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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流桁架拱桥资料.精品文档. (11)对于桁架拱桥，常见的病害有:下弦杆拱脚处横向裂缝;上弦杆端部结点裂缝;横系梁、横拉杆、横隔板竖向开裂;以及因桥台位移而使拱桥上弦杆悬空;施工缝处出现较大裂缝:拱片连接处混凝土断裂或钢筋接头脱开;构件断裂:拱上建筑如桥面系出现破坏。加载的重量、位置要正确，不能有误。利用汽车荷载时，要专人指挥行驶到指定位置。根据桥梁设计等级进行加载，桥梁等级划分如下:汽车一10级，主车100KN重车150KN;汽车一15级，主车150KN，重车200KN;汽车一20级，主车200KN，重车300KN:汽车一超20级，主车300K
2、N，重车550KN。交通部相关负责人解释，按照中国对“车辆超限超载认定标准”的认定：两轴车辆，其车货总重不得超过20吨，以上每增一个轴，载重增10吨，但六轴及六轴以上车辆，其车货总重不得超过55吨。这是货车载重的最高限值。另外，中国公路桥梁的设计允许最大车重为55吨。对确需通过公路运输的不可解体大件物品，需要办理超限运输许可证，并采取加固桥梁涵洞和护送等措施，保证其安全。本报记者 李立强重庆市公安局交通警察总队集中治理车辆超限超载工作实施方案规定，在集中治理超限超载期间，所有车辆在装载时，既不能超过下列第至种情形规定的超限标准，又不能超过下列第种情形规定的超载标准。二轴车辆，其车货总重超过20
3、吨的；三轴车辆。其车货总重超过30吨的（双联轴按照二个轴计算；三联轴按照三个轴计算，下同）；四轴车辆，其车货总重超过40吨的；五轴车辆，其车货总重超过50吨的；六轴及六轴以上车辆，其车货总重超过55吨的；虽未超过上述五种标准，但车辆装载质量超过行驶证核定载质量的。其中，第至种情形的超限超载行为主要由交通部门负责查处，第种情形的超限超载行为主要由公安交通管理部门负责查处。车辆超限超载的认定，必须借助测重仪器现场取证，严禁凭经验或目测判别是否超载。明确车辆超限超载认定标准据了解，从现在起到今年年底，我省将进行突击性的集中整治，启动高速公路计重收费，全面遏制国省道超限超载运输的反弹现象，确保超限超载
4、率回降到8以下。省政府发布的通告中要求：凡在公路上行驶的载货类汽车的车货总质量，必须符合国家规定的二轴货车20吨、三轴货车30吨、四轴货车40吨、五轴货车50吨，六轴及六轴以上货车55吨的车辆超限超载认定标准。凡违反上述规定标准的货运车辆严禁上路行驶；运输不可解体物品的超限超载车辆，必须办理“超限运输通行证”后方可上路行驶。双曲拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥等轻型拱桥是具有我国民族风格的桥型, 这类桥梁大多建于20 世纪80 年代以前, 设计荷载普遍偏低, 有的桥梁由于设计施工等原因存在先天缺陷, 加上严重的超载运输,使这类桥梁普遍存在各种病害, 许多桥梁实际状况已不能满足行车安全的需要, 存在安全
5、隐患。对病害轻型拱桥应区别情况, 有计划地予以改造。其中许多桥梁仍具有使用价值, 通过加固、维修,可以恢复其承载能力或延长使用年限, 继续为经济建设服务, 不能简单一拆了之。旧桥加固是一项复杂、细致的系统工作, 病害原因、加固方法常常因桥、因地而异, 设计的制约因素和技术风险远比设计新桥要大得多。需要多收集资料, 多加交流, 不断总结经验, 创造性地开展工作, 也期盼我国旧桥加固的技术规范早日出台。双曲拱桥出现于20 世纪60 年代初期, 由于它具有造价低、材料省、设备少、施工快、工艺简便、结构轻巧美观等优点, 一经出现便得以迅速推广。据不完全统计, 在最初的10 年里, 全国共修建双曲拱桥4
6、000 余座, 总长度达30 万m 1 。但是, 随着经济的日益发展, 交通运输量急剧增大, 双曲拱桥的一些通病, 比如通过力差、强度低、整体性弱等, 日显突出,这极大地影响了桥梁的正常使用。于是, 90 年代掀起了一股拆除双曲拱桥的浪潮 2 , 这不但使得原桥物毋尽其用, 而且拆桥重建时阻断交通, 造成较大经济损失。我国对双曲拱桥加固的研究已有20 余年历史, 传统加固方法主要通过贴钢板(钢筋、玻璃纤维等) 或外包钢筋混凝土加固拱肋、横梁和拱板 3 。这是桥梁加固的通用做法, 单纯用此方法加固双曲拱桥效率并不高。文献4 中, 通过加设斜撑和连梁, 在拱脚附近形成一个刚性区, 从而缩短拱圈的有
7、效跨径, 减小拱圈弯矩, 达到提高承载能力的目的。文献 5 中, 通过加设钢筋混凝土薄板将拱肋俩俩相连,使双曲拱变成封闭箱拱, 既增大了横向刚度, 增大了承压面, 又达到了提高承载能力的目的。文献6 提出了3 种改变结构体系的加固方法, 即: 主拱肋下加水平系杆; 腹拱圈拱座处加水平系杆与主拱肋加设斜撑; 腹拱圈拱座处加水平系杆与拱脚附近护拱。文献7 通过设置挑梁加宽桥面。格架拱桥的缺点是；模板较复杂，构件纤细，故浇注和运输衙架拱片须仔细小心；作为有推力的超静定纺椒其对软土地基的适应能力当不及静定结构；毕竞是钢筋混凝土结构，在一些变捡、受弯部位及刚促节点处，仍难免出现裂缝。当然，只要设讨合理，
8、这些裂缝是可以控制在允许范围之内的。另外，施加预应力(预废力混凝土衔架拱桥)，可消除裂缝、改善桥梁的受力性能、节省材料、增大格架拱桥的跨度。的三尔形式是在三角形式的基础上加上竖杆，这样，缩短了节间长度，但有五根杆件交会的节点，那里钢筋布置复杂，外观上也显得杆多而乱，故较少采用。斜压杆式消除了竖杆三角形式存在助缺点，所有斜杆均为压杆，竖杆均为拉杆，当需对受拉竖杆施加预应力时，预应力筋及钻头较易布置。其缺点是受压斜杆较长。斜拉杆式则斜扦受拉，竖杆受压，受拉的斜杆处于节间的短对角线上，故减少了胺扦的总长度，且因拉杆主要由钢筋受力，斜杆截面可尽量减小，这也使梳架拱片重量减轻。 斜杆式衍架拱片，承载能力
9、较大，是较为广泛采用的柑桨拱型式其中尤以斜拉杆式采用较多。为了克服双曲拱桥的弱点，同济大学创造了一种桁架拱桥的新桥型，得到了浙江省、江苏省和河南省同行的支持，先后建成了浙江余杭里仁桥（主跨50米，1971年），江苏苏州觅渡桥（主跨60米，1973年）和河南嵩县桥（950米多孔桁架拱桥，1976年）。交通部科学研究院亦创建了钢架拱的新桥型，在中、小跨径桥梁中得到广泛应用。这都为中国公路桥梁建设作出了贡献。钢筋混凝土桁架拱桥是中小跨径常用的拱桥形式，但由于其结构、设计和施工上的缺陷，桁架拱桥运营到现在出现了很多问题。以一座实桥为例，进行了病害调查、混凝土强度评定及结构检算，对现有桥梁状况进行了评估
10、，判断了桥梁的承载能力，提出了加固建议，可供该类现有桥梁的维护使用和加固改造工作借鉴。由于具有结构轻巧、省材料、投资少等特点，自1 9 6 6 年7 月试建以来，在全国范围内得到了推广应用。由于当时设计经验、施工技术不够成熟以及其自身的结构缺陷，钢筋混凝土桁架拱桥存在着诸如通过能力差、强度低、整体稳定性弱等问题，导致许多桥在使用了二三十年后出现了不同程度的损坏。随着交通流量和荷载等级的不断提高, 原有桁架拱桥已不能满足现代交通发展的需要。因此，桁架拱桥的检测、加固便成为一个亟待解决的问题。本文结合一座钢筋混凝土桁架拱桥实例，对桁架拱桥的检测方法做一介绍。2 0 多年来，随着城市经济发展，该桥上
11、的过往车辆无论是车流量，还是载重量，均已超过桥梁原来的设计等级，大桥处于超负荷工作状态，加之该桥自建设以来出现过几次较严重的结构损伤。因此，为了确保桥梁的使用安全，判断该桥的结构性能变化状况，须对该桥进行一次全面的外观检查和静、动荷载试验，以便对大桥结构性能作出合理评价，为管理部门提供科学决策依据。钢筋混凝土桁架拱桥( 以下简称桁架拱桥) 是一种具有水平推力的拱型桁架桥。该种桥不仅具有桁架桥自重轻的特点, 而且具有拱桥结构受力合理的特点, 适用于软地基, 特别适用于农村及其他经济不发达地区。自20 世纪60 年代后期至今, 国内已建成大量桁架拱桥, 成为公路及农桥的桥型之一, 为经济的发展发挥
12、了巨大作用。进入新世纪后, 各地经济将继续得到快速发展, 交通量将进一步增长, 桁架拱桥将继续发挥更大的作用。但是, 同其他建筑物一样, 桁架拱桥在其修建、使用过程中也必然会出现一些病害。总结分析这些病害, 有利于指导今后的设计、施工及维护。1 桁架拱桥病害如图1 所示, 桁架拱桥由桥台、桁架拱片、微弯板及横向联系等部分组成1, 多跨桁架拱桥还有桥墩。桁架拱片包括上弦杆, 下弦杆, 腹杆及实腹段。横向联系有横隔板、横拉杆及剪刀撑。桁架拱桥的常见病害主要有混凝土开裂; 钢筋锈蚀; 整体刚度不足, 导致变形过大行车不稳。病害成因主要有混凝土因收缩、徐变使拱片挠度变大, 偏离设计的合理位置, 杆件截
13、面内应力不均匀程度增大, 这是受拉裂缝产生的重要原因之一; 温度、湿度等外界环境原因可导致混凝土老化、钢筋锈蚀等病害, 降低了桥梁的承载能力; 由于支座位移, 桥跨承受的水平力减小, 跨中实腹段承受的弯矩增大, 导致跨中区域开裂; 由于超载, 桥梁可产生不可恢复的变形, 增加或增大裂缝, 加速混凝土的破坏及钢筋的腐蚀。以上各种成因可以同时存在, 相互作用, 进而加速病害的发展。病害主要产生在以下几个部位: ( 1) 拱片与墩台的结合点; ( 2) 拱片实腹段; ( 3) 桥面部分; ( 4) 其他部分,如拱片间的横向联系。桁架拱桥作为一种承重结构,是由上、下弦杆,腹杆以及跨中实腹段组成,拱上结
14、构与拱肋融为一体共同受力,整体性好。桁架部分各杆件主要承受轴向力,具有普通桁架受力特点;实腹段具有拱的受力特点,在恒载作用下,主要承受轴向压力,在活载作用下将承受弯矩,成为偏心受压构件。桁架拱综合了桁架和拱的有利因素,以承受轴向力为主,能充分发挥全截面材料的作用。桁架拱桥在施工中由于具有整体的钢筋骨架,可整体预制安装和采用分段预制、吊装就位后再联成整体,预制构件规格少、施工工序少、节省工期,与同跨梁桥相比,节省钢材较多。综合上述分析,桁架拱桥具有自重轻,用料少,受力合理、施工工期短等优点。随着城市交通的发展! 环市西路%即地面道路& 拓宽为六条机动车道 由于原设计活载汽*(级非机动车道在此六车
15、道范围内! 不能满足当前交通要求! 现已对该桥的原非机动车道部分增建四片钢管混凝土拱片进行加固! 加固后的活载运行标准为城B级211结构检测的目的(1) 全面了解桥梁的现有状况, 重点了解桥梁的各类损伤状况及其对结构的影响;(2) 实测桥梁各组成部分的尺寸和拱轴线, 为桥梁承载能力的评估提供基础数据;(3) 在检测的基础上, 对桥梁进行结构评估, 检算桥梁在承载能力极限状态下与正常使用极限状态下是否满足通行荷载等级要求;(4) 根据全桥健康检测结果和结构评估情况, 结合蓄水后桥梁各构件的使用状况, 综合评估该桥蓄水后的安全按设计要求，加固改造后，经测定除保证结构整体性外，其承载能力达汽一15级
16、，挂-80等级。经过十多年的运行，该桥结构完好。当实腹段竖直裂缝间距为30cm40cm，宽度超过02mm，个别达05mm。该区段裂缝长度多数已达肋肩部位。肋板结合间裂缝拱片与微弯板结合在交界处，在实腹段有桥向裂缝，局部结合面砂浆剥落，肋板结合面已局部脱开，整体性严重下降。实腹混凝土接头裂缝碳化深度已超过保护层厚度，防腐能力很低，因此下缘受拉钢筋严重锈蚀，膨胀。使钢筋局部裸露，同时从原设计图中可知，接头混凝土内箍筋极少，这极易造成裸露钢筋在压力作用下发生屈曲，失稳。接头是全桥承载能力控制部位之一，是桥梁安全与否的关键。空腹段，腹杆二端裂缝及上弦杆混凝土接头裂缝。四拱片的情况都有产生，裂缝宽度超过
17、02mm，以中间二拱片最为严重。微弯板内沿拱桥向含钢率较低。破损裂缝的板块占25。桥面有纵向裂缝，整体刚性损坏。桥台由于地基不均匀沉降。台背有上开口裂缝。对主拱肋片中，空腹段下弦杆加大载面积，提高强度。增加横隔板以改善整桥的横向联系。对几处受损严重裂缝超限的接头以及主筋断裂的那个接头均采用环氧树脂粘贴10mm厚钢板，并用螺栓加固。更换原来已破损或裂缝严重的微弯板，重新浇筑桥面。L型桥台顶板采用钢板加固，桥台和主拱肋之间增加传力钢筋和横向挡块，有效地解决了原桥左右晃动的问题。加固前采取限载限速，经验定限载5T，限速5公里J、时，实行施工交通管理。3 损坏原因分析(1)对于拱肋施工拼接处的损坏，由
18、于在拱片拼接施完成以后，仅采用水泥砂浆进行填缝处理，整个拱片在此处强度减弱，在常年荷载作用下，拼接面处开裂，导致此处的钢筋逐渐锈蚀，在钢筋出现锈胀以后，裂缝进一步发展，直至贯通整个截面。同时由于混凝土的碳化作用，表面混凝土强度逐渐丧失，在钢筋锈胀作用下，表层混凝土出现剥落现象；(2)对于横向系梁的损坏，由于拱肋在拼接处出现贯通裂缝，拱片各段之间已出现了一定的纵向错动，单个拱片已经丧失了横向受力整体性，这直接要求横向系梁对拱片提供更大的横向约束，因此系梁两端的弯矩有所增大，在桥面动荷载的重复作用下，系梁端部的局部混凝土出现碎裂；(3)对于人行道下桥面板的损坏，主要原因还在于机动车违章占道停车，造
19、成桥面板严重超载，桥面板碎裂和塌陷的情况也就在所难免。对于空腹桁架拱的加固，考虑到需加固部分建造年月较早，混凝土碳化程度较深，若采用粘贴碳纤维或者复合纤维加固，需要凿除碳化表层，在原拱肋截面较小的条件下，进一步削弱了截面，给桥梁加固施工期间的安全性带来了隐患，因此对于拱肋损坏，可先用环氧结构胶进行高压灌缝处理，在去除混凝土表面的碳化层以后，再用螺栓钢围套方法进行加固，加固示意图如图4所示对于修建年代较早的空腹混凝土桁架拱桥，由于其主要损坏集中于拱片拼接处以及拱片和系梁连接处，加之混凝土设计强度不高且表层混凝土碳化深度较大，若采用粘贴高强纤维的方法加固，虽可以提高承载力，但对提高桥梁的整体刚度和
20、变形性能贡献不大，因此可考虑多采用螺栓钢围套的加固方法，依靠钢围套的刚度来改善截面受力情况，以其达到更好的加固效果。1)桥面系的加固：凿除损坏严重的桥面铺装，将部分损坏比较严重的微弯板进行更换，再重铺桥面铺装层，新铺的铺装层为l35 cm厚的混凝土。2)主桁架的加固：主桁架为大桥受力的主要部分，要提高大桥所能承受的荷载等级，最主要就是对主桁架的各个构件进行加固，具体的加固方案有几个方面：各弦杆上的裂缝采用注改性环氧树脂胶来修补，以防止钢筋的锈蚀；在上下弦杆的下缘贴钢板，以增强弦杆的抗弯承载力；各根腹杆主要是承受轴心拉力与压力，为了增强腹杆承受轴向荷载的能力，采用了扩大截面的方法，在各根腹杆的周
21、围通过植筋的方法将新增的钢筋锚固在上弦杆与下弦杆之中，然后再用混凝土将其与原来的腹杆连为一体，这样就使每根腹杆的截面面积都得到了增大，从而提高了腹杆的承载能力。同时，增加了各榀桁架之间的横梁，使全桥各榀桁架之问的整体性得到了加强，横梁的钢筋同样是通过植筋的方法锚固在弦杆中。随着国民经济的发展和、交通量的大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，对桥梁的承载能力要求也越来越高而现有在役桥梁中，部分桥梁设计标准低或结构陈旧老化，已不能满足交通发展的需要，必须进行加固处理目前采用的加固方法 很多，主要包括粘贴碳纤维布(片材)加固法、粘钢加固法、加大截面加固法、喷射混凝土法、增设支点加固法、预应力加固技术或改变桥梁横向分布系数法等其中，碳纤维加固技术主要选用PAN基碳纤维材料粘贴在构件表面，以提高其抗弯强度和抗剪强度自上世纪80年代起，日、美等发达国家率先开始了碳纤维加固修复旧有建筑物的研究工作，我国自上世纪90年代后期亦开始了对此项技术的研究和应用碳纤维材料是一种新型复合材料，具有抗拉强度高、质量轻、耐腐性好、施工方便等优点，但不适合加固受压构件，此时采用粘钢板加固不失为一种有效的方法外部粘钢加固法是用粘结剂(建筑结构胶)将钢板粘贴到构件需要加固的部位上，并配以膨胀螺栓防止钢板剥落以提高结构刚度和承载力的一种方法