辅助吊杆加固三拱肋钢管混凝土系杆拱施工监控研究
冯睿为,滕 凌,刘一呜,汪新凯
(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031)
摘要:受损三拱肋中承式钢管混凝土系杆拱桥在加固过程中采用辅助吊杆内力和桥面变形双控制原则,
对辅助吊杆增设过程进行施工监控。根据实测值修正有限元计算模型,确保结构在各种工况下以及成
桥后,内力和变形均处于合理状态,满足规范要求。研究结果表明:完成全部辅助吊杆张拉后,桥面各测
点实测累计变形控制在允许范围内,最大未超过6 mm;吊杆内力实测值和理论计算值较吻合,差值绝大
多数在一10~30 kN,加固完成后吊杆内力和桥面线形均达到了设计目标。
关键词:施工监控 钢管混凝土系杆拱桥 辅助吊杆 桥面变形 吊杆内力 维修加固
中图分类号:U448.22 5 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2015.12.03
1 工程概述
中承式钢管混凝土系杆拱桥,桥跨布置为1孔净
跨72 m,桥面总宽度24.5 m,横向布置:2×8.0 m(行
车道)+2×3.0 m(人行道)+2.5 m(中间分隔带),设
计荷载等级:汽车一20级,挂车一100,人群荷载3.5
kN/m 。拱轴线为二次抛物线,矢跨比为1/5。全桥共
有3片拱肋,每片拱肋为哑铃形截面,2+700 mm钢管
通过腹板相连,截面等高1.8 m,相邻两片拱肋中心距
9.0 m,拱肋灌注C40混凝土。每片拱肋与桥面通过
15根吊杆相连,吊杆采用强度650级的合金钢,间距
4 in。全桥桥面连续,两端接后座式组合桥台,在桥台
处设置伸缩缝。
在现场检测过程中,发现吊杆出现的病害较多,
如:吊杆上锚头密封失效、中吊杆下锚头浸水锈蚀严
重、防护钢管内钢绞线锈蚀严重等,拟对吊杆进行维修
加固。
2 维修加固方案
考虑到既有拱肋吊杆上、下锚点密封,不能有效进
行检测,若更换吊杆,则需破坏既有钢管和横梁,影响
结构安全。故本次加固工程分别在每一个既有吊杆两
侧新增两根辅助吊杆:上端采用焊接钢板作为上锚点,
下端通过钢托梁连为一体,并将密封失效的上锚头重
收稿日期:2015—09-17;修回日期:2015—10—20
作者简介:冯睿为(199O一),男,硕士研究生。
新进行防腐处理,新增辅助吊杆安装张拉完毕后与原
吊杆共同承受横梁及桥面的恒载、活载。具体增设辅
助吊杆的方案如下:
1)测定每根吊杆的内力,作为新吊杆安装应力的
参考值;设置固定的观测点,测定桥面各点标高,作为
施工中桥面变形控制基准;测量每根吊杆的长度,以便
加工制作新吊杆。
2)搭设拱肋支架和桥下底面吊架,通过吊车将钢
托梁运至相应位置并安装就位,焊接上锚点。
3)通过起吊设备的牵引绳将钢拉杆与钢绞线连
接,通过套筒将钢托梁与钢拉杆连接。
4)根据桥面线形,对称同步张拉同组吊杆,并旋
紧调节套筒,逐步将原吊杆上的部分荷载分级转移至
新吊杆上,使原吊杆和新吊杆共同承受荷载;观测桥面
变形情况,确定是否需要调整桥面标高。
5)在钢套管及锚头内灌入防腐材料。
6)重复以上步骤,安装下一组吊杆。
对该桥辅助吊杆增设过程进行施工监控。
3 施工监控
3.1 施工监控的原则
以增设辅助吊杆的内力和桥面变形作为控制标
准,以变形控制为主,严格控制变形测点的位移;监测
辅助吊杆内力的变化情况,保证全桥控制截面内力在
安全范围内,确保成桥线形和设计线形一致。若在施
工中发现全桥内力接近或超出安全控制指标或桥面线
形误差偏大,则应暂停施工,查明原因并予以纠正,使
结构的变形和内力均满足要求。
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