钢管混凝土系杆拱桥吊杆更换的分析研究

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发布时间：2021-09-12

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钢管混凝土系杆拱桥吊杆更换的分析研究
杨永清杨朝龙
(西南交通大学土木工程学院四川成都 610031))
【摘要】以峨边大渡河大桥为实例，采用空间有限元分析方法，分析钢管混凝土系杆拱桥换吊杆的加
固方法；通过加固后桥梁的力学性能的研究，讨论加固效果的可靠性。分析成果可为同类桥梁结构维修加固
提供借鉴参考。
【关键词】钢管混凝土系杆拱桥；换吊杆；维修加固
【中图分类号】U445．7 2 【文献标识码】A
钢管混凝土系杆拱桥(Concrete—filled Tubular
Tied—Arch Bridge)是一种特别的拱桥形式，为了更
好地突出拱和梁自身受压与受弯特性，将拱与梁结
构组合在一起，共同承受各种荷载，以此达到节省
材料的目的。系杆拱桥是由系杆、拱肋、吊杆(立
柱)、行车道梁(板)及桥面系等共同工作的组合
结构桥梁，系杆承受拱的水平推力为其主要特征，
甚至可以做成无推力拱式组合体系。从受力特性
看，系杆拱桥是三种典型桥梁(拱桥、梁桥和吊
桥)的有机结合；对地基的较强适应能力和较大跨
越能力是系杆拱桥的两大显著特点；修建跨海、跨
江的大跨度拱桥时，系杆拱桥在通航净空等方面具
有优势。
但早期修建的这类桥梁，吊杆在防腐设计方面
考虑不足，且多为不可更换的吊杆，吊杆钢丝防腐
形式多种多样，如外包塑料管或钢管后内灌注水泥
浆、外包PE等等。由于这些防护方法没能将吊杆钢
丝与外界完全隔绝，水气仍能渗入钢丝内部，引起
钢丝锈蚀，降低了吊杆的安全性。更有甚者还发生
了恶性事故。随着时间的推移，这些问题更为突
出，许多早期修建的桥梁吊杆严重锈蚀，应及时更
换，以确保桥梁的安全运营，延长桥梁的使用寿
命，避免恶性事故的发生。
1 桥梁概述
峨边大渡河大桥建于1995年，桥跨结构布置为
4x10m连续刚构+140m下承式无推力钢管混凝土系
杆拱桥十10m简支梁。主拱矢跨比1／5，拱轴系数
1．352，系杆设于桥面系下。拱肋为四肢梯形钢管混
凝土，采用4根 550mm钢管组成上、下弦杆，对
钢管}昆凝土桁架拱脚段(约两个节间)作}昆凝土包
裹强化处理。系杆和吊杆均采用低松弛钢绞线，锚
具分别为YM15—31和YM15—12，桥面板采用
L=4．8m槽型板。设计荷载等级为汽一2O，挂一100，
人群荷载为3．5kN／m 。
该桥所处环境污染较重，对结构损害较大。该桥
于2005年第1次完成吊杆横梁加固、系杆更换及拱肋
防腐等工作；于2008年7月第2次完成裂缝处治、引
桥行车道板改造、增设辅助吊杆等整治施工。
20l1年l1月～2012年1月和2013年3月～2013
年4月，对该桥进行了检测，结果表明该桥后加吊
杆受力均匀性较差、部分后加吊杆晃动明显；系杆
锚头处存在渗油现象，锚碇混凝土局部区域存在竖
向裂缝。因此，维修加固刻不容缓。
峨边大渡河大桥主桥实景图如图1所示。