刚架拱桥范文
时间：2023-03-23 20:58:57
导语：如何才能写好一篇刚架拱桥，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
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
中图分类号： U448.22+1 文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
某刚架拱桥桥梁全长44.0m，全宽36.5m，计算跨径36m，矢跨比1/8，横桥向由十二榀刚架拱片组成，各榀拱片之间采用横系梁连接。桥型布置详见图1。本桥于1992年建成通车，经过十几年的运营，桥梁出现了以下主要病害：（1）部分微弯板开裂。（2）实腹段主梁出现了大量贯通裂缝，裂缝间距20-40cm，最大裂缝宽度已经达到1.2mm。主拱腿、次梁均出现不同程度开裂现象。（3）斜立柱出现开裂，最大裂缝宽度已经达到3mm。（4）横系梁混凝土开裂。根据相关单位检测和评定结论，本桥不能满足原设计规定的汽车—20级，挂车—100的设计荷载要求。
图1桥梁立面示意图（单位：cm）
2 空间有限元模型
采用MIDAS软件建立桥梁计算模型，全桥节点数948个，梁单元1103个，建立的计算模型如图2所示。边界条件: 边次梁端部仅受竖向支撑约束，斜撑和拱腿根部完全固结，实腹段、主拱腿与弦杆交叉的节点部位采用刚性连接处理。
图2全桥空间计算模型
3 病害原因分析
3.1 内力计算[1]
原刚架拱桥设计采用容许应力法控制结构的承载能力，按平面杆系理论，用弹性支撑连续梁的简化方法计算结构荷载在横向分布，不能考虑结构的横向联系构件真实的受力结构形式，导致某些构件或部位内力计算不准确。
刚架拱桥拱片与桥面系组合后形成的T形截面为组合截面，应按组合截面进行强度计算和裂缝验算。而实际拱片与桥面系组合后形成的T形截面的配筋设计时，参考国内有关设计定型图按普通T形截面进行强度计算和裂缝验算，强度计算和裂缝验算的结果与采用应力叠加的组合截面计算结果相比，裂缝宽度验算中的钢筋应力值偏小，结构配筋设计偏不安全。
3.2 微弯板
微弯板开裂主要是由于车轮荷载直接作用在其上形成集中力改变了边界条件，加之微弯板厚仅6cm，原设计计算中将微弯板简化为两端弹性约束的变截面板验算承载力，常只按构造配筋，局部强度低造成。对微弯板进行空间有限元分析可知[2]，微弯板对侧向位移和转角较为敏感，而竖向位移对板应力的影响较小，两端简支条件下的应力较两端固定条件下的应力大。在动力效应影响下，桥梁的整体纵横向刚度削弱，使得微弯板两端发生水平或竖向位移，这样边界条件就趋向于简支而发生附加位移，在板中产生了较大的应力。
3.3 横系梁
横系梁的裂缝主要是微弯板的侧向水平推力作用而使横系梁受拉所致。另外，由于刚架拱桥结构整体性较弱，横向刚度低，在活载作用下，长期的频繁震动导致刚拱片与横系梁的联结松动，桥梁横向整体刚度降低，引起横系梁内拉应力超出允许值，横系梁损坏后不利于荷载的横向分布，加重桥梁病害。
3.4 拱片
考虑恒载+汽车荷载( 含冲击力) +升（降）温影响力作用下的荷载组合，有限元分析计算结果表明，主拱脚与实腹段联结处主拉应力已远大于混凝土的极限抗拉设计强度。拱脚水平位移对实腹段拱产生很大的拉应力。拱脚竖向位移对拱顶处没有什么影响，但对其他截面影响较大，主拱腿根部截面弯矩增大约50%，中弦杆截面增大约2%，其他截面略有减小，幅度在2%以内。拱片在大小节点处的配筋不足且缺少必要的斜向钢筋以抵抗受拉主应力的作用；存在的这些问题影响拱片的承载力和耐久性能，也是产生裂缝的主要原因。
4 加固设计对策
4.1 微弯板加固设计
要改善微弯板的边界条件，可从二个方面着手，一是加强微弯板与周围构件的连接钢筋，如相邻微弯板之间的连接，微弯板与拱片之间的连接。二是加强微弯板与混凝土 铺装层之间的连接。另外，原设计微弯板厚度6cm偏薄，应增加微弯板厚度，并增大微弯板的配筋率，以提高微弯板的强度和刚度。加固时，对于开裂严重的微弯板可予以更换，更换的微弯板应重新设计，设计厚度从6cm增加到8cm，适当增大微弯板的配筋率，并预埋与相邻构件连接的钢筋。对于开裂不严重的微弯板，可采用粘贴碳纤维布加强。
4.2 横系梁加固设计
通过空间有限元内力计算分析看出，横系梁对荷载的横向分布起到了很大的作用。横系梁的裂缝主要是微弯板的侧向水平推力作用使横系梁受拉所致。在加固设计中可以从扩大横系梁截面尺寸或者增加预应力拉杆两个方面考虑。
4.3 拱片加固设计
从刚架拱桥产生的病害看，主拱腿处病害比较严重，由于拱脚处受力较大，因此，可以将拱脚处截面稍微加大，设计成变截面的形式，适当提高混凝土标号和配筋率。主拱腿其余位置可采用外包角钢进行加固。
实腹段、次梁和边次梁以受弯为主，可采用粘贴钢板法进行加固。斜立柱可采用粘贴碳纤维布进行加固。
5 结语
本文针对一座刚架拱桥的病害特点，通过内力验算找出了问题所在，并提出了桥梁设计加固的对策。对同类刚架拱桥的加固有一定参考意义。
参考文献
篇2
关健词：刚架拱桥；少支架安装；施工要点；
1工程概况
某地一座60m跨刚架拱桥，桥面宽度2.75+l0+2.75m。设计荷载公路―1级。桥面纵向坡度3%，采用预制构件，简支安装，现浇桥面连续的结构体系。
2、施工要点：
该刚架拱桥在拆除老桥的基础上的改建工程，拆除施工时，已在桥的两侧填筑了施工围堰，具备了干地施工的条件。考虑到工程的具体情况，拱片吊装采用两台吊车少支架安装方案，如图1。即在拱腿和实腹段、拱顶接头处架设三个型钢支架，在支架顶部安放调整千斤顶。首先吊装拱腿，拱腿一端插入支座，另一端搁置在支架上，用千斤顶配合吊车调整好高程位置后用缆风绳固定；然后吊装实腹段，实腹段的一端搁置在与拱腿对接的支架上，另一端搁置在拱肋中间的支架上，调整好位置和高程后（误差不得超过1公分），固定并进行焊接，浇筑湿接头硅。然后安装斜撑和弦杆，整片拱肋安装后用缆风绳固定，吊装下片拱肋，完成后安装连系梁，增加横向刚度和稳定件。
2.1吊装准备工作
2.1.1预制构件质量检查
预制构件起吊安装前必须进行质量检查，不合格构件不得使用，有质量缺陷的应预先修补。
拱肋接头和端头应使用样板校验，突出部分应凿除，凹陷部分应使用环氧树脂砂浆抹平。拱肋接头和端头应弹出中线和控制线。
2.1.2拱座尺寸检查
拱座硅面要修平，水平顶面高程应略低于设计高程，拱座后端面应与水平端面垂直，并与桥（墩）台中线平行，在拱座面上标出拱肋安装位置的控制线和中线。用测量仪器或钢尺（带拉力计）复核跨径，每个拱座在肋宽范围内至少复核两次。如用钢尺丈量，丈量结果要进行温度和拉力的修正。拱肋合龙后，再次复核接头标高进行修正。
2.1.3试吊
正式吊装前，必须进行试吊。试吊工作包括空载运行、静载试吊和吊重运行三个步骤。待每一步骤检查、观测完成并无异常现象后，进行下一步骤。试吊重物一般按最大构件吊重的60％、100％和130%，分几次进行。
2.1.4吊装场地整理
拱片吊装现场南北桥台之间有杂土和淤泥需清除，现状河底高程在32.6左右，在离开两边桥台各5m的两桥台之间需清理至29.0高程，宽度20m，然后回填塘渣至30.0高程。然后在换填范围周边开外1×lm排水沟。在两桥台中间按15m间距，设置三道钢筋硅支架基础，基础尺寸15m（长）×3m（宽）×1m（高），基础底部设 16@200钢筋网一道。
2.2构件起吊与运输
本工程构件预制场离桥址较远，构件运输需修建临时道路，以确保构件运输能够顺利进行。临时道路采用块石基层20cm厚，泥结碎石面层10cm厚道路宽度5m。
由于拱肋采用卧式预制，吊装前，需翻身成立式，实腹段使用空中翻身的方法。在拱肋的一侧用两根千斤吊住拱肋吊点，在另一侧两’吊点处各用一根串有手拉链条葫芦的短千斤，穿过拱肋吊环将拱肋吊住，挂在吊车吊钩上，然后收紧起重钢索起吊拱肋，当拱肋升到一定高度时，缓慢放松手链葫芦，使拱肋翻身成立式。其他构架均采用就地翻身的形式。
拱片运输采用30吨吊车配合炮车进行。拱片翻身完成后，将准备好的炮车开人，缓缓下放构件，两端吊环处放置枕木，以构件两端不接触车厢为宜，用倒链将构件捆牢（构件与倒链接触处采用胶皮衬垫），以免在运输中倾斜或歪倒。构件运输至基坑后待吊装。
连系梁、肋腋板和悬臂板用装载机直接运至桥下，由吊机直接吊起安装。
2.3吊装方法及顺序
吊装顺序依次为：拱腿实腹段横系梁斜撑弦杆肋腋板和悬臂板。各构件均采用70吨吊机吊装。
拱腿安装：拱腿起吊后，按照事先弹好的控制线，一端插人拱腿支座，另一端支承在拱腿支架上（拱腿底必须座浆），经仪器检查，高程和轴线均符合要求时固定拱腿。
实腹段安装：实腹段是全桥最重的构件，运至桥下后，由2台吊车共同起吊，吊运至支架上和拱腿及拱顶对接好后，电焊钢板接头，形成裸肋，用缆风绳横向固定。
横系梁安装：横系梁上伸出的型钢通过调整角钢与预埋在拱片上的型钢焊接，并浇筑混凝土。
斜撑安装：斜撑起吊后，分别支承在斜撑支座（斜撑底必须座浆）和斜撑支架上。
弦杆安装：弦杆起吊后，分别支承在弦杆支座和大节点上，先将弦杆与拱腿结合处的钢板、弦杆与实腹段接头的钢筋焊接，再现浇混凝土。
安装弦杆部分的横系梁：横系梁上伸出的型钢通过调整角钢与预埋在拱片上的型钢焊接，并浇筑混凝土。
待全桥拱片安装好后，进行全面检查验收，确认合格后，即可进行肋腋板、悬臂板的安装。
拆除支架：当接头混凝土达到设计强度的80％后，可拆除支架，拆架时，应对称进行。
肋腋板、悬臂板安装：从跨径两端向中间进行，砌缝均为1cm，肋腋板顺桥向两端应支承在横系梁上。
现浇混凝土填平层，并预埋弦杆两端部伸缩缝构件。铺设桥面钢筋，现浇硅桥面混凝土。
2.4支座处理
拱腿、斜撑均伸人桥台30cm，其中拱腿、斜撑支座的预留凹槽中已设置灌浆槽，安装拱腿和斜撑后，在灌浆槽内向底部送人高标号砂浆。此时应注意不使砂浆流人两侧，待全桥完成后，再在两侧送浆。弦杆支座采用橡胶支座。
2.5拱肋施工稳定措施
拱肋的稳定包括纵向稳定和横向稳定，在拱肋的结构设计时已考虑裸肋状态下的纵向稳定，吊装过程中只要控制好接头标高并及时完成接头连接焊接，使拱肋由铰接状态变成无铰拱状态，纵向稳定就能得到保证。
横向稳定措施：一是设置缆风索，横向稳定缆风索在边段拱肋就位时用来控制和调整拱肋中线，在合龙时约束接头的横向位移；在拱肋成拱后，可减少拱肋自由长度，增大拱肋横向稳定。设置横向稳定缆风索应注意每对缆风索与拱轴线夹角不宜小于550。二是拱肋合龙后，及时焊接横系梁，增加拱肋的整体稳定。
3、吊装安全注意事项
刚架拱桥一般跨度较大，安装高度离地面较高（本桥桥面距地面7.8m)，作业人员安全风险大，必须引起足够的重视。吊装方案实施前，应对所有参加吊装人员进行安全技术交底；参加吊装作业的起重工应持证上岗，辅助人员应经过培训；吊装高处作业人员必须按照安全规程进行配置。吊装使用的吊装机具使用前应进行检查，有裂纹和变形的不得使用。起重机械的行走和起吊必须有限位和保险装置并确保安全可靠；刚架拱桥吊装属悬空高处作业，六级以上大风及雷雨天气应停止作业；构件吊装时设专人指挥，统一信号；禁止斜吊，禁止任何人站在吊运构件上或在下面停留和行走。构件悬空时，驾驶人员不得离开操作岗位。吊装重物及车辆，不得冲击、碰撞，拱肋横向稳定钢丝绳；吊车开车前及操作中接近人时也要给予断续铃声或报警；起重操作应按指挥信号进行，对紧急停车，不论何人发出，都应立即执行。工作场地昏暗，无法看清场地、被吊物情况和指挥信号时，司机应停止操作。两台吊车起吊同一重物时，钢丝绳应保持垂直，升降运行保持同步。
4、结语
篇3
关键词：环氧树脂；刚架拱；空隙；压力灌浆
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
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、刚架拱桥与环氧树脂
贤友河大桥位于莱阳市滨海大道贤友河上，拟建2-40米，桥面宽34米的刚架拱桥，始建于2011年。
刚架拱桥的优点：外形轻巧美观、自重轻、整体性好、桥下净空大、预制装备程度高、结构受力明确、节省材料等。
刚架拱桥的缺点：
①主拱腿、弦杆根部（拱脚处）、横系梁上缘裂缝。拱腿作为主要支撑构件，直接决定着桥梁的安全性，经调查表明刚架拱桥尚未出现明显的破坏性裂缝，个别出现拱脚裂缝。
②上弦杆、主节点、次节点结合部位裂缝。上弦杆、主节点、次节点结合部位出现的裂缝具有一定的普遍性。
③本桥在拱肋的1/4、1/2设计预制安装节点，节点连接为预埋钢板对焊连接处，连接处是受力的薄弱环节，极易出现裂缝。拱脚在安装后一般采用高标号水泥砂浆灌注固定拱腿，不易施工,易产生缝隙、砂浆不密实，易产生轻微的变形裂缝而影响钢架拱桥的使用寿命。
环氧树脂在桥梁及结构物的结构加固中，使用非常广泛是效果较好、粘结力较强的经济实用材料。它既有较高的抗拉强度，又有较高的抗压强度。可以弥补混凝土的抗拉强度较低的问题。经实践、试验证明，环氧树脂抗拉强度可达到17Mpa，抗压强度可达到50Mpa以上。而且和易性、流动性较大，与高标号水泥砂浆相比，灌注拱腿施工更便于施工，质量有保障。
二、使用环氧树脂的情况介绍如下：
应用部位
本桥拱肋在1/4、1/2连接处的焊接钢板间的空隙内，灌注环氧树脂浆液。
拱腿与拱座间的空隙内，灌注环氧树脂水泥砂浆。
环氧树脂的配合比：
环氧树脂浆：6101环氧树脂：二甲苯：邻苯二甲酸二丁酯（以下简称二丁酯）：乙二胺=100:10:10:8
灌注环氧树脂砂浆：6101环氧树脂：二甲苯：二丁酯：乙二胺：水泥：干砂=100:10:10:8:250:350
设备：空气压缩机1台、压力罐1台、透明塑料管、灌注导管等，以上设备根据灌注量大小配备。
工艺流程 ：
焊接钢板间空隙内灌注环氧树脂浆工艺。
（1）钢板在焊接前进行除锈、去污处理。在焊接钢板的过程中，在缝的低端焊接直径5mm的铁管作为注浆孔，在焊缝的顶端焊接直径5mm的铁管作为排气孔，并检查是否通气流畅。
（2）配制环氧树脂浆液：根据焊缝的灌浆量、压力罐的容量确定一次配制环氧树脂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，最后加乙二胺，再次快速搅拌均匀。
（3）将灌浆导管与压力罐的出浆孔连接，压力罐的充气孔与空压机的出气孔连接，并固定牢固。
（4）向压力罐内注入环氧树脂浆液，一次灌注不超过压力罐体积的2/3.灌注前关闭压力罐的出浆阀门，开启漏斗下的阀门，浆液通过漏斗灌入压力罐内然后关闭阀门。
（5）利用空压机向压力罐内充气，空压机调整到自动充气位置，压力一般控制在0.2~0.255Mpa左右（可根据实际情况适当调整）。
（6）打开压力罐出灌浆孔开关，通过灌浆孔开关适当调整灌浆速度，自排气孔出浆后关闭出浆孔阀门。快速拔下灌浆孔的导管并进行封堵严密不得漏浆。
（7）注意事项：
A、灌浆易采用透明塑料管，以便观察注浆速度。塑料管内出现气泡情况时，应立即关闭压力罐出浆孔阀门，保证空气不进入灌浆体内。如果灌浆体未灌满，及时向罐体内补充浆液（操作按步骤（4）），直至排气孔出浆液为止。
B、灌注过程必须连续，根据灌注时间及时准备浆液，常温下浆液配制后30-40分钟内灌注完成，24小时后可以拆除焊缝导管后，进行补焊（焊接时注意降温以防止环氧树脂高温老化）。
C、二甲苯、乙二胺属于易燃易挥发、有毒物质，配制过程中注意防火防毒，确保施工安全。
D、灌注过程中安排专人观察压力罐、空压机压力值及灌浆进度情况。
E、环氧树脂有较强的腐蚀性，使用过程中注意及时更换透明导管。
环氧树脂砂浆的灌注工艺：
（1）拱腿就位后，利用木条（厚度5厘米左右）将拱腿与拱座间的空隙（底部及两侧）封闭，不得漏浆。
（2）配制环氧树脂砂浆：根据灌注体积的大小确定环氧树脂砂浆的用量，确定一次配制环氧树脂砂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，再加入乙二胺，快速搅拌均匀，最后加入水泥、干砂搅拌均。
（3）利用导流槽将环氧树脂砂浆灌入灌注孔内，顶部预留5CM的后补水泥砂浆抹面。
（4）将拱腿与拱座间的木条拆除后，利用高标号水泥砂浆将四周封闭并进行正常养护。
注意事项：
A、拱腿和拱座间空隙保持干燥无污物。
B、拌合用砂要进行烘干处理，不得含有水分。
C、环氧树脂砂浆凝固后方可用高标号砂浆封闭。
D、安全事项同灌注环氧树脂浆。
通过采取以上措施，使钢架拱的钢板间焊接空隙填充环氧树脂，拱脚处的原高标号水泥砂浆换成强度更高的环氧树脂砂浆,附导管安装及压力罐制作示意图如下：
篇4
关键词：钢管拱桥；跨铁路；支架吊装；施工技术；分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
钢管拱桥跨铁路支架吊装施工是道路桥梁工程钢管拱桥施工一个重要施工部分，对于钢管拱桥跨铁路支架吊装施工技术的总结分析，不仅对道路桥梁工程钢管拱桥施工技术的提高有着积极的作用，而且对于保证道路桥梁工程钢管拱桥施工质量也有着积极的作用。本文主要结合道路桥梁钢管拱桥施工实例，通过道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工工艺以及施工技术等，对于钢管拱桥跨铁路支架吊装施工技术进行分析论述，以提高道路桥梁钢管拱桥跨铁路支架吊装施工质量，推进道路桥梁工程事业的发展。
1、道路桥梁工程钢管拱桥施工特点
在道路桥梁工程施工中，钢管拱桥施工部分的最突出施工特点就是施工要求高和施工难度大。
首先，道路桥梁工程钢管拱桥施工要求高体现在，随着社会经济的发展以及道路桥梁交通事业的不断进步，道路桥梁工程的承载力以及施工质量要求也越来越高，为了满足社会经济与道路交通事业发展下的道路桥梁交通发展，适应车辆密度越来越大情况下的道路交通结构承载需求，就需要提高道路桥梁工程的施工应用技术与施工工艺、方法，以保证道路桥梁工程的施工质量，满足道路交通工程施工发展的高要求与标准。
其次，在道路桥梁工程中，钢管拱桥施工部分的施工难度也比较大。道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，首先钢管拱桥施工中的主桥拱桥部分施工是在铁路桥面上进行的；其次，在钢管拱桥施工部分，对于钢管拱的安装高度以及钢管拱支架吊装高度通常都在20m以上，并且钢管拱桥跨铁路支架吊装部分的施工作业面积也比较狭窄等，为道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工带来了一定的施工困难，这也是道路桥梁工程跨铁路支架吊装施工难度大特点的重要体现。
2、钢管拱桥跨铁路支架吊装施工
针对上述道路桥梁工程钢管拱桥支架吊装施工的特点，在进行道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，对于道路桥梁工程钢管拱桥的具体施工方案的确定，应根据道路桥梁工程钢管拱桥具体施工情况，结合相关施工要求标准进行确定。
进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中，主要有转体钢管拱桥施工法与吊装钢管拱桥施工法，但是不管是使用转体钢管拱桥施工方法，还是使用吊装钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程钢管拱桥的施工实施，这部分的施工都是在道路桥梁工程的已成系梁上进行的。其中，使用竖直转体钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程的施工进行主要是指在进行钢管拱桥施工时，首先将钢管拱桥中的半幅拱肋进行竖向低位的卧拼，然后通过牵引将拱肋沿竖直平面的旋转调整到位，最后安装合龙形成钢管拱的施工操作方法。
使用吊装钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程钢管拱桥施工实施，是指在道路桥梁工程钢管拱桥施工中，首先按照道路桥梁工程的钢管拱的分段位置进行支架的搭设，然后在使用吊装机械设备进行钢管拱肋的安装，最后形成稳定的钢管拱桥结构并拆除支架的道路桥梁工程钢管拱桥施工方法。
本文主要论述的是吊装法道路桥梁工程钢管拱桥施工方法。某道路桥梁工程钢管拱桥施工中，也是使用吊装法进行钢管拱桥的施工实施。在某道路桥梁工程钢管拱桥施工中，由于道路桥梁工程中的桥墩高度不是太高，因此，在进行道路桥梁工程钢管拱桥部分的施工时，是直接使用吊装机械设备进行施工实施的，这样的施工方法对于整个道路桥梁工程钢管拱桥施工来讲，不仅安全、稳定，外观美观大方，并且安装施工工艺简单、经济适用、应用范围比较广。
3、道路桥梁工程钢管拱桥支架吊装施工技术
对于道路桥梁工程中的钢管拱桥支架吊装施工技术的分析，主要结合某道路桥梁工程钢管拱桥施工实例，从道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工的各个环节，进行钢管拱桥支架吊装施工技术的分析。
3.1 钢管拱桥的支架拼装施工技术
在路桥梁工程钢管拱桥施工中，对于钢管拱桥施工中支架拼装施工，主要是使用门式框架组合的支架结构，将道路桥梁工程中的桥墩部分作为支架，在两个桥墩之间使用万能杆件桁架分别进行纵横向的联结。在进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中的支架部分施工时，对于作为支架的桥墩下端部分应与钢管拱桥的系梁部分进行锚固防护，而道路桥梁工程钢管拱桥的桥墩上端应注意设置一些调整拱肋的节段，以保证道路桥梁工程钢管拱桥的支架部分施工符合要求，保证整个道路桥梁工程钢管拱桥施工质量。
3.2 钢管拱桥的钢管拱肋施工技术
在进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中，钢管拱肋施工部分是道路桥梁工程钢管拱桥施工中的重要施工部分，钢管拱肋施工部分的施工质量对于整个道路桥梁工程钢管拱桥施工质量有着很大的影响。一般情况下，道路桥梁工程钢管拱桥施工中的钢管拱肋施工部分，施工内容主要包括钢管拱肋的分段施工、钢管拱肋的装卸存放施工、钢管拱肋节段吊装以及定位调整施工等。钢管拱肋施工中，不同的施工环节，施工方法以及施工工艺也不相同。
首先，在钢管拱肋的拱肋分段施工环节，主要就是对于钢管拱肋进行分段施工。一般情况下，对于钢管拱肋的分段中，单榀钢管拱肋纵向可以划分为9个节段，而且对于钢管拱肋分段中的最大节段以及其它钢管拱肋节段的拱背外弧线长度以及吊装重量都有不同的要求和标准。其次，在进行钢管拱肋的装卸以及存放施工阶段，对于钢管拱肋节段的装卸、运输以及存放应严格按照相关施工标准，结合具体施工情况进行装卸、存放。通常情况下，在进行钢管拱肋节段装卸以及存放过程中，对于钢管拱肋节段的装卸吊装起重钢绳和钢管拱肋节段之间应注意使用捆绑式进行联结，以保证钢管拱肋节段装卸、存放安全。再次，在钢管拱肋的节段吊装施工中，对于钢管拱肋的节段吊装施工主要包括将钢管拱肋节段从存放场地向系梁桥面的吊装施工和将钢管拱肋节段向拼装位置的吊装施工两个阶段。其中，钢管拱肋节段从存放位置向系梁桥面的吊装施工过程中如下图1所示。
图1 钢管拱肋节段吊装到桥面施工图
在进行钢管拱肋节段向拼装位置的吊装施工中，可以使用吊装机械设备首先将钢管拱肋吊装到拼装位置，在进行钢管拱肋节段向拼装位置吊装过程中，应注意对支架位置钢管拱肋节段进行捆绑，如下图2所示。最后就是对于钢管拱肋的定位以及调整施工。在进行钢管拱肋的定位以及调整施工中，主要就是对于钢管拱肋节段吊装施工的位置移动以及调整过程，主要包括对于钢管拱肋的拱脚预埋段以及钢管拱肋的中间节段、钢管拱肋合龙段的定位以及调整过程。在进行钢管拱肋的定位以及调整过程中，应注意根据钢管拱肋定位以及调整要求进行定位调整，保证钢管拱肋施工质量。
图2 钢管拱肋节段支架位捆绑图
3.3 钢管拱桥的吊装以及吊杆安装施工技术
在进行道路桥梁工程的钢管拱桥吊装施工中，对于钢管拱桥的吊装施工主要是采用一字风撑吊装施工方法进行吊装施工的。在进行道路桥梁工程的一字风撑吊装施工中，首先应对于桥梁两榀左右的拱肋吊装以及定位，然后在对于道路桥梁工程钢管拱肋各吊杆测量点的三维坐标值进行测量。除此之外，在钢管拱肋一字风撑吊装施工中，应注意对于道路桥梁工程的钢管拱肋进行焊接施工质量。对于钢管拱肋吊杆的安装与张拉施工，应注意按照相关施工要求进行施工操作。
4、结束语
总之，在进行道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，应注意结合道路桥梁工程的具体施工情况，选择合适的施工方法以及施工技术进行施工实施，以保证道路桥梁工程钢管拱桥施工质量。
参考文献
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[2]吴国展.贝雷梁上搭设支架吊装刚架拱桥施工技术[J].城市建设理论研究.2012（5）.
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关键词：钢架桥；施工工艺；安全措施
中图分类号：TH213.8 文献标识码：B 文章编号：1003-6997（2012）24-0055-02
1 工程概况
某水利枢纽工程是某河段规划的第十一个梯级工程，具有灌溉、生态、供水、发电、防洪等效益。本工程为新疆水利枢纽工程交通工程II标段，主体工程项目为临时钢架桥。
临时钢架桥位于桩号K+140.725～K1+276.336，全长135.61 m。设计荷载标准为车汽-60，上部结构选用HD 200三排单层加强型装配式钢桥，桥面净宽为4.54 m，行车道宽4.20 m，采用四跨筒支布置，桥面高程651.00，总跨径134.112 m，每跨33.528 m，每节钢桁架3.048 m，全桥共计44节，钢桥重量约288 t，该钢架桥架设仅用30 d完成，确保了两岸交通的贯通，为后续施工工作提供了保证。
2 临时钢架桥施工工艺
临时钢架桥施工流程图
2.1 施工准备
2.1.1 施工区和生活区的布置 根据现场施工特点及施工内容，将钢架桥施工区和生活区布置在左岸靠河边部位较平坦地段。
2.1.2 平整钢架桥钢结构堆放及组装场地 清除地面及地下障碍物，当场地低洼时，回填砂卵石料；地表过软时，填筑一定厚度的砂卵石料，合理布置并开挖排水沟，并经常清除沟内杂物，保持排水沟畅通。
2.1.3 主要施工设备配置 配备挖掘机1台，用于钢架桥的安装、牵引；配备推土机1台，用于钢架桥的牵引；配备16 t吊车一台，用于钢架桥的吊装；配备2台电焊机，用于钢架桥底座的焊接。
2.1.4 现场内通讯 使用对讲机4部。
2.2 施工测量
施工前接收工程师提供的坐标控制点及桥基准线等有关基本资料和数据，校测桥轴线、桥台及各桥墩高程点，测量成果上报监理工程师，经监理单位复核后，符合设计要求方可进行下一道工序的施工。
2.3 钢结构试验
进场的钢结构均先由本单位项目部负责检验和交货验收，并请工程师到场，验收时将同时检验材质证明和产品合格证书及出厂检验证。同时按有关技术规范的规定进行材料的抽样检验，并将查验结果提交监理单位。所有不合格材料均不得用于本工程的施工，以确保工程质量。
钢架桥相关技术资料齐全，有钢桥检验合格证、焊缝探伤超声波检验报告、原材料质量保证书，构件油漆涂装检查记录、原材料化学分析报告单、钢桥拼装记录、钢桥简图。经验收，该钢桥单跨34.028 m，4跨共134.112 m，车道宽4.2 m，通过不小于60 t汽车荷载试验，三跨平均挠度为37 mm，涂层合格，构件数量齐全。
2.4 引道铺设
引道的长度不小于每跨的2倍，根据设计桥墩之间原跨数据，引道长度确定为70 m。在左、右岸各铺设70 m长，6.0 m宽的砂砾料引道，同左、右岸桥台相连接，采用机械化施工，自卸车运输，摊铺机摊铺，振动碾碾压成型。引道作为路基的一部分，成型后不予挖除。在引道各层大面积正式摊铺前，先铺筑全段面长度50 m的试验段，确认碾压遍数、压实厚度和最佳含水量等均作为今后施工现场控制的依据。最终填筑完成后，引道路面平整度≤50 mm，用3 m直尺每200 m测2处×3.33 m。
2.5 钢结构组装
根据设计图纸：临时钢桥采用四跨简支布置，总跨径134.112 m，每跨33.528 m，每节钢桁架3.048 m，全桥共计44节，钢桥重量约288 t。
组装方法：先进行引桥的组装，引桥设鼻架7节，7节之后进行整桥组装，前4节不装桥面板，4节之后开始整桥全部部件安装。首先对三排主桁架进行组装，桁架之间的连接采用保险销，桁架的高度为2.134 m，然后安装弦杆，弦杆的长度为3 m，其次进行横梁的安装，横梁为H型钢，横梁高度为400 mm，每节桁架的横梁根数为2根，横梁与桁架的联结采用高强度螺栓与桁架竖杆联结，再次进行抗风拉杆安装，最后校核桥自身的重心，梅花形布置安装桥面板，等桥落座后，进行桥两端端柱的安装。
2.6 推桥成型
钢架桥的架设施工方法采用悬臂推出法，根据施工现场两岸桥台位置，地形高差等情况，以及桥梁基础高程，定出平滚、摇滚与坐板的位置，测得桥中心线桩及平滚、摇滚、座板标桩的高程。滚轴安放后，检查它是否稳固，纵横位置是否准确，检查合格后，桥梁的拼装工作即可开始。为减轻推出重量，桥梁组装在70 m的引道上按跨组装，分跨推出，每一跨推出时随时计算钢架桥的重心，始终不超出摇滚之外。如若推出钢架桥的重量大于后续钢架桥的重量，桥将会倾倒造成质量事故，所以，每一跨推出时必须随时计算钢架桥的重心，避免事故的发生。
每一跨钢架桥组装完成后，在落座桥墩上设置好摇滚，即可进行牵引和推进。牵引采用推土机进行引拉，不断的组装不断的牵引，使得134.112 m整桥过河，最后进行分体落座。落座时，用千斤将桥支撑起来，把摇滚拿走，千斤卸载，钢桥落座在桥座上。由于钢桥全部组装后，自重与摩擦力过大，必须有推力，在桥的后尾部设一挖掘机配合推移，推移过程中随时注意纠偏。
2.7 验收通车
整体钢架桥推过河以后，然后每跨33.528 m进行分离就位，校正落座点后可进行落座。拆除鼻架，装齐不足部分及桥面板，进行复查并做好记录，当整体钢架桥完整就位后，应再次进行校正，对每一个固定部件，根据设计装配图进行严格检查，对每一个螺栓及要害部位，每一个焊接点进行复查，并做好记录，桥面脱落的油漆采用防腐漆进行粉刷。施工过程中由质检员负责质量检查工作，检查无误后，进行背墙、耳墙的浇筑，最后进行桥台板的搭设。全过程自检、复检、终检后，经业主单位验收后，交验通车。
3 施工安全措施
3.1 进行全体施工人员安全教育
施工现场必须佩带安全帽，在桥上施工作业时必须系好安全带。
3.2 及时进行安检，发现问题并及时解决
专职安全员负责场地各环节的安全落实情况，随时检查，发现问题及时解决。吊装、组装及牵引由专人统一指挥。随时检查钢丝绳有无断线、吊钩有无变形裂缝。在牵引时除指挥人员外，其他人员远离牵引场地30 m。除施工人员以外，严禁其他人员进入施工场地。起吊时，应垂直起吊，严禁斜拉起吊。大臂下除吊装人员以外，严禁站人。
3.3 进行安全生产培训
对施工工人进行钢架桥的组装安全生产培训，确保施工过程中无安全事故及质量缺陷。
4 经验和建议
4.1 经验
钢架桥施工工期短，投资小，载重量大，装拆方便，可重复利用。
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关键词：转铰轴 高精度 机加工 焊接工艺 措施
1 概述
随着高速铁路的跨越式发展，钢管混凝土拱桥在我国得到了长足的发展，受安装条件的限制，转体施工方法得以广泛的应用和青睐，而转铰结构的加工质量和制造精度，是钢管拱桥竖转施工能否顺利实现的关键，本文以新建铁路大理至瑞丽铁路澜沧江特大桥中转铰结构（几何尺寸：5.2m*2.26m*1.6m，板厚σ30mm-σ50mm，材质Q345qE）的制造为例，详细介绍转铰结构制造工艺、质量检验标准及注意事项，以期为同类转铰轴结构加工制造提供参考。
2 工艺原理
本工艺采用3D3S、CAD等制图软件，创建转铰结构的实体模型，为结构的制造提供技术支持；设置特定组装胎具，对转铰轴按顺序进行组装定位；采取工艺措施控制焊接变形及内部质量；而后对转铰轴表面进行机加工处理（转轴采用车削加工、转铰采用镗铣加工），以满足构件接触面粗糙度要求；机加工完毕后，进行表面防腐处理和加工面的成品保护。
3 工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程 备料及下料结构组装构件焊接矫正质量检验精加工涂装及保护。
3.2 备料及下料 为满足钢桥的竖转要求，构件某些部件需进行机加工处理。因此，在材料准备时，预留该部件的机加工余量。
①转轴下料板厚由设计给定的50mm厚改为55mm厚，预留5mm的外圆车削余量。
②转轴端头圆板的直径下料的尺寸由设计给定的2.2m改为2.21m，预留与轴辊整体焊接后5mm的车削余量。
③预埋底板与底座的接触面由于需保证12.5的粗糙度要求，预留5mm的铣削余量，板厚由设计的30mm改为35mm。
④转轴和底座相配合的轴瓦，内表面预留5mm的镗削余量，板厚由设计给定的50mm改为55mm。
为保证零件下料的尺寸及精度，预埋底板、轴及肋板钢板采用双驱动数控切割机进行下料。轴及轴瓦采用液压式三辊卷板机进行卷制；肋板及加劲板的边缘、坡口采用铣边机进行加工。
3.3 结构组装
3.3.1 组装胎具设置。根据澜沧江特大桥转铰的外形尺寸，确定加工制作胎具高400mm，由基础、骨架和面板组成，平台通过化学锚栓和骨架连接，平台平整度误差不大于1mm，兼顾零件的定位卡控作用和防变形、反变形、变形监控作用。
3.3.2 转铰组装。转铰组装前，按图纸和工艺文件检查零件的几何尺寸、坡口，无误后方可组装（见图1）。
①将预埋底板卡死在胎具上，并进行测平。
②分块间隔安装间距为450mm转铰肋板，对称焊接、矫正。
③安装轴瓦，控制轴瓦的轴线与底板平行度、距离，点焊固定。
④安装轴瓦间加劲板，点焊固定，检验转铰底座整体几何尺寸，组装精度符合工艺要求。
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3.4 焊接与矫正
3.4.1 构件焊接。①为有效控制铰座的整体焊接变形，采用背靠背+刚性固定+对称焊接+火焰矫正的组合施工方法以减小焊接变形（见下图）。
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②底座接头为T型全熔透焊缝，采用CO2气体保护药芯多层多道焊，坡口为30～450的K型对称形式，控制焊接热输入量和层间温度，采用锤击法消除部分残余应力，到达细化晶粒，减小焊接变形的作用。
③焊接时，先焊接肋板与底板纵向焊缝，而后焊接肋板与轴瓦、加劲板与轴瓦间焊缝，整体的焊接遵循“从中间向两边、多层多道、对称”的原则；采用连续翻身焊方式，以平焊或横焊为主，避免仰焊或立焊。
④CO2气体保护焊采用Supercored71H药芯焊丝，CO2气体纯度达到99.8%以上，焊接电流为220-260A，焊接电压为29-31V，焊接速度为15m/h，层间温度为140-150℃。
3.4.2 构件矫正。焊接完成后，底座钢板、肋板及轴瓦均产生焊接变形，须进行及时矫正；矫正采用火焰与机械相结合的形式，火焰矫正时温度应在600～800℃，不宜在同一部位重复加热，不得有过烧现象；机械矫正时需缓慢加力，室温不宜低于5℃，冷矫总变形量不得大于2%。
3.5 结构机加工 ①设计转轴直径为2200mm，组装完成后外径为2210mm，预留10mm的加工余量，采用大型卧式车床进行车削加工。机加工前，确定转轴加工轴线，以轴线为基准，进行圆周的车削加工，轴线基准点为两端轴封板的圆心。
②设计转铰的内径为2220mm，组装完成的转铰轴外径为2210mm，预留10mm的加工余量，采用大型镗铣床进行加工。机加工时先对转铰座底板进行平面铣制，以底板为基准面进行瓦面加工，轴瓦加工面与底板平面平行且间距符合设计要求，而后进行转铰连接端面的铣制加工。
3.6 涂装 转铰结构加工完成后进行成品防护及防腐涂装，对机加工的钢材表面涂刷黄油来隔绝空气介质腐蚀。转铰底座的非机加工表面采用喷砂的方法进行除锈，按照设计要求进行油漆的涂刷。高强度螺栓连接部位，采用电弧喷铝进行摩擦面处理，铝层厚度为150μm±50μm，抗滑移系数出厂时不小于0.55。
4 质量控制
4.1 质量标准 参照的施工质量标准为：《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-1989）及《铁路钢桥保护涂装》（TB/T
1527-2004）。
4.2 质量控制要点 ①转轴卷制完成后纵缝对接间隙为0～3mm，对口错边小于t/10，且不大于3.0mm，轴及轴瓦椭圆度不大于3.0mm。
②转铰结构组装时，肋板的组装偏差为±2mm，轴瓦与底板的间距偏差为±2mm。
③构件焊接按工艺规定的焊接位置、焊接顺序及焊接方向施焊，严格执行工艺文件规定的变形控制措施，不得随意更改，全熔透焊缝按《铁路钢桥制造规范》要求进行检查，焊缝质量应达到超声波探伤Ⅰ级。
④转铰轴机加工的外形尺寸偏差为±1mm；端头封板与轴线垂直度偏差±2mm；轴瓦与转铰座底板的平行度控制在±1mm范围内。
5 总结
此施工技术适用于大型高精度的焊接构件加工作业，可应用于大跨度钢管拱转铰、大型焊接桥梁支座及大型整体焊接节点等领域中，应用市场广泛；本文以新建铁路大理至瑞丽铁路澜沧江特大桥中转铰结构的加工制造为例，介绍了转铰结构构件下料、组装、焊接、矫正、质量检验标准及注意事项，该施工方法在澜沧江特大桥、黄河特大桥等工程项目中得以实践检验，安全可靠性高，经济实用性强，切实解决了铁路钢管拱桥转铰结构的加工制作难题，具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]TB 10212.《铁路钢桥制造规范》.
[2]JGJ81.《建筑钢结构焊接技术规程》.
[3]GB11345.《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》.
[4]GB50205.《钢结构工程施工质量验收规范》.
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关键词：桥梁病害 粘贴钢板 质量检测
1、前言
随着我国公路进程的不断加快，道路桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大,国内很多一、二级公路桥梁均出现了破损，既有桥梁中由于受到当时设计的局限、材料、施工等各方面的影响，桥梁会逐渐陈旧老化，承载能力降低，可能造成新建桥梁承载力和变形不符合设计及规范要求，必须采用一种可以对整个结构受力体系的进行加固补强来解决此问题。采用粘贴钢板加固混凝土桥梁结构是近几年来补强混凝土结构的新技术，该技术具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点。
2、病害情况：
2006年有关部门在对广佛高速公路谢边立交主线桥和大沥跨线桥维修加固工程该桥的桥况调查中发现桥梁病害如下：
(1)第四幅桥第9跨梁体为箱梁，梁体局部被撞伤，混凝土局部破损。第9跨梁底跨中附近混凝土局部破损，钢筋外露、锈蚀;第10跨箱梁底板有5条纵向裂缝，宽度在0.3mm~0.4mm之间。
(2）旧桥横隔板普遍存在局部破损现象，连接钢板外露、脱焊、锈蚀、混凝土脱落。
(3）梁底存在保护层偏薄，钢筋外露、锈蚀现象。
(4）梁体存在局部混凝土破损，钢筋外露锈蚀现象。
(5）第7跨1#梁被过往超高车辆撞损严重，主筋被撞弯，破损处外露5根主筋及多根箍筋外露，其中1根箍筋被撞断。
经设计部门验算，并考虑到该桥的行车荷载实际已超过汽-20，该桥的承载力无法满足现有行车要求，必须进行加固，设计采用高压灌注粘贴钢板加固混凝土方法进行桥梁加固。
3、压力灌注粘贴钢板施工工艺及方法
3.1 工艺流程
主要工艺流程：钢板制作基底处理螺栓孔定位及钻孔卸荷钢板表面处理及安装配胶封边灌注粘胶检验防腐处理。
钢板加固施工工艺框图
3.2 操作要点
（1）、钢板制作――按设计图纸要求，根据混凝上构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型、钻孔（钻孔以砼构件上螺栓孔位置为准）。
（2）、基底处理――表面处理包括加固构件结合面处理及钢板贴合面处理。
（3）、砼构件结合面，应根据构件表面的新旧程度，坚实程度，干湿程度，分别按以下情况处理：
① 对表面有浮油污物的砼构件的粘合面，应先用硬毛刷沾丙酮刷除表面浮油污物，后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm 厚表层，直至完全露出新面，并用压缩空气吹除粉粒，处理后，若表面凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补。
② 对表面已碳化的旧砼构件的粘合面，直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm 厚表层，用压缩空气除去粉尘或用清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。
③ 对于新砼粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用清水冲洗，待完全干后即可。
④ 对于露筋的砼表面，需用钢丝刷（将钢筋表面的锈蚀除去，再剔除松动的砼，用清水冲洗润湿，用高强树脂砂浆修补。
（4）、螺栓孔定位及钻孔――要求螺栓孔定位准确，钻孔之前应探明待加固结构钢筋位置，避免损坏钢筋，钻孔深度及孔径满足相关规范要求。
（5)、卸荷――为减轻和消除后粘钢板的应力，应变滞后现象，粘钢板前宜对构件适量进行卸荷，因此要适当限制车辆或选择夜间车辆较少时进行。
（6）、钢板表面处理及安装――钢板粘贴之前，粘贴面应首先除油，然后用角磨机进行粗糙处理，直至打磨出现金属光泽，再用干棉布拭净表面，保持干燥备用。表面处理好后，将钢板固定在螺栓上，拧紧螺栓，施加压力并保证钢板与砼表面的间隙在2mm～6mm左右，以确保灌注胶层有足够的厚度；焊接钢板接缝，完成钢板安装。
（7）、配制钢板灌注胶――将钢板灌注胶按要求的重量比准确称量，并倒在容器中，用低速搅拌器，搅拌均匀，直至色泽完全均匀为止。封边胶只需在配置好灌注胶中加入1%-3%的促进剂即可，根据反应时间快慢，可由施工自行决定加入促进剂量。
（8）、封边――将注入咀粘结在钢板的注入孔上，在钢板边缘插入排气管，间距30cm，在膨胀螺栓头上罩上盖碗，然后用钢板封边胶封闭钢板边缘，完成封边。注入咀布置间距为1～2m。
（9）、灌注――用泵将粘钢灌注胶从注入咀由下往上灌注到钢板和砼的空隙中，灌注工作持续到所有排气管均有胶液流出。在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。要求灌浆之前先通气试压，以0.2～0.4MPa的压力将粘钢灌注胶从注入咀压入，当排气孔出现浆液后停止加压，以钢板封边胶堵孔，再以较低压力维持10分钟以上。为保证钢板粘贴效果，粘贴开始至粘结剂完全固化时段内（约16小时）应该封闭相关匝道交通。
（10）、检验――粘钢的同时，必须制备钢―钢拉伸剪切试件及钢―砼双剪试件各5个，进行粘结抗剪强度试验。钢―钢粘结抗剪强度试验值不得低于该种胶的相应规定，钢―砼抗剪破坏必须发生在砼上。粘钢结束后，组织有关人员验收，发现问题及时处理。构件的粘钢质量，采取非破损检验。即外观检查钢板边缘溢胶色泽、硬化程度，以小锤敲击钢板检验钢板的有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不小于95%，非锚固区不小于90%。
（11）、表面防腐处理――外部粘钢加固钢板，应按设计要求进行防腐处理:
① 钢护套顶板防腐处理要求：钢板表面喷砂除锈SA2.5级涂四层防腐材料（底漆：一道无机富锌漆厚70微米，中间漆：二道环氧云母氧化铁2×60微米，面漆：一道聚氨脂50微米）；
② 其余钢板防腐处理要求：直接在外层包裹聚合物砂浆防腐并改善外观效果。可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护，如钢板面积较大，为了有利于砂浆粘贴，可粘一层铅丝网或点粘一层豆石。并在抹灰时涂刷一道混凝土界面剂。水泥砂浆的厚度：对于梁不应小于20mm，对于板不应小于15mm。
4 施工质量检验及验收要求
（1）、施工开始前，应确认粘钢灌注胶粘剂产品合格证和质量验收报告，其各项性能应满足设计要求。
（2）、拆除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘结效果或用超声波法探测粘贴密实度如锚固区粘结面积少于90％，非锚固区粘结面积少于80％，则此粘结件无效，应剥下重新粘结。如有个别空洞声，表明局部不密实，须再次高压注胶方法补实。对于重大工程，为了真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅做标准使用荷载试验，即在标准荷载作用下，加固结构的变形和裂缝开展应满足设计的使用要求。
5、结语
（1）粘贴钢板加固桥梁是一项技术先进、行之有效的桥梁加固补强方法，与其他加固方法比较，有着自身独特的优势。桥梁粘钢加固一定要严格保证施工的精度。
（2）在粘合钢板时采用锚固螺栓固定钢板，较一般粘贴方法减少了钢板支顶这道工序，施工难度大为减少，待灌入的钢板粘结剂固化后，螺栓和粘结层共同传递混凝土与钢板之问的剪应力及其它内力，充分考虑整体受力问题，可有效防止粘结层和混凝土板之间的界面出现撕裂破坏、钢板剥离现象，从而使整个受力体系更为合理、可靠。
(3) 粘结剂采用灌注法注入钢板和混凝土板之间的空隙，较传统施工中将粘结剂涂抹在混凝土表面和钢板面上再进行粘贴的施工工艺，能更好地适应混凝土构件。
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关键词：钢箱梁；制作；安装；施工技术
中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：
引言：
钢结构桥梁具有跨度大、抗扭刚度大、强度高、自重轻、预制加工方便、施工周期短、整体性好、外型简洁美观、对外部环境影响小等优点。与混凝土桥梁相比，钢结构桥梁能减少上部结构自重，获得更大的桥下净空。随着交通事业的发展，钢结构桥梁在桥梁建设中将得到广泛的推广与应用。
1.施工技术准备
认真审查研究钢箱梁技术文件（设计图纸、招标文件、规范等资料），结合设计交底。编制《钢箱梁制造工艺方案》，完成施工图转化、工装设计、油漆工艺试验、焊接工艺文件编制（WPS）和质量计划编制等技术准备工作；制造工厂的资质认证，焊工考证等准备工作（例CWB的认证）。
1.1施工图绘制
施工图全部用CAD绘制。内容包括：板单元施工图、梁段施工图、大块件施工图、梁段拼装顺序图、材料明细表等。
1.2工艺文件编制
按照招标文件中《技术规范》和设计文件的要求，编制各个工序的工艺文件，用于指导生产，控制施工质量。钢箱梁工艺流程为：
细化设计材料采购材料预处理计算放样下料组装焊接调直整形拼装焊接探伤检查二次除锈防腐
2.板单元制造
2.1下料及加工
①放样和号料应严格按施工图和工艺要求进行，并预留燒接收缩量。
②本桥所用钢板下料前均进行预处理，通过赶平消除钢板的乱制变形（尤其是局部硬弯）减小乳制内应力，从而减小制造中的变形，这是保证板件平面度的必要工序。钢板的起吊、搬移、堆放过程中，应采用磁力吊，注意保持钢板的平整度。
③本桥除次要零件或剪切后边缘需要进行机加工的零件外均采用精密切割下料；剪切零件边缘应整齐，无毛刺，反口、缺肉等缺陷。
④大规格型钢或尺寸精度要求严格的型钢零件采用数控带银切割机下料。
⑤对于形状复杂的零件，用计算机1∶1放样确定其几何尺寸，并采用数控切割机精切下料。编程时，要根据零件形状复杂程度、尺寸大小、精度要求等确定切入点和退出点，并适当加入补偿量，消除切割热变形的影响。
⑥对于下料后需要机加工的零件，其加工尺寸偏差严格按工艺文件或图纸上注明的尺寸执行。
⑦对于采用数控切割机下料的首件下料后，必须经严格检验确认合格后，方可继续下料。
⑧号料前应检查钢料的牌号、规格、质量，当发现钢料不平直、有锈烛、油漆等污物影响下料时，应矫正、清理后再号料，号料外形尺寸允许偏差为± 1. 0mm 。
⑨号料时注意使钢板的乱制方向与梁主要受力方向一致。
2.2钢板接料
当钢板的尺寸不能满足零件的尺寸要求或有不等厚板对接时，一般应在零件精确下料前进行拼接，接料的偉接坡口、施择参数等必须严格按辉接工艺执行，并按对应的质量标准进行外观检验和无损检验。
2.3零件矫正及组拼件技术要求
①主要受力零件冷作弯曲时，环境温度不宜低于-5°C,内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍，小于者必须加热，加热温度宜控制好。冷作弯曲后零件边缘不得产生裂纹。
②冷矫正后的钢材表面不应有明显的四痕和其它损伤。采用热矫时，热矫温度应控制在600度以下，严禁过烧。热矫后的零件应缓慢冷却，降至室温以前，不得锤击零件或用水冷却。
③由冲压成型的零件，应根据工艺试验结果用冷加工法矫正，矫正后不得出现裂纹或撕裂。
3.梁段、大节段制造
3.1胎架施工
胎架搭设流程：基础处理搭设胎架站板放形胎架验收
根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型、成桥预拱值及钢箱梁转运等因素进行胎架的设计和制作，结构有足够的刚度，满足承载钢箱梁及施工荷载的要求，确保不随梁段拼装重量的增加而变形。胎架基础釆用混凝土条基，首先根据最大梁段的重量对混凝土条基及基础进行承载力验算，确定基础处理方式和钢筋混凝土配比等。胎架采用型钢框架平台，框架纵、横梁爆接成整体并与混凝土条基预埋件燥接形成刚体，结构经验算符合要求。
3. 2梁段组装
梁段组装组装采用“正装法”，在胎架上一次完成。以胎架为外胎，以横隔板为内胎，各板单元按纵、横基线就位，辅以加固设施以确保精度和安全。
梁段组装按照底板横隔板及中腹板边腹板的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。
板单元及零部件必须经过全面检验合格并经监理工程师批准后方可参与梁段组装，构成各梁段的板单元及零部件应编号并记录清楚其所在的部位。梁段制造的各阶段报验单应提交监理工程师审核认可。
3.2.1底板单元组焊
为减少占用总拼装胎架时间，缩短总装周期，在底板单元参与梁段组装前，先在专用胎架上将二块底板单元拼焊成一个吊装板块。组装时使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻助的中心距。为减少焊接变形和火焰修整量，保证板块平面度，在焊接前预置反变形。先将中间一块底板单元置于胎架上，使其横、纵基线在无円照影响的条件下与胎架上的基线精确对正，将其固定。然后依次对称组焊两侧底板板块，组装时应按设计宽度精确预留焊接收缩量。
3.2.2剪力钉焊接
在箱体组装检验合格后进行，根据图纸定位划线依次焊接。焊接顺序原则上应从被焊构件长度方向中心逐渐向两边展开。
按照GB10433—89标准，焊钉表面不允许有影响使用的裂缝、条痕、凹痕和毛刺等，硬度值HRB66~85,下料长度误差控制在5~10mm。
施工时采用挂线法布设剪力钉焊接方格网，再依次逐根进行剪力钉焊接施工。采取交错焊接的方法，边布料边焊接，焊接处不得损伤母材。焊接后，对焊钉焊接部位的质量进行弯曲试验，采用铁唾打击圆柱头焊钉，使焊钉弯曲至30°时，其焊缝和热影响区没有肉眼可见的裂缝。
3.3梁段焊接
3.3.1制定焊接工艺
焊接工艺指导书依据焊接工艺评定试验报告（WPS）制定，监理工程师批准后组织焊接施工。梁段焊接应注意事项：
①梁段焊接顺序：为保证梁段的外形和几何尺寸，防止产生过大的内力，梁段的焊接应分步进行，并遵循先内后外、先下后上、由中心向两边的施焊原则。优先选用C02焊方法，同时尽量采用陶质衬垫单面焊双面成型的焊接工艺。
②钢箱梁为全焊结构，结构焊缝较多，应在保证焊缝质量的前提下，尽量釆用焊接变形小焊缝收缩小的工艺，如C02气体保护焊，以减小焊接变形和残余应力。
③底板的纵横向对接焊缝、腹板与底板间焊缝均为I级溶透焊缝，应尽量釆用熔敷金属量少、焊后变形小的坡口。
④在焊接临时码板或工艺辅助件时，应避免对母材产生咬边及弧坑。拆除时，不允许锤击拆除，码脚用砂轮打磨平整，严禁对母材造成的伤害。
⑤焊前预热温度通过焊接性试验和焊接工艺评定试验确定，预热范围一般为焊缝每侧100mm以上，距焊缝30-50mm范围内测温。为防止T型接头出现层状撕裂，在焊前预热中，必须注意厚板一侧的预热效果。还必须对焊缝根据图纸的要求进行目检、UT、RT、MT等无损检测。
⑥工地横向环焊缝的焊接工艺需保证容许的焊缝间隙可在一定范围内调整，以帮助消化部分制造、安装误差。焊接前的测量和焊后测量必须在常温下进行，避免由于温度差导致桥面梁热胀冷缩造成测量误差。
⑦剪力钉焊接：每日每台班开始生产前，或更换一种焊接条件时，都必须按规定的焊接工艺试焊2个剪力钉，进行外观和30°角弯曲试验，合格后方可进行正式焊接。若有一个剪力钉破坏，应重新焊接2个剪力钉进行检验，若不符合要求，应调整焊接工艺参数重新试焊，直到合格为止（试焊钢板与工件材质相同，厚度允许变动±25%)。
4.结语
随着计算机技术的发展，钢箱梁组件的生产将朝向精细化的方向发展，安装过程中的施工控制将向量测的自动化发展；随着各种技术理论在桥梁建设中的应用，施工技术的科学化、自动化、智能化将成为一种趋势。
参考文献：
[1]王用中.我国桥梁钢结构的应用现状与展望[J].施工技术，2010.
篇9
关键词：钢丝绳；桥梁；裂缝；加固
常规的加固方法有增大截面加固、体外预应力加固、粘钢加固、粘贴CFRP加固、高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固等。各种方法有其特有的优点，但也经常有这样那样的缺点，如工期长、需停止交通，增加结构自重、施工麻烦、刚度提高不显、耐高温耐久性差等。目前很少有加固方法能在基本不增加结构自重、不减少建筑物空间的前提下，同时显著提高结构的刚度和最大承载力，使加固材料充分发挥作用，不发生粘结破坏，且加固后的梁仍然有很好的延性。而本文提出的预应力高强钢丝绳加固(P-SWR)新技术可较好地解决现有加固方法中存在的主要缺点，达到以上目的。论文对预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土梁进行了分析探讨！。
1工程概况
2010年广西公路管理局危桥改造项目某标段共有917.3 m，全为加固桥梁，共22座桥。桥上部结构的主要形式有钢筋混凝土连续板、预应力混凝土连续板、钢筋混凝土双曲拱、钢筋混凝土单曲拱等。在对这些桥的检测中，发现这些桥存在较多病害，上部结构梁底出现了较多裂缝，需要维修加固。
2预应力高强钢丝加固混凝土梁的原理
用预应力高强钢丝绳加固混凝土梁,是在需要提高抗弯承载力的梁底部外例,沿梁跨度方向布排或多排施加了预拉力的钢丝绳,以此来抵消部分外荷载在梁上产生的弯矩影响。预应力高强钢丝绳与体外预应力都属主动加固方式,但前者比后者具有更多优势:a.钢丝绳在梁底分散布置,不会在锚固区产生应力集中;b.钢丝绳张拉完成后在粱底涂抹防护砂浆,可以保护钢丝绝不受损伤;c.单根预应力钢丝绳的拉力较小,张拉时不需要大型设备,施工更方便。
3预应力钢丝绳加固材料特点
预应力高强钢丝绳加固对钢丝绳材料、锚头、锚具以及砂浆都有着特殊的要求。钢丝绳应选用高强度、低松弛、高延性的钢丝绳,其直径不宜太大,以便于张拉和锚固,直径根据所需施加的总预应力和钢丝绳根数共同确定,本工程中钢丝绳直径为4.5mm。
选用铝合金套筒制作挤压锚头,将钢丝绳端部折成双股后穿入套筒中,然后用特别设计的挤压器进行挤压,使铝合金套筒与钢丝绳成为一整体,构成挤压锚头。
4预应力钢丝绳加固梁体施工工艺
预应力高强钢丝绳抗弯加固必须将钢丝绳可靠地锚固于梁底,使钢丝绳的拉力能够传递到待加固混凝土梁上,有效提高混凝土梁的抗弯承载力,施工方法和工艺如下所述:
4.1端部锚具的制作
端部锚具由钢丝绳根数和其承担的拉力荷载专门设计。为确保预应力钢丝绳张拉与锚固的方便,其外侧为开口形式,开口宽度比钢丝绳直径宽0.5mm,开口深度以能将钢丝绳有效锚固为宜。锚具的厚度考虑焊接的需要,宽度由钢丝绳的受拉力所需强度确定,长度根据梁底宽度确定。本工程中锚具槽口宽度为5mm,深度为10mm,单个锚具长度为74cm,宽度为5cm。锚具制作完成后将其焊在宽度较大的钢板上。
4.2端部锚座的固定
按照设计要求,对梁端底板进行量测和放线,确定设置端部锚具的中心线位置。在梁底安装端部锚座的中心线位置沿跨度方向刻槽,刻槽深度以能将锚具的锚固钢板嵌入为宜,以使钢丝绳与梁底尽量密贴。将刻槽位置打磨成粗糙的平面,并钻孔植入全螺纹螺杆。打磨锚固钢板的粘贴结合面,在钢板结合面及处理好的混凝土表面上涂抹黏钢胶,将钢板黏贴在预定位置,立即紧固螺母将钢板固定。待结构胶达到设计强度钢板黏贴牢固后,即可进行下一道工序。(见图1,2)。
4.3预应力钢丝绳下料与挤压锚头的制作
预应力钢丝绳的下料长度要求极为严格,根据两端端部锚具的间距及预应力钢丝绳的工作应力计算确定。梁底锚座安装好后,用一根同规格的钢丝绳作为基准钢丝,根据基准钢丝的张拉控制应力与现场测量的实际引伸量的关系,精确确定钢丝绳的无应力下料长度。钢丝绳下料是应在拉紧但无应力状态下进行,下料长度应控制在13mm以内。挤压锚头(图3)为铝合金双孔套筒式,钢丝绳在端部折成双股后穿入挤压锚头内孔,由专门设计的挤压模具、挤压机械对挤压锚头进行强力挤压,使挤压锚头与钢丝绳挤压成一体。
4.4板端部槽口的开凿
根据设计，对板梁进行量测、放线确定两端设置端部锚具的中心线位置，在中心线处沿跨度方向凿出宽度约10cm的端部槽口，深度以暴露出梁内部的构件已配纵筋、并能牢固焊接端部锚具即可，深度约为底部混凝土保护层厚度。
4.5端部锚具的制作及其固定
端部锚具由钢丝绳所承担的拉力荷载专门设计。为确保预应力钢丝绳张拉与锚固的方便，其外侧为开口形式，开口上宽3mm，下宽4mm，深度10mm，整个端部锚具厚度考虑了焊接厚度的需要，宽度由承担预应力钢丝绳的拉力所需强度确定，预应力钢丝绳直径为3mm时，取40mm，锚具长度根据板梁截面宽度确定。
4.6端部槽口灌注端部锚固砂浆
端部槽口灌注高强度、固化时间短、微膨胀、粘结性能好的高性能砂浆。灌注前将周围混凝土表面凿毛、清除浮渣、冲洗干净，灌注后保持砂浆面与加固构件底面齐平。
4.7预应力钢丝绳下料制作与挤压锚头的挤压
下料长度根据两端端部锚具的间距及预应力钢丝绳的工作应力计算确定，下料时需要保证钢丝绳在拉紧状态下进行。挤压锚头为铝合金双孔套筒式，钢丝绳穿人挤压锚头内孔，由专门设计的挤压模具、挤压机械对挤压锚头进行强力挤压，使挤压锚头与钢丝绳挤压成一体。
4.8预应力钢丝绳的张拉与锚固
预应力钢丝绳的一端可直接穿入端部锚具的开口,另一端通过张拉器进行张拉。张拉长度满足两端的端部锚具间距时,将预应力钢丝绳从端部锚具的开口嵌入,对挤压锚头进行锚固。张拉时采用对称的原则,从中间向两侧对称进行,以防结构产生扭转、侧弯,一侧与另一侧的钢丝绳数量之差不超过3根。
钢丝绳张拉过程中要密切注意每根钢丝绳的张拉应力大小,拉应力过大或过小都是不符合要求的。若张拉的钢丝绳应力超过设计控制张拉力很多才能锚固,则该钢丝绳的下料长度过短,不符合要求;若钢丝绢张拉应力还没有达到设计控制张拉力就可嵌入锚具凹槽内,则该钢丝绳下料长度过长,可加锚具外端加垫片进行调整。(见图4)
4.9浇注端部锚固砂浆和底部防护砂浆
端部锚固砂浆采用高性能环氧砂浆,强度高、硬化快;底部防护砂浆采用聚合物砂浆,具有较好的延性,不易出现横向裂缝。当钢丝线全部张拉完毕并可靠紧固后,在端部锚具处涂抹锚固砂浆,在锚具之间的钢丝绳位置梁底涂抹防护砂浆,将钢丝绳及锚具覆盖。砂浆涂抹完成后,在其表面涂刷一层与梁体颜色相近的涂料,以达到美观效果。
5结论
5.1预应力钢丝绳加固梁体,克服了诸多抗弯加固方法的不足,并能有效提高结构的刚度和抗弯承裁力,是一种相对较好的加固方法,具有很好的应用前景。
5.2由于钢丝绳挤压锚头是在张拉施工前就制作好的,对其施加的预应力串钢丝绳的伸长量控制,并且每根钢丝绳的弹性模量不一定完全相同,即使其下料长度完全相同,还可能会使最终施加的预应力与设计值存在偏差,若能将张拉端的锚头和锚具进行改进,将使这种方法得到进一步完善。
参考文献：
[l] 吴刚，蒋剑彪等.预应力钢丝绳抗弯加固混凝土结构及其加固方法，国家发明专利申请资料(申请号:200610012294.5).
[2] 聂建国，王寒冰，张天申等.高强不锈钢纹线网一渗透性聚合砂浆抗弯加固的试验研究[J].建筑结构学报，2005，26(2).
篇10
关键词:双曲拱桥 加固 粘贴钢板法
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-016-02
1粘贴钢板法加固双曲拱桥概述
1.1可行性
许多早期修建的双曲拱桥,普遍存在设计荷载标准低、结构整体性差的缺点,由于长期的超载作用,大部分都出现了不同程度的破损,使结构的承载力大大降低。因此,对双曲拱桥进行加固改造具有重要现实意义 。在随之产生的众多加固维修方法中,粘贴钢板法便是行之有效的一种。
粘贴钢板加固法是采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板粘贴在石拱桥构件的受拉区或薄弱部位表面,使之与结构物形成整体共同受力,从而达到加固增强、提高桥梁承载能力的目的。
根据不同的加固部位和加固要求,粘贴钢板法可设计为在拱肋上一侧、两侧、三侧粘贴钢板加固和在拱脚上粘贴和焊接角钢加固法。
粘贴钢板加固法的优点是:粘贴钢板所占空间小,基本上不减少桥梁的净空,能在桥下施工,不中断交通,施工方便,工期短,加固工作量小,加固效果却很明显。
外贴钢板相当于提高了混凝土结构的含钢量,因而能起到减少裂缝扩展,改善原结构受力,提高结构的抗弯、抗剪的能力。在构造设计时,用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽,厚度一般为4～6mm,较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。用于提高抗剪能力的钢板厚度宜厚点,一般采用10～15mm。
1.2加固类型
针对不同病害类型,粘贴钢板法对主拱圈进行加固常见的有两种情况:
(1)由于拱肋强度不足而引起的径向裂缝。
此时可仅在拱肋底面粘贴钢板或底面和侧面都粘贴钢板,使拱肋下部形成一侧加固或三侧加固,如图1所示。
图1针对拱肋强度不足进行加固
(2)不仅拱肋出现径向裂缝,而且在拱脚出现环向裂缝。
此时在拱肋底面和侧面都粘贴钢板的基础上,选择尺寸适宜的角钢,将角钢一侧与拱肋上已粘贴的钢板焊接,另一侧粘贴在墩台上,并用锚栓锚固。如图2所示。
图2 针对拱脚开裂进行加固
对于上述情况,在粘贴钢板之前要特别注意运用灌浆封缝的方法处理裂缝。
1.3施工工艺
粘贴钢板法的施工工艺一般为:
(1)钢板制作。制作用于粘贴加固的钢板,并对其表面进行处理。
(2)表面处理。将混凝土破碎部分清除,凿平凿毛,清除浮尘,钢板表面去油污,除锈,用丙酮擦洗干净,涂环氧树脂薄浆。
(3)粘贴钢板。先在混凝土、钢板表面刷环氧树脂胶,再在钢板上铺环氧树脂砂浆。将钢板贴到混凝土表面上,旋紧螺丝进行加压。固化后卸除螺帽,截去外露的螺丝杆。
(4)加压方式。混凝土粘贴面埋设螺栓,钢板设孔,把钢板粘贴到混凝土表面后立即旋紧螺帽进行加压。
(5)检查粘贴质量。用肉眼观察,如发现钢板与混凝土表面之间有空隙,填入胶结剂补贴。
(6)防护处理。钢板表面先涂环氧树脂薄浆,再涂防锈漆进行保护。
2工程实例
2.1工程概况
某双曲拱桥修建于1972年,桥梁全长246.26m,桥面宽度为净7.0+2.25m安全带。双向各一车道,无人行道,原设计荷载为汽车-13级,挂-60。该桥上部结构为40.4米空腹式钢筋混凝土双曲拱桥,主拱圈为等截面悬链线无铰拱,矢跨比为1/9,拱轴系数m=3.5。拱肋为矩形截面,主拱圈由6根拱肋、5根拱波组成。拱肋底宽20cm,各肋间净距1.26m,每跨用25道钢筋混凝土横系梁联系。本桥下部构造为重力式墩、空心台、沉井基础。
由于长期的超载作用,桥梁众多部分都出现了不同程度的破损,承载力大大降低。拱肋出现多道纵向裂缝,拱脚处混凝土开裂。
为保证结构及行车安全,必须进行加固处理。
2.2加固要求
(1)加固后桥梁荷载等级提高到公路-II级标准;(2)尽量不破坏原有结构;(3)尽量减少中断交通时间;(4)便于施工和养护。
2.3加固方法
根据以上要求决定采用粘贴钢板法加固此桥:
(1)对拱肋进行三侧加固,即拱肋底面粘贴6mm的补强钢板,两侧粘贴10mm的补强钢板,加固长度贯通拱肋全长。对于起横向连接作用的横系梁也采用和拱肋同样的加固方法。
(2)拱脚处在拱肋底面和侧面都粘贴钢板的基础上,选择140406型角钢,将角钢一侧与拱肋上已粘贴的钢板焊接,另一侧粘贴在墩台上,并用 3000的锚杆锚固。
2.4加固材料
混凝土:拱腹填料采用C10贫混凝土,其他采用C20,C30混凝土,所用混凝土必须严格按照相应的技术规范进行配制和施工。
钢板:采用10mm、6mm厚16Mn钢,其技术要求应符合《建筑结构用钢板》(GB/T19879-2005)的规定,为保证焊接质量,钢板采用Q235-B级钢板。螺杆:采用全螺纹非焊接螺杆,材料采用Q235级。
胶剂:本桥加固均采用A级胶,其性能应符合《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008表4.6.2,表4.6.4,表4.6.5,表4.6.6的规定。
焊接材料:焊接材料及焊接工艺应满足公路钢桥施工规范的要求。
3 结构建模计算
利用有限元软件计算分析加固前后桥梁受力情况,判断加固效果。
3.1计算所用原理
粘贴钢板法内力计算主要按以下几条原理进行:
(1)恒载内力及活载内力用粘贴后的组合体截面模量计算内力,即钢板与原混凝土作为一个整体计算,对不同的混凝土标号和粘贴的补强钢板按其弹性模量进行截面换算;
(2)按弹性理论进行计算;
3.2材料和主拱圈截面
主拱圈为250号钢筋混凝土,腹拱圈为200号混凝土,腹拱横墙为150号片石混凝土,墩台身为150号片石混凝土。
根据各主要部件尺寸,加固前后主拱圈的截面如图3、图4所示。
图3加固前主拱圈截面图(单位:cm)
图4加固后主拱圈截面图(单位:cm)
3.3荷载和约束
由于原桥建成时间较长,不考虑收缩徐变的作用。主要考虑的作用有:恒载(加固前和加固后增加的恒载)、汽车荷载(考虑冲击力)。按照承载能力极限状态进行荷载组合1.2恒载+1.4汽车(考虑冲击力)。
约束条件为:主拱圈拱脚与墩台、腹拱圈与墩台和侧墙均为固结。
3.4结构建模计算
利用MIDAS Civil软件对桥台间的4跨建立模型,共分为889个单元,681个结点。主拱圈、腹拱圈及横墙、桥面系及拱上填料、墩台均用梁单元模拟。输入相应的截面、材料、边界条件及荷载后,计算加固前后的结构中的内力,并进行分析。建立桥梁模型如图5所示。
图5桥梁模型图
3.5计算结果比较分析
根据程序计算结果,选取主拱圈的拱脚、拱顶、1/4跨截面内力结果分析加固前后的受力情况。表1、表2中:Md为截面弯矩设计值;Nd为截面轴力设计值(受拉为正) 。
表1 加固前计算结果
表2加固后计算结果
从截面抗力与轴力的比值可以看出:原桥在公路-II级荷载作用下,主拱圈拱脚截面不能满足提载后的承载力要求;加固后该桥在公路-II级荷载作用下,主拱圈各截面满足了提载后的承载能力要求。表明通过粘贴钢板法加固拱肋后,该桥的承载能力得到了明显的提高。
4现场检测结果
对加固后的桥梁进行动载试验。动载试验反映的是桥梁在动荷载作用下桥梁上部结构的动力特征和动力响应。试验结果如下:
4.1 自振频率
对加固前后大桥的自振频率进行比较。如表3所示。
表3 大桥加固前后自振频率实测值
由表3可以看出,大桥加固后的自振频率的实测值均大于加固前,说明桥梁结构动力刚度得到明显提高。
4.2冲击系数
对加固前后大桥的冲击系数进行比较。如表4所示。
表4大桥加固前后冲击系数实测值
由表4可以看出,大桥加固后的冲击系数的实测值均小于加固前,并且小于规范理论值,说明桥梁结构动力刚度满足设计要求。
5结语
采用粘贴钢板法加固双曲拱桥效果显著。既不较少桥梁净空,又不中断交通,并且大大改善桥梁的受力情况,使结构受力更加合理。施工简单,成本较低,值得进行推广。
注释:
张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M]. 北京: 人民交通出版社,2006.
周建庭,刘思孟,李跃军.石拱桥加固改造技术[M].北京:人 民交通出版社,2008:180-182.