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西安碳纤维lol外围投注对刚架拱桥病害阐发及lol外围投注设计研讨

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西安碳纤维lol外围投注对刚架拱桥病害阐发及lol外围投注设计研讨

公布日期:2017-08-02 作者: 点击:

西安碳纤维lol外围投注对刚架拱桥病害阐发及lol外围投注设计研讨

1工程外表


某刚架拱桥位于福建省一县出入城口,属国道上桥梁。桥全长59.6m,桥宽21m。上部布局:净跨3.0m钢筋混凝土矮肋板梁+净跨50m钢筋混凝土刚架拱+净跨3.0m钢筋混凝土矮肋板梁,主跨横向布设7片刚架拱片,拱片间距3.2m。桥面铺装延续,两侧桥头各一处深入伸缩缝。桥面系采取矢跨比为1/16、厚6cm的微弯板及现浇混凝土填平层。桥面宽度为3.35m(人行道)+14.3m(车行道)+3.35m(人行道)。下部布局采取钢筋混凝土组合式桥台。为共同蹊径改造工程,该桥将在桥面上直接加铺10cm沥青路面,同时业紧张求该桥改造后可以大约餍足公路-Ⅱ级、人群3.5kN/m2的荷载要求。但是该桥无设计和竣人为料,需要对桥梁举行集团举行过细的近况观察、阐发落伍行相应的处置处分。

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2桥梁近况观察


2.1紧张病害


1)桥面铺装存在大批横向弊端、纵向弊端;伸缩缝不平顺;人行道板、雕栏、路缘石多处粉碎缺失;桥面排水不畅、积水;桥头沉降构成搭板凹陷。


2)跨中拱顶相近存在较多弊端,大末节点相近弦杆段存在一样寻常弊端,所检弊端宽度测读值为0.25mm,未超越跨过模范限值;拱肋有露筋锈蚀征象;局部拱肋局部存在孔洞、蜂窝麻面等表观病害。


3)微弯板存在开裂征象,紧张聚集于跨中相近,所检弊端宽度测读值为0.73mm,超越跨过模范限值;微弯板存在大批露筋锈蚀、弊端、孔洞病害,告急的微弯板混凝土分裂,招致桥面塌陷,详照片。


4)横系梁存在较多弊端,车行道下部横系梁尤为告急,所检弊端宽度测读值为0.72mm,超越跨过模范限值。并有露筋锈蚀、混凝土外貌蜂窝麻面、剥落征象。


5)下部布局盖梁受水蜕化告急,有较多竖向弊端,所检弊端宽度测读值为0.35mm,超越跨过模范限值。


2.2荷载实行


1)静载实行静载实行按公路-Ⅱ级(思量10cm沥青铺装层)荷载等级举行,静载实行荷载遵从为0.86~1.01;在各工况荷载作用下,控制截面应变校验系数在0.14~0.94之间,餍足校验系数小于1.00的要求;所测测点的最大相对渣滓应变小于渣滓应变限值要求(20%);在各工况荷载作用下,各控制截面挠度校验系数在0.39~0.94之间,餍足校验系数小于1.00的要求;所测测点中的紧张测点相对渣滓变形基本餍足的渣滓变形限值要求(限值20%)。


2)环境振动实行实测振动相应信号经实行模态阐发,该桥竖向实测基频为5.00Hz,实践基频为3.07Hz,实测基频大于实践值,标明近况桥梁实际刚度较大。


3)桥梁承载力评定结果依据桥梁缺陷外形检测结果、材质外形与外形参数检测结果和荷载实行结果对桥梁承载技艺举行核算,该桥承载技艺不餍足公路-Ⅱ级、人群3.5kN/m2(加铺10cm沥青铺装层)荷载等级的运用要求。


3布局谋略阐发


为相识桥梁布局提载后受力环境,本工程布局阐发采取桥博3.0步伐创立平面杆系模型区分对边拱肋和中拱肋举行谋略。单片拱肋区分为70个单位,此中三角刚架区24个单位,桥面单位为46个单位,拱角采取完全固结,边支点采取竖向支持,纵向滑动约束。


4病害缘故缘故原因阐发


近几年该地域交通量急剧增长,该刚架拱桥颠末永劫间运营,构件混凝土的开裂呈普遍征象,弊端的孕育发生有着种种百般的缘故缘故原因,外部和外部差异缘故缘故原因的弊端和差异类别的弊端对布局的安全性和临时性也有着差异的影响。


4.1微弯板


车轮荷载颠末桥面铺装层作用于微弯板上,构成较为直接的受力构件,原设计的微弯板谋略模型为将微弯板两端简化为弹性约束的变截面板举行承载力验算,该假定要领与实际受力外形相差甚大,且微弯板厚度仅设为60mm,因此大大飞扬了微弯板在实际变乱中的结实性。由于桥梁多年的运用,桥面铺装的粉碎,拱肋下挠、横向偏移等,均构成微弯板支座端偏位,告急者使得微弯板变成两端铰结的简支板,从而微弯板实际受力大大增长,超越跨过设计范围,构成微弯板的粉碎。本桥微弯板存在大批弊端,且局部微弯板的塌陷,正是设计缺陷惹起的。


4.2横向讨论


刚架拱桥的布局内力阐发是依据平面杆系实践举行的,基本采取弹性支持延续梁的要领举行横向荷载散布阐发,而落伍行纵向桥梁内力阐发。在实际工程运用中,重复很难模拟横向讨论的实际受力外形,招致布局内力谋略失真。弹性支持延续梁法需要布局必需有富裕的横向衔接刚度,横向衔接刚度是颠末横系梁、桥面铺装层及微弯板举行衔接,而这种衔接颠末多年刚架桥的运用可知,其刚度较弱。由于天赋横向刚度的不敷,桥梁运用一段时间后,横系梁冉冉出现开裂征象,横系梁的开裂弱化了横向刚度,出现更告急的弊端,其弊端基本外形为竖向意会缝或斜向弊端。同时在汽车荷载作用下出现振动征象,也使得横向衔接削弱,招致刚度飞扬。同时微弯板的侧向水平推力作用也使得横系梁处于横向受拉,对横系梁孕育发生倒运作用。因此,由于刚架拱的天赋不敷,招致桥梁过早的出现差异水平的病害,病害又招致桥梁横向刚度飞扬,而刚度的飞扬加剧了构件的毁伤、粉碎,循环往复,构成桥梁运用年限大大紧缩。


4.3拱肋


依据桥涵通用设计模范,举行恒载、汽车荷载、温度荷载等组合,经布局阐发可知,拱顶、拱角抗力不餍足内力需求;跨中、拱腿(与末节点衔接处)、拱角、弦杆(与末节点衔接处)等局部部位弊端宽度大大超越跨过模范的最约莫求。同时,依据桥梁检测报告可知,拱肋混凝土质量表观差,外貌粗糙、不平、局部蜂窝麻面;大末节点部位配筋差异理,缺乏必要的布局抗拉钢筋。因此,在桥梁运用进程在大末节点部位出现不端正弊端,影响桥梁的布局承载力和临时性。


5lol外围投注对策及验算


5.1lol外围投注对策


依据检测结果及上述病害阐发,提出了紧张处置处分步伐,如下:


1)对拱肋跨中两侧各10m的范围内,拱肋下缘粘贴U型钢板,加配U型压条,粘贴钢板采取环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。


2)大、末节点受力庞大,两侧粘贴集团大钢板,在横系梁处断开,方便陈设,粘贴集团钢板采取环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。


3)将拱腿全部和斜撑根部2.5m段外包混凝土加大截面;拱腿顶面、正面增长混凝土厚度15cm;在拱脚2.5m段地域内,将拱腿和斜腿连成集团。在拱脚新增截面上增强抗弯受力钢筋,并将新增截面的衔接钢筋植入原布局,以包管新增截面能与原布局共同受力。拱腿新增截面纵向钢筋与末节点钢板焊延续接,并将该局部混凝土过渡平顺。


4)对横系梁下外貌粘贴钢板条lol外围投注,正面上缘粘贴钢板,在拱肋处植入螺杆衔接,增王道向刚度。


5)拱肋弦杆上缘出现较多弊端,谋略也发现该部散布局承载技艺富余量较小致使不敷,为此采取在接近弦杆上缘粘贴钢板条要领lol外围投注弦杆。


6)若共同整条路线改造,直接在桥面加铺10cm沥青混凝土,桥梁大将增长共250恒荷载,思量原设计资料缺失,无法鉴定原底子承载力富饶度,应思量尽管纵然不增长旧桥恒载;同时,依据检测报告可以看出,微弯板及加劲肋存在较多弊端,颠末谋略,原微弯板不餍足荷载要求。因此,思量采取将原桥面铺装层铣剖失2cm的磨耗层,绑扎钢筋铺设8cm厚C40聚丙烯纤维混凝土铺装层,使得新增钢筋混凝土与原桥面板构成组合受力布局,共同承载受力;同时,对微弯板表观病害举行维修处置处分,采取压力注胶封锁弊端、钢筋除锈、聚合物砂浆克复掩护层等步伐。再者在桥梁铺装6cm沥青混凝土,桥两端与集团路线腻滑过渡。既料理了桥面板承载不敷的标题,同时又使得旧桥恒载增长未几。


7)对全部宽度大于0.15mm的弊端举行灌浆处置处分,灌浆胶采取优质A级环氧灌缝胶。对全部宽度小于0.15mm的弊端,无论缝重办小,在举行弊端的灌浆进程中一并封锁。


5.2lol外围投注验算


1)谋略参数


验算依据JTGD60-2004要求举行,汽车荷载采取公路Ⅱ级荷载范例,人群荷载3.5kN/m2。桥面铺装恒载为原混凝土铺装层铣剖2cm磨耗层,加铺8cmC40钢筋混凝土铺装层,其上加铺6cm沥青混凝土铺装层。混凝土强度按检测报告实测结果,恒载按改造后运用需要计取。对拱肋、弦杆、及大末节点节点处粘贴钢板的单位将钢板等效为钢筋参与单位截面,等效谋略思量0.9的应力滞后效应。


2)拱肋挠度谋略结果


挠度谋略结果如所示,谋略结果标明,lol外围投注步伐对桥梁的刚度有大大改良。3)拱肋控制截面强度谋略结果阅历算现有的桥梁布局跨中强度根天禀餍足承载技艺极限外形要求;拱腿末节点处、拱脚、斜腿脚及弦杆末节点处弊端宽度不克不及餍足正常运用极限外形要求。相比lol外围投注前后的谋略结果,对桥梁的单薄关键举行增强,提高了强度要求,减小弊端宽度,增长了蕴藏,抵达了lol外围投注结果。边拱肋、中拱肋控制截面强度谋略结果如所示;边拱肋、中拱肋控制截面弊端谋略结果如所示。路面加铺沥青混凝土提载后,经lol外围投注后桥梁拱肋各截面承载力、弊端宽度要求等均能餍足,并且有较大的富余度。


6结语


本文针对某刚架拱桥的病害特点,连合如今诸多刚架拱桥的病害特点及lol外围投注处置处分阅历,举行本桥的病害阐发和内力谋略阐发,找出该桥紧张标题地点,提出提载后有效的lol外围投注处置处分步伐,颠末lol外围投注验算,lol外围投注后桥梁大大提高了承载技艺,餍足业主单位运用要求。


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