋的節(jié)段，以保證道路橋梁工程鋼管拱橋的支架部分施工符合要求，保證整個(gè)道路橋梁工程鋼管拱橋施工質(zhì)量。

3.2 鋼管拱橋的鋼管拱肋施工技術(shù)

在進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋施工中，鋼管拱肋施工部分是道路橋梁工程鋼管拱橋施工中的重要施工部分，鋼管拱肋施工部分的施工質(zhì)量對(duì)于整個(gè)道路橋梁工程鋼管拱橋施工質(zhì)量有著很大的影響。一般情況下，道路橋梁工程鋼管拱橋施工中的鋼管拱肋施工部分，施工內(nèi)容主要包括鋼管拱肋的分段施工、鋼管拱肋的裝卸存放施工、鋼管拱肋節(jié)段吊裝以及定位調(diào)整施工等。鋼管拱肋施工中，不同的施工環(huán)節(jié)，施工方法以及施工工藝也不相同。

首先，在鋼管拱肋的拱肋分段施工環(huán)節(jié)，主要就是對(duì)于鋼管拱肋進(jìn)行分段施工。一般情況下，對(duì)于鋼管拱肋的分段中，單榀鋼管拱肋縱向可以劃分為9個(gè)節(jié)段，而且對(duì)于鋼管拱肋分段中的最大節(jié)段以及其它鋼管拱肋節(jié)段的拱背外弧線長(zhǎng)度以及吊裝重量都有不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)。其次，在進(jìn)行鋼管拱肋的裝卸以及存放施工階段，對(duì)于鋼管拱肋節(jié)段的裝卸、運(yùn)輸以及存放應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體施工情況進(jìn)行裝卸、存放。通常情況下，在進(jìn)行鋼管拱肋節(jié)段裝卸以及存放過程中，對(duì)于鋼管拱肋節(jié)段的裝卸吊裝起重鋼繩和鋼管拱肋節(jié)段之間應(yīng)注意使用捆綁式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，以保證鋼管拱肋節(jié)段裝卸、存放安全。再次，在鋼管拱肋的節(jié)段吊裝施工中，對(duì)于鋼管拱肋的節(jié)段吊裝施工主要包括將鋼管拱肋節(jié)段從存放場(chǎng)地向系梁橋面的吊裝施工和將鋼管拱肋節(jié)段向拼裝位置的吊裝施工兩個(gè)階段。其中，鋼管拱肋節(jié)段從存放位置向系梁橋面的吊裝施工過程中如下圖1所示。

圖1 鋼管拱肋節(jié)段吊裝到橋面施工圖

在進(jìn)行鋼管拱肋節(jié)段向拼裝位置的吊裝施工中，可以使用吊裝機(jī)械設(shè)備首先將鋼管拱肋吊裝到拼裝位置，在進(jìn)行鋼管拱肋節(jié)段向拼裝位置吊裝過程中，應(yīng)注意對(duì)支架位置鋼管拱肋節(jié)段進(jìn)行捆綁，如下圖2所示。最后就是對(duì)于鋼管拱肋的定位以及調(diào)整施工。在進(jìn)行鋼管拱肋的定位以及調(diào)整施工中，主要就是對(duì)于鋼管拱肋節(jié)段吊裝施工的位置移動(dòng)以及調(diào)整過程，主要包括對(duì)于鋼管拱肋的拱腳預(yù)埋段以及鋼管拱肋的中間節(jié)段、鋼管拱肋合龍段的定位以及調(diào)整過程。在進(jìn)行鋼管拱肋的定位以及調(diào)整過程中，應(yīng)注意根據(jù)鋼管拱肋定位以及調(diào)整要求進(jìn)行定位調(diào)整，保證鋼管拱肋施工質(zhì)量。

圖2 鋼管拱肋節(jié)段支架位捆綁圖

3.3 鋼管拱橋的吊裝以及吊桿安裝施工技術(shù)

在進(jìn)行道路橋梁工程的鋼管拱橋吊裝施工中，對(duì)于鋼管拱橋的吊裝施工主要是采用一字風(fēng)撐吊裝施工方法進(jìn)行吊裝施工的。在進(jìn)行道路橋梁工程的一字風(fēng)撐吊裝施工中，首先應(yīng)對(duì)于橋梁兩榀左右的拱肋吊裝以及定位，然后在對(duì)于道路橋梁工程鋼管拱肋各吊桿測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)值進(jìn)行測(cè)量。除此之外，在鋼管拱肋一字風(fēng)撐吊裝施工中，應(yīng)注意對(duì)于道路橋梁工程的鋼管拱肋進(jìn)行焊接施工質(zhì)量。對(duì)于鋼管拱肋吊桿的安裝與張拉施工，應(yīng)注意按照相關(guān)施工要求進(jìn)行施工操作。

4、結(jié)束語

總之，在進(jìn)行道路橋梁工程鋼管拱橋跨鐵路支架吊裝施工中，應(yīng)注意結(jié)合道路橋梁工程的具體施工情況，選擇合適的施工方法以及施工技術(shù)進(jìn)行施工實(shí)施，以保證道路橋梁工程鋼管拱橋施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]劉崇亮.宜萬鐵路宜昌長(zhǎng)江大橋鋼管拱拼裝和豎轉(zhuǎn)施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).2010（8）.

[2]吳國展.貝雷梁上搭設(shè)支架吊裝剛架拱橋施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究.2012（5）.

篇5

關(guān)鍵詞：鋼架橋；施工工藝；安全措施

中圖分類號(hào)：TH213.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1003-6997（2012）24-0055-02

1 工程概況

某水利樞紐工程是某河段規(guī)劃的第十一個(gè)梯級(jí)工程，具有灌溉、生態(tài)、供水、發(fā)電、防洪等效益。本工程為新疆水利樞紐工程交通工程II標(biāo)段，主體工程項(xiàng)目為臨時(shí)鋼架橋。

臨時(shí)鋼架橋位于樁號(hào)K+140.725～K1+276.336，全長(zhǎng)135.61 m。設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為車汽-60，上部結(jié)構(gòu)選用HD 200三排單層加強(qiáng)型裝配式鋼橋，橋面凈寬為4.54 m，行車道寬4.20 m，采用四跨筒支布置，橋面高程651.00，總跨徑134.112 m，每跨33.528 m，每節(jié)鋼桁架3.048 m，全橋共計(jì)44節(jié)，鋼橋重量約288 t，該鋼架橋架設(shè)僅用30 d完成，確保了兩岸交通的貫通，為后續(xù)施工工作提供了保證。

2 臨時(shí)鋼架橋施工工藝

臨時(shí)鋼架橋施工流程圖

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 施工區(qū)和生活區(qū)的布置 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)及施工內(nèi)容，將鋼架橋施工區(qū)和生活區(qū)布置在左岸靠河邊部位較平坦地段。

2.1.2 平整鋼架橋鋼結(jié)構(gòu)堆放及組裝場(chǎng)地 清除地面及地下障礙物，當(dāng)場(chǎng)地低洼時(shí)，回填砂卵石料；地表過軟時(shí)，填筑一定厚度的砂卵石料，合理布置并開挖排水溝，并經(jīng)常清除溝內(nèi)雜物，保持排水溝暢通。

2.1.3 主要施工設(shè)備配置 配備挖掘機(jī)1臺(tái)，用于鋼架橋的安裝、牽引；配備推土機(jī)1臺(tái)，用于鋼架橋的牽引；配備16 t吊車一臺(tái)，用于鋼架橋的吊裝；配備2臺(tái)電焊機(jī)，用于鋼架橋底座的焊接。

2.1.4 現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)通訊 使用對(duì)講機(jī)4部。

2.2 施工測(cè)量

施工前接收工程師提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)及橋基準(zhǔn)線等有關(guān)基本資料和數(shù)據(jù)，校測(cè)橋軸線、橋臺(tái)及各橋墩高程點(diǎn)，測(cè)量成果上報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)監(jiān)理單位復(fù)核后，符合設(shè)計(jì)要求方可進(jìn)行下一道工序的施工。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

進(jìn)場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)均先由本單位項(xiàng)目部負(fù)責(zé)檢驗(yàn)和交貨驗(yàn)收，并請(qǐng)工程師到場(chǎng)，驗(yàn)收時(shí)將同時(shí)檢驗(yàn)材質(zhì)證明和產(chǎn)品合格證書及出廠檢驗(yàn)證。同時(shí)按有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行材料的抽樣檢驗(yàn)，并將查驗(yàn)結(jié)果提交監(jiān)理單位。所有不合格材料均不得用于本工程的施工，以確保工程質(zhì)量。

鋼架橋相關(guān)技術(shù)資料齊全，有鋼橋檢驗(yàn)合格證、焊縫探傷超聲波檢驗(yàn)報(bào)告、原材料質(zhì)量保證書，構(gòu)件油漆涂裝檢查記錄、原材料化學(xué)分析報(bào)告單、鋼橋拼裝記錄、鋼橋簡(jiǎn)圖。經(jīng)驗(yàn)收，該鋼橋單跨34.028 m，4跨共134.112 m，車道寬4.2 m，通過不小于60 t汽車荷載試驗(yàn)，三跨平均撓度為37 mm，涂層合格，構(gòu)件數(shù)量齊全。

2.4 引道鋪設(shè)

引道的長(zhǎng)度不小于每跨的2倍，根據(jù)設(shè)計(jì)橋墩之間原跨數(shù)據(jù)，引道長(zhǎng)度確定為70 m。在左、右岸各鋪設(shè)70 m長(zhǎng)，6.0 m寬的砂礫料引道，同左、右岸橋臺(tái)相連接，采用機(jī)械化施工，自卸車運(yùn)輸，攤鋪機(jī)攤鋪，振動(dòng)碾碾壓成型。引道作為路基的一部分，成型后不予挖除。在引道各層大面積正式攤鋪前，先鋪筑全段面長(zhǎng)度50 m的試驗(yàn)段，確認(rèn)碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度和最佳含水量等均作為今后施工現(xiàn)場(chǎng)控制的依據(jù)。最終填筑完成后，引道路面平整度≤50 mm，用3 m直尺每200 m測(cè)2處×3.33 m。

2.5 鋼結(jié)構(gòu)組裝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙：臨時(shí)鋼橋采用四跨簡(jiǎn)支布置，總跨徑134.112 m，每跨33.528 m，每節(jié)鋼桁架3.048 m，全橋共計(jì)44節(jié)，鋼橋重量約288 t。

組裝方法：先進(jìn)行引橋的組裝，引橋設(shè)鼻架7節(jié)，7節(jié)之后進(jìn)行整橋組裝，前4節(jié)不裝橋面板，4節(jié)之后開始整橋全部部件安裝。首先對(duì)三排主桁架進(jìn)行組裝，桁架之間的連接采用保險(xiǎn)銷，桁架的高度為2.134 m，然后安裝弦桿，弦桿的長(zhǎng)度為3 m，其次進(jìn)行橫梁的安裝，橫梁為H型鋼，橫梁高度為400 mm，每節(jié)桁架的橫梁根數(shù)為2根，橫梁與桁架的聯(lián)結(jié)采用高強(qiáng)度螺栓與桁架豎桿聯(lián)結(jié)，再次進(jìn)行抗風(fēng)拉桿安裝，最后校核橋自身的重心，梅花形布置安裝橋面板，等橋落座后，進(jìn)行橋兩端端柱的安裝。

2.6 推橋成型

鋼架橋的架設(shè)施工方法采用懸臂推出法，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)兩岸橋臺(tái)位置，地形高差等情況，以及橋梁基礎(chǔ)高程，定出平滾、搖滾與坐板的位置，測(cè)得橋中心線樁及平滾、搖滾、座板標(biāo)樁的高程。滾軸安放后，檢查它是否穩(wěn)固，縱橫位置是否準(zhǔn)確，檢查合格后，橋梁的拼裝工作即可開始。為減輕推出重量，橋梁組裝在70 m的引道上按跨組裝，分跨推出，每一跨推出時(shí)隨時(shí)計(jì)算鋼架橋的重心，始終不超出搖滾之外。如若推出鋼架橋的重量大于后續(xù)鋼架橋的重量，橋?qū)?huì)傾倒造成質(zhì)量事故，所以，每一跨推出時(shí)必須隨時(shí)計(jì)算鋼架橋的重心，避免事故的發(fā)生。

每一跨鋼架橋組裝完成后，在落座橋墩上設(shè)置好搖滾，即可進(jìn)行牽引和推進(jìn)。牽引采用推土機(jī)進(jìn)行引拉，不斷的組裝不斷的牽引，使得134.112 m整橋過河，最后進(jìn)行分體落座。落座時(shí)，用千斤將橋支撐起來，把搖滾拿走，千斤卸載，鋼橋落座在橋座上。由于鋼橋全部組裝后，自重與摩擦力過大，必須有推力，在橋的后尾部設(shè)一挖掘機(jī)配合推移，推移過程中隨時(shí)注意糾偏。

2.7 驗(yàn)收通車

整體鋼架橋推過河以后，然后每跨33.528 m進(jìn)行分離就位，校正落座點(diǎn)后可進(jìn)行落座。拆除鼻架，裝齊不足部分及橋面板，進(jìn)行復(fù)查并做好記錄，當(dāng)整體鋼架橋完整就位后，應(yīng)再次進(jìn)行校正，對(duì)每一個(gè)固定部件，根據(jù)設(shè)計(jì)裝配圖進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)每一個(gè)螺栓及要害部位，每一個(gè)焊接點(diǎn)進(jìn)行復(fù)查，并做好記錄，橋面脫落的油漆采用防腐漆進(jìn)行粉刷。施工過程中由質(zhì)檢員負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查工作，檢查無誤后，進(jìn)行背墻、耳墻的澆筑，最后進(jìn)行橋臺(tái)板的搭設(shè)。全過程自檢、復(fù)檢、終檢后，經(jīng)業(yè)主單位驗(yàn)收后，交驗(yàn)通車。

3 施工安全措施

3.1 進(jìn)行全體施工人員安全教育

施工現(xiàn)場(chǎng)必須佩帶安全帽，在橋上施工作業(yè)時(shí)必須系好安全帶。

3.2 及時(shí)進(jìn)行安檢，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決

專職安全員負(fù)責(zé)場(chǎng)地各環(huán)節(jié)的安全落實(shí)情況，隨時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。吊裝、組裝及牽引由專人統(tǒng)一指揮。隨時(shí)檢查鋼絲繩有無斷線、吊鉤有無變形裂縫。在牽引時(shí)除指揮人員外，其他人員遠(yuǎn)離牽引場(chǎng)地30 m。除施工人員以外，嚴(yán)禁其他人員進(jìn)入施工場(chǎng)地。起吊時(shí)，應(yīng)垂直起吊，嚴(yán)禁斜拉起吊。大臂下除吊裝人員以外，嚴(yán)禁站人。

3.3 進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)

對(duì)施工工人進(jìn)行鋼架橋的組裝安全生產(chǎn)培訓(xùn)，確保施工過程中無安全事故及質(zhì)量缺陷。

4 經(jīng)驗(yàn)和建議

4.1 經(jīng)驗(yàn)

鋼架橋施工工期短，投資小，載重量大，裝拆方便，可重復(fù)利用。

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關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)鉸軸 高精度 機(jī)加工 焊接工藝 措施

1 概述

隨著高速鐵路的跨越式發(fā)展，鋼管混凝土拱橋在我國得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，受安裝條件的限制，轉(zhuǎn)體施工方法得以廣泛的應(yīng)用和青睞，而轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量和制造精度，是鋼管拱橋豎轉(zhuǎn)施工能否順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，本文以新建鐵路大理至瑞麗鐵路瀾滄江特大橋中轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)（幾何尺寸：5.2m*2.26m*1.6m，板厚σ30mm-σ50mm，材質(zhì)Q345qE）的制造為例，詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)制造工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)，以期為同類轉(zhuǎn)鉸軸結(jié)構(gòu)加工制造提供參考。

2 工藝原理

本工藝采用3D3S、CAD等制圖軟件，創(chuàng)建轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型，為結(jié)構(gòu)的制造提供技術(shù)支持；設(shè)置特定組裝胎具，對(duì)轉(zhuǎn)鉸軸按順序進(jìn)行組裝定位；采取工藝措施控制焊接變形及內(nèi)部質(zhì)量；而后對(duì)轉(zhuǎn)鉸軸表面進(jìn)行機(jī)加工處理（轉(zhuǎn)軸采用車削加工、轉(zhuǎn)鉸采用鏜銑加工），以滿足構(gòu)件接觸面粗糙度要求；機(jī)加工完畢后，進(jìn)行表面防腐處理和加工面的成品保護(hù)。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程 備料及下料結(jié)構(gòu)組裝構(gòu)件焊接矯正質(zhì)量檢驗(yàn)精加工涂裝及保護(hù)。

3.2 備料及下料 為滿足鋼橋的豎轉(zhuǎn)要求，構(gòu)件某些部件需進(jìn)行機(jī)加工處理。因此，在材料準(zhǔn)備時(shí)，預(yù)留該部件的機(jī)加工余量。

①轉(zhuǎn)軸下料板厚由設(shè)計(jì)給定的50mm厚改為55mm厚，預(yù)留5mm的外圓車削余量。

②轉(zhuǎn)軸端頭圓板的直徑下料的尺寸由設(shè)計(jì)給定的2.2m改為2.21m，預(yù)留與軸輥整體焊接后5mm的車削余量。

③預(yù)埋底板與底座的接觸面由于需保證12.5的粗糙度要求，預(yù)留5mm的銑削余量，板厚由設(shè)計(jì)的30mm改為35mm。

④轉(zhuǎn)軸和底座相配合的軸瓦，內(nèi)表面預(yù)留5mm的鏜削余量，板厚由設(shè)計(jì)給定的50mm改為55mm。

為保證零件下料的尺寸及精度，預(yù)埋底板、軸及肋板鋼板采用雙驅(qū)動(dòng)數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料。軸及軸瓦采用液壓式三輥卷板機(jī)進(jìn)行卷制；肋板及加勁板的邊緣、坡口采用銑邊機(jī)進(jìn)行加工。

3.3 結(jié)構(gòu)組裝

3.3.1 組裝胎具設(shè)置。根據(jù)瀾滄江特大橋轉(zhuǎn)鉸的外形尺寸，確定加工制作胎具高400mm，由基礎(chǔ)、骨架和面板組成，平臺(tái)通過化學(xué)錨栓和骨架連接，平臺(tái)平整度誤差不大于1mm，兼顧零件的定位卡控作用和防變形、反變形、變形監(jiān)控作用。

3.3.2 轉(zhuǎn)鉸組裝。轉(zhuǎn)鉸組裝前，按圖紙和工藝文件檢查零件的幾何尺寸、坡口，無誤后方可組裝（見圖1）。

①將預(yù)埋底板卡死在胎具上，并進(jìn)行測(cè)平。

②分塊間隔安裝間距為450mm轉(zhuǎn)鉸肋板，對(duì)稱焊接、矯正。

③安裝軸瓦，控制軸瓦的軸線與底板平行度、距離，點(diǎn)焊固定。

④安裝軸瓦間加勁板，點(diǎn)焊固定，檢驗(yàn)轉(zhuǎn)鉸底座整體幾何尺寸，組裝精度符合工藝要求。

■

3.4 焊接與矯正

3.4.1 構(gòu)件焊接。①為有效控制鉸座的整體焊接變形，采用背靠背+剛性固定+對(duì)稱焊接+火焰矯正的組合施工方法以減小焊接變形（見下圖）。

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②底座接頭為T型全熔透焊縫，采用CO2氣體保護(hù)藥芯多層多道焊，坡口為30～450的K型對(duì)稱形式，控制焊接熱輸入量和層間溫度，采用錘擊法消除部分殘余應(yīng)力，到達(dá)細(xì)化晶粒，減小焊接變形的作用。

③焊接時(shí)，先焊接肋板與底板縱向焊縫，而后焊接肋板與軸瓦、加勁板與軸瓦間焊縫，整體的焊接遵循“從中間向兩邊、多層多道、對(duì)稱”的原則；采用連續(xù)翻身焊方式，以平焊或橫焊為主，避免仰焊或立焊。

④CO2氣體保護(hù)焊采用Supercored71H藥芯焊絲，CO2氣體純度達(dá)到99.8%以上，焊接電流為220-260A，焊接電壓為29-31V，焊接速度為15m/h，層間溫度為140-150℃。

3.4.2 構(gòu)件矯正。焊接完成后，底座鋼板、肋板及軸瓦均產(chǎn)生焊接變形，須進(jìn)行及時(shí)矯正；矯正采用火焰與機(jī)械相結(jié)合的形式，火焰矯正時(shí)溫度應(yīng)在600～800℃，不宜在同一部位重復(fù)加熱，不得有過燒現(xiàn)象；機(jī)械矯正時(shí)需緩慢加力，室溫不宜低于5℃，冷矯總變形量不得大于2%。

3.5 結(jié)構(gòu)機(jī)加工 ①設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸直徑為2200mm，組裝完成后外徑為2210mm，預(yù)留10mm的加工余量，采用大型臥式車床進(jìn)行車削加工。機(jī)加工前，確定轉(zhuǎn)軸加工軸線，以軸線為基準(zhǔn)，進(jìn)行圓周的車削加工，軸線基準(zhǔn)點(diǎn)為兩端軸封板的圓心。

②設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)鉸的內(nèi)徑為2220mm，組裝完成的轉(zhuǎn)鉸軸外徑為2210mm，預(yù)留10mm的加工余量，采用大型鏜銑床進(jìn)行加工。機(jī)加工時(shí)先對(duì)轉(zhuǎn)鉸座底板進(jìn)行平面銑制，以底板為基準(zhǔn)面進(jìn)行瓦面加工，軸瓦加工面與底板平面平行且間距符合設(shè)計(jì)要求，而后進(jìn)行轉(zhuǎn)鉸連接端面的銑制加工。

3.6 涂裝 轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)加工完成后進(jìn)行成品防護(hù)及防腐涂裝，對(duì)機(jī)加工的鋼材表面涂刷黃油來隔絕空氣介質(zhì)腐蝕。轉(zhuǎn)鉸底座的非機(jī)加工表面采用噴砂的方法進(jìn)行除銹，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行油漆的涂刷。高強(qiáng)度螺栓連接部位，采用電弧噴鋁進(jìn)行摩擦面處理，鋁層厚度為150μm±50μm，抗滑移系數(shù)出廠時(shí)不小于0.55。

4 質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 參照的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB10212-2009）、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）、《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB11345-1989）及《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》（TB/T

1527-2004）。

4.2 質(zhì)量控制要點(diǎn) ①轉(zhuǎn)軸卷制完成后縱縫對(duì)接間隙為0～3mm，對(duì)口錯(cuò)邊小于t/10，且不大于3.0mm，軸及軸瓦橢圓度不大于3.0mm。

②轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)組裝時(shí)，肋板的組裝偏差為±2mm，軸瓦與底板的間距偏差為±2mm。

③構(gòu)件焊接按工藝規(guī)定的焊接位置、焊接順序及焊接方向施焊，嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件規(guī)定的變形控制措施，不得隨意更改，全熔透焊縫按《鐵路鋼橋制造規(guī)范》要求進(jìn)行檢查，焊縫質(zhì)量應(yīng)達(dá)到超聲波探傷Ⅰ級(jí)。

④轉(zhuǎn)鉸軸機(jī)加工的外形尺寸偏差為±1mm；端頭封板與軸線垂直度偏差±2mm；軸瓦與轉(zhuǎn)鉸座底板的平行度控制在±1mm范圍內(nèi)。

5 總結(jié)

此施工技術(shù)適用于大型高精度的焊接構(gòu)件加工作業(yè)，可應(yīng)用于大跨度鋼管拱轉(zhuǎn)鉸、大型焊接橋梁支座及大型整體焊接節(jié)點(diǎn)等領(lǐng)域中，應(yīng)用市場(chǎng)廣泛；本文以新建鐵路大理至瑞麗鐵路瀾滄江特大橋中轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)的加工制造為例，介紹了轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)構(gòu)件下料、組裝、焊接、矯正、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)，該施工方法在瀾滄江特大橋、黃河特大橋等工程項(xiàng)目中得以實(shí)踐檢驗(yàn)，安全可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，切實(shí)解決了鐵路鋼管拱橋轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)的加工制作難題，具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]TB 10212.《鐵路鋼橋制造規(guī)范》.

[2]JGJ81.《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》.

[3]GB11345.《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》.

[4]GB50205.《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》.

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關(guān)鍵詞：橋梁病害 粘貼鋼板 質(zhì)量檢測(cè)

1、前言

隨著我國公路進(jìn)程的不斷加快，道路橋梁使用年限的增長(zhǎng)以及橋梁負(fù)荷的日趨增大,國內(nèi)很多一、二級(jí)公路橋梁均出現(xiàn)了破損，既有橋梁中由于受到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的局限、材料、施工等各方面的影響，橋梁會(huì)逐漸陳舊老化，承載能力降低，可能造成新建橋梁承載力和變形不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，必須采用一種可以對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)受力體系的進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)來解決此問題。采用粘貼鋼板加固混凝土橋梁結(jié)構(gòu)是近幾年來補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)，該技術(shù)具有基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。

2、病害情況：

2006年有關(guān)部門在對(duì)廣佛高速公路謝邊立交主線橋和大瀝跨線橋維修加固工程該橋的橋況調(diào)查中發(fā)現(xiàn)橋梁病害如下：

(1)第四幅橋第9跨梁體為箱梁，梁體局部被撞傷，混凝土局部破損。第9跨梁底跨中附近混凝土局部破損，鋼筋外露、銹蝕;第10跨箱梁底板有5條縱向裂縫，寬度在0.3mm~0.4mm之間。

(2）舊橋橫隔板普遍存在局部破損現(xiàn)象，連接鋼板外露、脫焊、銹蝕、混凝土脫落。

(3）梁底存在保護(hù)層偏薄，鋼筋外露、銹蝕現(xiàn)象。

(4）梁體存在局部混凝土破損，鋼筋外露銹蝕現(xiàn)象。

(5）第7跨1#梁被過往超高車輛撞損嚴(yán)重，主筋被撞彎，破損處外露5根主筋及多根箍筋外露，其中1根箍筋被撞斷。

經(jīng)設(shè)計(jì)部門驗(yàn)算，并考慮到該橋的行車荷載實(shí)際已超過汽-20，該橋的承載力無法滿足現(xiàn)有行車要求，必須進(jìn)行加固，設(shè)計(jì)采用高壓灌注粘貼鋼板加固混凝土方法進(jìn)行橋梁加固。

3、壓力灌注粘貼鋼板施工工藝及方法

3.1 工藝流程

主要工藝流程：鋼板制作基底處理螺栓孔定位及鉆孔卸荷鋼板表面處理及安裝配膠封邊灌注粘膠檢驗(yàn)防腐處理。

鋼板加固施工工藝框圖

3.2 操作要點(diǎn)

（1）、鋼板制作――按設(shè)計(jì)圖紙要求，根據(jù)混凝上構(gòu)件的實(shí)際尺寸對(duì)鋼板進(jìn)行下料、成型、鉆孔（鉆孔以砼構(gòu)件上螺栓孔位置為準(zhǔn)）。

（2）、基底處理――表面處理包括加固構(gòu)件結(jié)合面處理及鋼板貼合面處理。

（3）、砼構(gòu)件結(jié)合面，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件表面的新舊程度，堅(jiān)實(shí)程度，干濕程度，分別按以下情況處理：

① 對(duì)表面有浮油污物的砼構(gòu)件的粘合面，應(yīng)先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水沖洗，再對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，除去2～3mm 厚表層，直至完全露出新面，并用壓縮空氣吹除粉粒，處理后，若表面凹凸不平，可用高強(qiáng)樹脂砂漿修補(bǔ)。

② 對(duì)表面已碳化的舊砼構(gòu)件的粘合面，直接對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，去掉1～2mm 厚表層，用壓縮空氣除去粉塵或用清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面即可。

③ 對(duì)于新砼粘合面，先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗滌劑洗刷表面，或用清水沖洗，待完全干后即可。

④ 對(duì)于露筋的砼表面，需用鋼絲刷（將鋼筋表面的銹蝕除去，再剔除松動(dòng)的砼，用清水沖洗潤(rùn)濕，用高強(qiáng)樹脂砂漿修補(bǔ)。

（4）、螺栓孔定位及鉆孔――要求螺栓孔定位準(zhǔn)確，鉆孔之前應(yīng)探明待加固結(jié)構(gòu)鋼筋位置，避免損壞鋼筋，鉆孔深度及孔徑滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（5)、卸荷――為減輕和消除后粘鋼板的應(yīng)力，應(yīng)變滯后現(xiàn)象，粘鋼板前宜對(duì)構(gòu)件適量進(jìn)行卸荷，因此要適當(dāng)限制車輛或選擇夜間車輛較少時(shí)進(jìn)行。

（6）、鋼板表面處理及安裝――鋼板粘貼之前，粘貼面應(yīng)首先除油，然后用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙處理，直至打磨出現(xiàn)金屬光澤，再用干棉布拭凈表面，保持干燥備用。表面處理好后，將鋼板固定在螺栓上，擰緊螺栓，施加壓力并保證鋼板與砼表面的間隙在2mm～6mm左右，以確保灌注膠層有足夠的厚度；焊接鋼板接縫，完成鋼板安裝。

（7）、配制鋼板灌注膠――將鋼板灌注膠按要求的重量比準(zhǔn)確稱量，并倒在容器中，用低速攪拌器，攪拌均勻，直至色澤完全均勻?yàn)橹埂７膺吥z只需在配置好灌注膠中加入1%-3%的促進(jìn)劑即可，根據(jù)反應(yīng)時(shí)間快慢，可由施工自行決定加入促進(jìn)劑量。

（8）、封邊――將注入咀粘結(jié)在鋼板的注入孔上，在鋼板邊緣插入排氣管，間距30cm，在膨脹螺栓頭上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。注入咀布置間距為1～2m。

（9）、灌注――用泵將粘鋼灌注膠從注入咀由下往上灌注到鋼板和砼的空隙中，灌注工作持續(xù)到所有排氣管均有膠液流出。在灌注過程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認(rèn)是否灌注密實(shí)。要求灌漿之前先通氣試壓，以0.2～0.4MPa的壓力將粘鋼灌注膠從注入咀壓入，當(dāng)排氣孔出現(xiàn)漿液后停止加壓，以鋼板封邊膠堵孔，再以較低壓力維持10分鐘以上。為保證鋼板粘貼效果，粘貼開始至粘結(jié)劑完全固化時(shí)段內(nèi)（約16小時(shí)）應(yīng)該封閉相關(guān)匝道交通。

（10）、檢驗(yàn)――粘鋼的同時(shí)，必須制備鋼―鋼拉伸剪切試件及鋼―砼雙剪試件各5個(gè)，進(jìn)行粘結(jié)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。鋼―鋼粘結(jié)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值不得低于該種膠的相應(yīng)規(guī)定，鋼―砼抗剪破壞必須發(fā)生在砼上。粘鋼結(jié)束后，組織有關(guān)人員驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。構(gòu)件的粘鋼質(zhì)量，采取非破損檢驗(yàn)。即外觀檢查鋼板邊緣溢膠色澤、硬化程度，以小錘敲擊鋼板檢驗(yàn)鋼板的有效粘結(jié)面積。錨固區(qū)有效粘結(jié)面積不小于95%，非錨固區(qū)不小于90%。

（11）、表面防腐處理――外部粘鋼加固鋼板，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐處理:

① 鋼護(hù)套頂板防腐處理要求：鋼板表面噴砂除銹SA2.5級(jí)涂四層防腐材料（底漆：一道無機(jī)富鋅漆厚70微米，中間漆：二道環(huán)氧云母氧化鐵2×60微米，面漆：一道聚氨脂50微米）；

② 其余鋼板防腐處理要求：直接在外層包裹聚合物砂漿防腐并改善外觀效果。可在鋼板表面粉刷水泥砂漿保護(hù)，如鋼板面積較大，為了有利于砂漿粘貼，可粘一層鉛絲網(wǎng)或點(diǎn)粘一層豆石。并在抹灰時(shí)涂刷一道混凝土界面劑。水泥砂漿的厚度：對(duì)于梁不應(yīng)小于20mm，對(duì)于板不應(yīng)小于15mm。

4 施工質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收要求

（1）、施工開始前，應(yīng)確認(rèn)粘鋼灌注膠粘劑產(chǎn)品合格證和質(zhì)量驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，其各項(xiàng)性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）、拆除臨時(shí)固定設(shè)備后，應(yīng)用小錘輕輕敲擊粘結(jié)鋼板，從音響判斷粘結(jié)效果或用超聲波法探測(cè)粘貼密實(shí)度如錨固區(qū)粘結(jié)面積少于90％，非錨固區(qū)粘結(jié)面積少于80％，則此粘結(jié)件無效，應(yīng)剝下重新粘結(jié)。如有個(gè)別空洞聲，表明局部不密實(shí)，須再次高壓注膠方法補(bǔ)實(shí)。對(duì)于重大工程，為了真實(shí)檢驗(yàn)其加固效果，尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn)，一般僅做標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn)，即在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，加固結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)的使用要求。

5、結(jié)語

（1）粘貼鋼板加固橋梁是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、行之有效的橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)方法，與其他加固方法比較，有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。橋梁粘鋼加固一定要嚴(yán)格保證施工的精度。

（2）在粘合鋼板時(shí)采用錨固螺栓固定鋼板，較一般粘貼方法減少了鋼板支頂這道工序，施工難度大為減少，待灌入的鋼板粘結(jié)劑固化后，螺栓和粘結(jié)層共同傳遞混凝土與鋼板之問的剪應(yīng)力及其它內(nèi)力，充分考慮整體受力問題，可有效防止粘結(jié)層和混凝土板之間的界面出現(xiàn)撕裂破壞、鋼板剝離現(xiàn)象，從而使整個(gè)受力體系更為合理、可靠。

(3) 粘結(jié)劑采用灌注法注入鋼板和混凝土板之間的空隙，較傳統(tǒng)施工中將粘結(jié)劑涂抹在混凝土表面和鋼板面上再進(jìn)行粘貼的施工工藝，能更好地適應(yīng)混凝土構(gòu)件。

篇8

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；桁架橋；施工工藝

Abstract: in recent years, with the rapid development of social economy, the construction of the space structure of the form and the development trend of diversification, large-span steel structure has the construction speed is quick, energy conservation and environmental protection, building modelling beautiful, seismic performance is good wait for a characteristic, because this is developing very fast, and widely used in large bridge building. This paper introduces the architectural features of the steel structure, and discusses the big span steel structure truss bridge construction process.

Keywords: steel structure; Truss bridge; Construction technology

中圖分類號(hào)：TU393.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

引言

在大跨度橋梁的設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)桁架橋以其承載力高、跨越能力大、外形雄偉壯觀等優(yōu)點(diǎn)受到越來越廣泛的重視和應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)桁架橋的社會(huì)需求和工程應(yīng)用逐年增加，這給我國鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展帶來良好的契機(jī)，同時(shí)也對(duì)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平提出了更高的要求。

一、現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)

（一）桁架結(jié)構(gòu)是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與網(wǎng)架比，有用鋼量經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。

預(yù)工程化程度高，使不同材料、不同形狀的建筑結(jié)構(gòu)配件有一定的互換性和通用性，大大降低了建設(shè)成本，并且加快了施工速度，使工期縮短，資金周轉(zhuǎn)速度加快，建筑能夠更早投入使用。桁架屬于單向受力結(jié)構(gòu)，平面外的穩(wěn)定主要依靠撐桿和系桿來承擔(dān)，只需計(jì)算平面內(nèi)的強(qiáng)度和穩(wěn)定即可。桁架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架相比，省下了弦縱向桿件和網(wǎng)架的球節(jié)點(diǎn)。大跨度結(jié)構(gòu)系跨度等于或大于60m的結(jié)構(gòu)，由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)造型越來越新穎，跨度也越來越大，結(jié)構(gòu)體系越來越復(fù)雜，施工也越來越難。目前，大跨度鋼結(jié)構(gòu)常用的安裝方法也都有其優(yōu)缺點(diǎn)和一定的針對(duì)性。為了體現(xiàn)建筑美學(xué)和設(shè)計(jì)師理念，大跨度鋼結(jié)構(gòu)往往是一個(gè)個(gè)性化的變異設(shè)計(jì)，不同的結(jié)構(gòu)形式、場(chǎng)地條件及工程實(shí)際情況，所采用的施工技術(shù)也會(huì)有所差異。 （二）原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

我國人口眾多，資源、能源非常短缺，因此，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的意義就顯得尤為重要，中國是世界上最大的混凝土建筑大國。鋼材是一種高強(qiáng)度高效能的材料，再循環(huán)價(jià)值很高，邊角料不需要制模施工，也有很高的價(jià)值。目前我國已引入國際上引人矚目的新型產(chǎn)品，與磚混結(jié)構(gòu)比較，節(jié)約所需能源，減小維護(hù)費(fèi)用。具有環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。

（三）鋼結(jié)構(gòu)桁架橋能夠滿足超高度和超跨度的要求。

鋼材組織均勻，其密度與強(qiáng)度的比值遠(yuǎn)小于磚石，混凝土，木材，并且強(qiáng)度高，彈性模量亦高。在受力相同情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結(jié)構(gòu)以及靈活的結(jié)構(gòu)形體。

（四）建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能一體化,使建筑更富有功能化。

在鋼結(jié)構(gòu)桁架橋中，結(jié)構(gòu)的形體，構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)從很大程度上制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。比如重慶朝天門大橋主橋采用（190＋552＋190）m中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋，雙層橋面布置，上層為雙向六車道和兩側(cè)人行道，橋面總寬36m，下層中間為雙線城市軌道交通，兩側(cè)各預(yù)留一個(gè)汽車車行道。

二、大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架橋的施工工藝

施工方案的選擇主要取決于結(jié)構(gòu)形式。在實(shí)際工程中，由于受建筑體型、場(chǎng)地、造價(jià)、工期等因素制約，一種單純的吊裝方案，往往不能滿足要求。下面介紹幾種鋼桁拱橋的施工方法：（一）行走吊機(jī)架設(shè)法

拱上吊機(jī)主要分為步履式和移動(dòng)式，由千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)牽引行走，通過后平衡裝置保持穩(wěn)定，并逐節(jié)段安裝外伸。起吊安裝時(shí)，吊機(jī)與主體結(jié)構(gòu)錨固，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，有利于構(gòu)件的準(zhǔn)確定位和安裝。這個(gè)方法在城市高架橋的架設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。而且在高水位的河面上架橋，也可以使用這種方法。

（二）浮吊架設(shè)法

在橋梁上方設(shè)置門吊，將組裝好的整孔主梁逐孔起吊，放置在橋墩、臺(tái)間，然后依次安裝橋面系和平縱聯(lián)。浮吊架設(shè)的優(yōu)點(diǎn)在于鋼桁架的拼接可以在岸上進(jìn)行，這樣可以避免大量的高空作業(yè)。隨著鋼桁架拱橋跨度的增大，其對(duì)起重和運(yùn)輸設(shè)備的要求高，操作難度大；此外，這種施工方法對(duì)橋址的地形條件和天氣狀況要求也較高。韓國的傍花大橋、加拿大魁比克橋、新光大橋均采用這種架設(shè)方法進(jìn)行施工。

（三）有支架架設(shè)法

有支架架設(shè)法可以使結(jié)構(gòu)受力更加明確，施工難度減小。施工較小跨徑的鋼桁架拱橋時(shí)，在條件允許的情況下（水深較淺，航運(yùn)要求不高或陸地上）可以采用滿堂臨時(shí)支架進(jìn)行施工。天津國泰橋即采用此種方法進(jìn)行施工。大跨徑的鋼桁架拱橋在其邊跨也可以采用臨時(shí)支墩進(jìn)行施工，這種方法可以縮小邊孔的懸臂長(zhǎng)度，改善結(jié)構(gòu)的受力，重慶朝天門大橋也采用了這種方法。

（四）懸臂架設(shè)法

用移動(dòng)式剛腿轉(zhuǎn)臀起重機(jī)，一面拼裝，一面逐漸向前推進(jìn)。懸臀法架設(shè)鋼梁是在橋位上不用臨時(shí)腳手架支撐，而是將桿件依次懸拼至另一墩（臺(tái)）上。其特點(diǎn)是不受橋渡水文條件、通航、流水、墩高和季節(jié)的限制，而且其專用輔助結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)備費(fèi)用較少。對(duì)于多跨的連續(xù)桁架剛性拱橋而言，該安裝方法使結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單明確、施工工期大大縮短，緬甸曼德勒橋就采用這種方法。

（五）纜索吊裝架設(shè)法

纜索吊裝施工方法的特點(diǎn)是吊機(jī)安裝、拆卸比較方便，適用于多種拼裝方式，且對(duì)拱和梁的運(yùn)輸方式和地點(diǎn)限制少。纜索吊機(jī)主塔多數(shù)情況下同時(shí)也作為臨時(shí)扣索索塔，不僅造成主塔的受力復(fù)雜，吊機(jī)起吊時(shí)主塔產(chǎn)生的變形還將通過臨時(shí)扣索影響到主體結(jié)構(gòu)的變形，這對(duì)全橋的施工線形和內(nèi)力的控制是很不利的。

（六）斜拉扣掛架設(shè)法

對(duì)于單孔的大跨度鋼桁架拱橋，斜拉扣掛施工方法是經(jīng)常被采用的。如在廣西邕寧邕江大橋（312m）施工中開發(fā)研究了千斤頂鋼絞線斜拉扣掛法，由于該技術(shù)采用了高強(qiáng)度、低松弛、張拉行程控制準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為拱肋懸臂拼裝的扣索，使得拱肋的線形控制相對(duì)容易。

三、鋼桁梁架設(shè)方法在橋梁施工中的應(yīng)用

（一）南京長(zhǎng)江大橋

南京長(zhǎng)江大橋江中正橋?yàn)殇撹炝航Y(jié)構(gòu)，共有9墩10孔，共有10孔（1×128米+9×160米），由1孔128m簡(jiǎn)支鋼桁梁和3聯(lián)（3孔為一聯(lián)）9孔跨度各160m連續(xù)鋼桁梁組成，主桁采用帶下加勁弦桿的平行弦菱形桁架，采用懸臂拼裝法架設(shè)。每個(gè)橋墩高80米，每墩底部面積400多平方米，比一個(gè)籃球場(chǎng)還大，最高的橋墩從基礎(chǔ)到頂部高85米。墩與墩之間的距離除北岸第一孔是128米外，其余9孔均為160米，橋下可行萬噸巨輪。正橋兩端有4座70多米高的橋頭堡。巖床埋在正橋河床33～47米以下，9個(gè)橋墩基礎(chǔ)分別采用重型混凝土沉井、鋼沉井加管柱、浮式鋼筋混凝土沉井、鋼板樁圍堰管柱等基礎(chǔ)。正橋10孔鋼筋梁中9孔為160米跨度，采用優(yōu)質(zhì)合金鋼桿件在現(xiàn)場(chǎng)鉚接拼裝架設(shè)。

（二）弗里芒特橋

美國俄勒岡州的弗里芒特橋建于1973年。該橋?yàn)?跨連續(xù)加勁拱，中間兩支座為固定鉸支座，兩端為活動(dòng)支座。中跨跨長(zhǎng)為382.63m，中跨拱矢高103.83m，拱肋為箱形截面，兩拱肋間距23.47m。該橋具有雙層橋面,兩橋面高差為10～11m，上層為鋼橋面板，下層為混凝土橋面板，橋面寬20.73m。該橋的最大特點(diǎn)為中跨的架設(shè)方法，中央的275.185m的橋梁部分重約6000t，是一次提升架設(shè)起來的。

四、大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架橋的發(fā)展趨勢(shì)

隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的逐漸積累，剛桁架橋的設(shè)計(jì)理論和施工方法也將趨于完善，跨越能力也會(huì)不斷提高，相信在以后會(huì)有越來越多的方案傾向于這種橋型。另外，鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展的概念，也可做環(huán)保住宅。在我國目前大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的時(shí)代背景下，鋼結(jié)構(gòu)體系必將成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。一批有特色有實(shí)力的專業(yè)研究所、設(shè)計(jì)院、建筑施工單位、施工監(jiān)理單位都在日臻成熟，專業(yè)性、技術(shù)性、規(guī)模化更加完善。

總結(jié)

我國在大跨徑鋼桁架拱橋的制造和架設(shè)正處于快速發(fā)展的過程中，依托工程實(shí)例對(duì)此種橋型施工方法進(jìn)行總結(jié)顯得尤為重要，也為今后同類工程施工提供了參考和借鑒。大跨度鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r與施工技術(shù)水平已成為代表一個(gè)國家建筑科技水平的重要標(biāo)志之一。

參考文獻(xiàn)

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[2]中華人民共和國待業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范.北京：人民交通出版社，2004．

篇9

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土 系桿拱加固 粘貼鋼板

前言

拱橋是一種受力性能較好的橋型，在我國橋梁建設(shè)領(lǐng)域占有重要的地位。但本橋在施工過程中出現(xiàn)的病害已嚴(yán)重影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全與正常運(yùn)營。本文針對(duì)該橋出現(xiàn)的具體病害，采用了相應(yīng)的措施進(jìn)行加固，取得了良好的效果。

1、 工程概況

某橋?yàn)橹骺?8m的下承式鋼管拱橋，拱肋矢跨比為1/5，由三片圓端型鋼管混凝土拱肋組成，相鄰兩片拱肋橫向中心距12.5m，肋寬80cm，肋高140cm，鋼管及腹板壁厚1.6cm，施工過程中拱肋分3段預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼接。系桿采用預(yù)應(yīng)力混凝土矩形梁，截面尺寸b×h=1.65×1.5m，通過橫梁、現(xiàn)澆行車道板形成橋面系；拱肋之間設(shè)五道風(fēng)撐。吊桿間距為5.0m，邊/中吊桿分別采用61/91根Φ7mm低松馳鍍鋅平行鋼絲索。主橋橫斷面標(biāo)準(zhǔn)段為：2.5+12.5+1.5+12.5+2.5 = 31.5m，機(jī)動(dòng)車道為雙向六車道，荷載等級(jí)為城－A級(jí)，人群荷載為3.5KN/m2。

2、 主要病害及分析

該系桿拱橋采用先梁后拱的施工方案，滿堂支架現(xiàn)澆橋面系，然后架設(shè)拱肋，張拉吊桿[1]。本橋的病害主要出現(xiàn)在中拱肋架設(shè)完畢，頂升中拱肋混凝土階段。施工過程中由于施工單位經(jīng)驗(yàn)不足，現(xiàn)場(chǎng)頂升數(shù)度停止，甚至在拱頂一段范圍采用單端頂升，導(dǎo)致了冷縫和頂升雜質(zhì)、水泥漿沒有排出的現(xiàn)象；并且由于后期頂升混凝土?xí)r壓力過大，部分區(qū)段的鋼拱肋鼓脹也較為嚴(yán)重，實(shí)測(cè)周長(zhǎng)已增加了近1cm，造成了中拱肋的質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響了拱肋的承載能力。經(jīng)超聲波檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)抽孔，冷縫和單端頂升的堆積物、抽芯情況見圖1：

圖1拱肋抽芯結(jié)果示意圖（單位：cm）

對(duì)于病害出現(xiàn)的原因，經(jīng)過分析可歸納為以下幾個(gè)方面：首先由于施工單位施工經(jīng)驗(yàn)不足，在頂升設(shè)備出現(xiàn)異常情況下采取了錯(cuò)誤的施工方法，導(dǎo)致混凝土灌注質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重問題；其次，頂升間隔時(shí)間過長(zhǎng)造成管內(nèi)混過凝土的初凝，此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工單位私自調(diào)高頂升壓力，導(dǎo)致拱肋內(nèi)對(duì)拉桿應(yīng)力急劇增大，經(jīng)計(jì)算在考慮1MPa環(huán)壓作用下，拉桿應(yīng)力已達(dá)到1240MPa（計(jì)算結(jié)果見圖2），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)范要求，并最終導(dǎo)致了拱腳拉桿的斷裂，鋼管也發(fā)生了較嚴(yán)重的鼓脹。

圖2拱肋對(duì)拉桿應(yīng)力圖（單位：MPa）

3、加固方案及驗(yàn)算結(jié)果

3.1、加固方案的確定

針對(duì)以上產(chǎn)生病害的原因，本橋中拱肋加固方案主要包括：

（1）、將有粉煤灰夾層和強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求的砂漿段鑿除后用C60微膨脹混凝土重新澆筑，并在連接部位植筋[3]。

（2）、在鋼管外焊接小鋼箱進(jìn)行加強(qiáng)。

（3）、加固后應(yīng)對(duì)混凝土及鋼管焊縫重新逐項(xiàng)檢測(cè)，確保加固成果。

（4）、施工完畢后進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)，確保運(yùn)營期間結(jié)構(gòu)安全可靠。

（5）、通過降低橋面鋪裝等措施達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)自重的目的；并優(yōu)化成橋階段吊桿力。

新增結(jié)構(gòu)應(yīng)注意盡量減少在拱肋上的直接焊接，對(duì)直接焊接到拱肋上的鋼板應(yīng)采用角焊縫，并分段、分層焊，以減少對(duì)拱肋混凝土的影響。加固截面具體構(gòu)造措施如圖3所示：

圖3拱肋加固措施構(gòu)造圖（單位：mm）

3.2、驗(yàn)算結(jié)果及結(jié)論

加固后應(yīng)保證拱肋承載力及應(yīng)力能夠滿足規(guī)范要求[2]。計(jì)算采用有限元分析軟件midas2010建立結(jié)構(gòu)的空間模型，主梁系采用梁?jiǎn)卧袄呓孛娌捎檬┕るA段聯(lián)合截面來模擬鋼管混凝土受力狀態(tài)，吊桿采用桁架單元。

（1）承載力驗(yàn)算

按鋼管混凝土理論計(jì)算極限承載力，單管局部承載力

式中 --鋼管混凝土套箍系數(shù)， ；

--單管管內(nèi)混凝土計(jì)算抗壓強(qiáng)度；

--單管管內(nèi)混凝土截面積；

經(jīng)計(jì)算，N0=17890KN,

由內(nèi)力計(jì)算結(jié)果可知Nmax =9854KN＜N0 ，承載力滿足規(guī)范要求。

（2）應(yīng)力驗(yàn)算

加固后拱肋截面應(yīng)力結(jié)果對(duì)比見下表1：

表1 加固后中拱肋應(yīng)力值（聯(lián)合截面+補(bǔ)強(qiáng)鋼板）

拱肋標(biāo)準(zhǔn)值組合鋼管最大應(yīng)力(Mpa)

跨中 1/4點(diǎn) 支點(diǎn)

中拱肋 -104 -102 -108

邊拱肋 -103 -120 -116

鋼板 -95.5 -111 -105

拱肋標(biāo)準(zhǔn)值組合砼最大應(yīng)力(Mpa)

跨中 1/4點(diǎn) 支點(diǎn)

中拱肋 -6.43 -7.3 -7.9

邊拱肋 -6.61 -7.37 -8.6

假如拱肋僅考慮鋼管的作用，不考慮拱肋內(nèi)混凝土，即砼僅作為荷載考慮，此時(shí)拱肋應(yīng)力值見表2：

表2 加固后中拱肋純鋼截面應(yīng)力值（純鋼截面）

拱肋標(biāo)準(zhǔn)值組合(Mpa)

跨中 1/4點(diǎn) 支點(diǎn)

中拱肋 -145 -170 -167

由以上結(jié)果可得出結(jié)論，鋼管單獨(dú)作用時(shí)，最大應(yīng)力為170Mpa（壓），滿足規(guī)范要求；并且混凝土連續(xù)澆筑，較為可靠。新澆筑混凝土質(zhì)量可以控制，加固方案和措施切實(shí)可行[4]。

4、結(jié)語

該橋由于施工單位采取的措施不力，造成了鋼管混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。通過對(duì)中拱肋的強(qiáng)度驗(yàn)算，采取鑿除管內(nèi)局部不合格混凝土和壓漿后再外包鋼板加固處理的方法，不僅滿足了設(shè)計(jì)和工期要求，而且使施工操作簡(jiǎn)便，節(jié)省了投資。竣工后，施工單位委托檢測(cè)單位對(duì)該橋進(jìn)行了靜、動(dòng)載試驗(yàn)，得到以下結(jié)果。

（1）在各靜力工況下，結(jié)構(gòu)各控制截面的位移、應(yīng)變及撓度小于或接近理論值，整體強(qiáng)度和剛度均符合設(shè)計(jì)和使用要求；

（2）全部荷載卸除后，結(jié)構(gòu)變形的殘余值很小，結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)；

（3）該橋各部位均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的承載力。因此，該加固方法對(duì)同類拱橋的加固處理具有一定的推廣價(jià)值和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 齊永華.植筋技術(shù)在治理橋面病害中的應(yīng)用[J].公路與自然，2004(2).

篇10

關(guān)鍵詞:雙曲拱橋 加固 粘貼鋼板法

中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973 (2010) 03-016-02

1粘貼鋼板法加固雙曲拱橋概述

1.1可行性

許多早期修建的雙曲拱橋,普遍存在設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低、結(jié)構(gòu)整體性差的缺點(diǎn),由于長(zhǎng)期的超載作用,大部分都出現(xiàn)了不同程度的破損,使結(jié)構(gòu)的承載力大大降低。因此,對(duì)雙曲拱橋進(jìn)行加固改造具有重要現(xiàn)實(shí)意義 。在隨之產(chǎn)生的眾多加固維修方法中,粘貼鋼板法便是行之有效的一種。

粘貼鋼板加固法是采用環(huán)氧樹脂或建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在石拱橋構(gòu)件的受拉區(qū)或薄弱部位表面,使之與結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力,從而達(dá)到加固增強(qiáng)、提高橋梁承載能力的目的。

根據(jù)不同的加固部位和加固要求,粘貼鋼板法可設(shè)計(jì)為在拱肋上一側(cè)、兩側(cè)、三側(cè)粘貼鋼板加固和在拱腳上粘貼和焊接角鋼加固法。

粘貼鋼板加固法的優(yōu)點(diǎn)是:粘貼鋼板所占空間小,基本上不減少橋梁的凈空,能在橋下施工,不中斷交通,施工方便,工期短,加固工作量小,加固效果卻很明顯。

外貼鋼板相當(dāng)于提高了混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼量,因而能起到減少裂縫擴(kuò)展,改善原結(jié)構(gòu)受力,提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪的能力。在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板尺寸應(yīng)盡可能薄而寬,厚度一般為4～6mm,較薄的鋼板可有足夠的彈性來適應(yīng)構(gòu)件表面形狀。用于提高抗剪能力的鋼板厚度宜厚點(diǎn),一般采用10～15mm。

1.2加固類型

針對(duì)不同病害類型,粘貼鋼板法對(duì)主拱圈進(jìn)行加固常見的有兩種情況:

(1)由于拱肋強(qiáng)度不足而引起的徑向裂縫。

此時(shí)可僅在拱肋底面粘貼鋼板或底面和側(cè)面都粘貼鋼板,使拱肋下部形成一側(cè)加固或三側(cè)加固,如圖1所示。

圖1針對(duì)拱肋強(qiáng)度不足進(jìn)行加固

(2)不僅拱肋出現(xiàn)徑向裂縫,而且在拱腳出現(xiàn)環(huán)向裂縫。

此時(shí)在拱肋底面和側(cè)面都粘貼鋼板的基礎(chǔ)上,選擇尺寸適宜的角鋼,將角鋼一側(cè)與拱肋上已粘貼的鋼板焊接,另一側(cè)粘貼在墩臺(tái)上,并用錨栓錨固。如圖2所示。

圖2 針對(duì)拱腳開裂進(jìn)行加固

對(duì)于上述情況,在粘貼鋼板之前要特別注意運(yùn)用灌漿封縫的方法處理裂縫。

1.3施工工藝

粘貼鋼板法的施工工藝一般為:

(1)鋼板制作。制作用于粘貼加固的鋼板,并對(duì)其表面進(jìn)行處理。

(2)表面處理。將混凝土破碎部分清除,鑿平鑿毛,清除浮塵,鋼板表面去油污,除銹,用丙酮擦洗干凈,涂環(huán)氧樹脂薄漿。

(3)粘貼鋼板。先在混凝土、鋼板表面刷環(huán)氧樹脂膠,再在鋼板上鋪環(huán)氧樹脂砂漿。將鋼板貼到混凝土表面上,旋緊螺絲進(jìn)行加壓。固化后卸除螺帽,截去外露的螺絲桿。

(4)加壓方式。混凝土粘貼面埋設(shè)螺栓,鋼板設(shè)孔,把鋼板粘貼到混凝土表面后立即旋緊螺帽進(jìn)行加壓。

(5)檢查粘貼質(zhì)量。用肉眼觀察,如發(fā)現(xiàn)鋼板與混凝土表面之間有空隙,填入膠結(jié)劑補(bǔ)貼。

(6)防護(hù)處理。鋼板表面先涂環(huán)氧樹脂薄漿,再涂防銹漆進(jìn)行保護(hù)。

2工程實(shí)例

2.1工程概況

某雙曲拱橋修建于1972年,橋梁全長(zhǎng)246.26m,橋面寬度為凈7.0+2.25m安全帶。雙向各一車道,無人行道,原設(shè)計(jì)荷載為汽車-13級(jí),掛-60。該橋上部結(jié)構(gòu)為40.4米空腹式鋼筋混凝土雙曲拱橋,主拱圈為等截面懸鏈線無鉸拱,矢跨比為1/9,拱軸系數(shù)m=3.5。拱肋為矩形截面,主拱圈由6根拱肋、5根拱波組成。拱肋底寬20cm,各肋間凈距1.26m,每跨用25道鋼筋混凝土橫系梁聯(lián)系。本橋下部構(gòu)造為重力式墩、空心臺(tái)、沉井基礎(chǔ)。

由于長(zhǎng)期的超載作用,橋梁眾多部分都出現(xiàn)了不同程度的破損,承載力大大降低。拱肋出現(xiàn)多道縱向裂縫,拱腳處混凝土開裂。

為保證結(jié)構(gòu)及行車安全,必須進(jìn)行加固處理。

2.2加固要求

(1)加固后橋梁荷載等級(jí)提高到公路-II級(jí)標(biāo)準(zhǔn);(2)盡量不破壞原有結(jié)構(gòu);(3)盡量減少中斷交通時(shí)間;(4)便于施工和養(yǎng)護(hù)。

2.3加固方法

根據(jù)以上要求決定采用粘貼鋼板法加固此橋:

(1)對(duì)拱肋進(jìn)行三側(cè)加固,即拱肋底面粘貼6mm的補(bǔ)強(qiáng)鋼板,兩側(cè)粘貼10mm的補(bǔ)強(qiáng)鋼板,加固長(zhǎng)度貫通拱肋全長(zhǎng)。對(duì)于起橫向連接作用的橫系梁也采用和拱肋同樣的加固方法。

(2)拱腳處在拱肋底面和側(cè)面都粘貼鋼板的基礎(chǔ)上,選擇140406型角鋼,將角鋼一側(cè)與拱肋上已粘貼的鋼板焊接,另一側(cè)粘貼在墩臺(tái)上,并用 3000的錨桿錨固。

2.4加固材料

混凝土:拱腹填料采用C10貧混凝土,其他采用C20,C30混凝土,所用混凝土必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行配制和施工。

鋼板:采用10mm、6mm厚16Mn鋼,其技術(shù)要求應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(GB/T19879-2005)的規(guī)定,為保證焊接質(zhì)量,鋼板采用Q235-B級(jí)鋼板。螺桿:采用全螺紋非焊接螺桿,材料采用Q235級(jí)。

膠劑:本橋加固均采用A級(jí)膠,其性能應(yīng)符合《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/T J22-2008表4.6.2,表4.6.4,表4.6.5,表4.6.6的規(guī)定。

焊接材料:焊接材料及焊接工藝應(yīng)滿足公路鋼橋施工規(guī)范的要求。

3 結(jié)構(gòu)建模計(jì)算

利用有限元軟件計(jì)算分析加固前后橋梁受力情況,判斷加固效果。

3.1計(jì)算所用原理

粘貼鋼板法內(nèi)力計(jì)算主要按以下幾條原理進(jìn)行:

(1)恒載內(nèi)力及活載內(nèi)力用粘貼后的組合體截面模量計(jì)算內(nèi)力,即鋼板與原混凝土作為一個(gè)整體計(jì)算,對(duì)不同的混凝土標(biāo)號(hào)和粘貼的補(bǔ)強(qiáng)鋼板按其彈性模量進(jìn)行截面換算;

(2)按彈性理論進(jìn)行計(jì)算;

3.2材料和主拱圈截面

主拱圈為250號(hào)鋼筋混凝土,腹拱圈為200號(hào)混凝土,腹拱橫墻為150號(hào)片石混凝土,墩臺(tái)身為150號(hào)片石混凝土。

根據(jù)各主要部件尺寸,加固前后主拱圈的截面如圖3、圖4所示。

圖3加固前主拱圈截面圖(單位:cm)

圖4加固后主拱圈截面圖(單位:cm)

3.3荷載和約束

由于原橋建成時(shí)間較長(zhǎng),不考慮收縮徐變的作用。主要考慮的作用有:恒載(加固前和加固后增加的恒載)、汽車荷載(考慮沖擊力)。按照承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行荷載組合1.2恒載+1.4汽車(考慮沖擊力)。

約束條件為:主拱圈拱腳與墩臺(tái)、腹拱圈與墩臺(tái)和側(cè)墻均為固結(jié)。

3.4結(jié)構(gòu)建模計(jì)算

利用MIDAS Civil軟件對(duì)橋臺(tái)間的4跨建立模型,共分為889個(gè)單元,681個(gè)結(jié)點(diǎn)。主拱圈、腹拱圈及橫墻、橋面系及拱上填料、墩臺(tái)均用梁?jiǎn)卧M。輸入相應(yīng)的截面、材料、邊界條件及荷載后,計(jì)算加固前后的結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力,并進(jìn)行分析。建立橋梁模型如圖5所示。

圖5橋梁模型圖

3.5計(jì)算結(jié)果比較分析

根據(jù)程序計(jì)算結(jié)果,選取主拱圈的拱腳、拱頂、1/4跨截面內(nèi)力結(jié)果分析加固前后的受力情況。表1、表2中:Md為截面彎矩設(shè)計(jì)值;Nd為截面軸力設(shè)計(jì)值(受拉為正) 。

表1 加固前計(jì)算結(jié)果

表2加固后計(jì)算結(jié)果

從截面抗力與軸力的比值可以看出:原橋在公路-II級(jí)荷載作用下,主拱圈拱腳截面不能滿足提載后的承載力要求;加固后該橋在公路-II級(jí)荷載作用下,主拱圈各截面滿足了提載后的承載能力要求。表明通過粘貼鋼板法加固拱肋后,該橋的承載能力得到了明顯的提高。

4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)。動(dòng)載試驗(yàn)反映的是橋梁在動(dòng)荷載作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征和動(dòng)力響應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果如下:

4.1 自振頻率

對(duì)加固前后大橋的自振頻率進(jìn)行比較。如表3所示。

表3 大橋加固前后自振頻率實(shí)測(cè)值

由表3可以看出,大橋加固后的自振頻率的實(shí)測(cè)值均大于加固前,說明橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力剛度得到明顯提高。

4.2沖擊系數(shù)

對(duì)加固前后大橋的沖擊系數(shù)進(jìn)行比較。如表4所示。

表4大橋加固前后沖擊系數(shù)實(shí)測(cè)值

由表4可以看出,大橋加固后的沖擊系數(shù)的實(shí)測(cè)值均小于加固前,并且小于規(guī)范理論值,說明橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力剛度滿足設(shè)計(jì)要求。

5結(jié)語

采用粘貼鋼板法加固雙曲拱橋效果顯著。既不較少橋梁凈空,又不中斷交通,并且大大改善橋梁的受力情況,使結(jié)構(gòu)受力更加合理。施工簡(jiǎn)單,成本較低,值得進(jìn)行推廣。

注釋:

張樹仁,王宗林.橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民交通出版社,2006.

周建庭,劉思孟,李躍軍.石拱橋加固改造技術(shù)[M].北京:人 民交通出版社,2008:180-182.