钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析

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发布时间：2021-09-12

资料介绍

钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析
赵洋，卢玲。
(1．同济大学桥梁工程系，上海200092；2．华北水利水电学院土木与交通学院，河南郑州450011；
3．黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)
摘要：采用临时吊杆法对钢筋混凝土下承式拱桥吊杆进行更换时，首先将旧吊杆索力转移到四根-临时吊
杆上，分批割断旧吊杆钢丝，拆除旧吊杆及端部锚头，安装上新型吊杆，再将临时吊杆所承担的荷栽分批
转移到新吊杆上，锚固新吊杆，完成更换。通过数值方法对临时吊杆法更换吊杆的过程进行了有限元模
拟，分析结果表明临时吊杆法不仅能够保证吊杆索力的平稳转移，而且可以保证桥梁内力和线形满足设
计要求，是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法。
关键词：桥梁下承式拱桥吊杆更换仿真分析
中图分类号：U445．7 4 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003．I995．2013．05．04
混凝土下承式拱桥的适应性很强，在我国发展非
常迅速，已经成为一种重要桥型。吊杆是下承式拱桥
重要的传力构件，其安全性和耐久性关系到桥梁结构
的安全与正常运营。但是，早期建造的部分系杆拱桥
由于计算理论、设计方法和防护的不足，或者运营过程
中维护不当，车祸、人为事故和环境因素等造成吊杆破
损，有的已经到了很严重的程度而不得不更换。
目前，下承式拱桥吊杆更换基本都是设置临时替
代，将被更换吊杆的索力先转移到临时替代上，拆掉旧
吊杆，安装新吊杆，再把临时替代承担的荷载转移到新
吊杆上，经过两次索力转移完成吊杆更换。临时替代
大致分为“临时支架”、“临时吊杆”和“临时兜吊”等3
种，对应的吊杆更换方法分别称为“临时支架法”、“临
时吊杆法”和“临时兜吊法”，其中应用最多的是“临时
吊杆法” 。临时吊杆法不仅可以进行单个吊杆更
换，如太原市滴汾桥和广西邕宁邕江大桥，还适用于整
桥吊杆更换，如合肥市寿春路桥。
1 临时吊杆法
临时吊杆法是将旧吊杆所承担的索力暂时转移到
4根临时吊杆上，拆除旧吊杆，安装新吊杆后再将临时
吊杆所承担的荷载逐渐转移到新吊杆上，实现吊杆更
换。
1．1 准备工作
首先，测定全桥索力和标高。可采用振动频率法
收稿日期：2012—08-17；修回日期：2013一O1．2l
作者简介：赵洋(1978一)，男，河南南阳人，副教授，博士。
测试全桥吊杆的索力，使用高精度的经纬仪测量桥梁
的标高，作为吊杆更换的参照。
其次，准备好吊杆更换过程中的配套设备、材料和
技术人员的合理分工，如新吊杆、临时吊杆、钢横梁、张
拉千斤顶和高精度测量设备等。
最后，制作工作平台，安装临时吊杆系统。在拱肋
上设置三角垫块，上面放置2根钢横梁，称为上横梁；
在系梁下面设置另外2根钢横梁，称为下横梁；将4根
临时吊杆竖直穿过4根临时钢横梁，上端安装已经校
准标定的4个张拉千斤顶。临时吊杆系统的具体布置
见图1[ 。
张拉千斤顶
fl 上横粱lI }
临时吊杆
／＼
髓粱纵粱
、 I
l 、I
图1 临时吊杆布置
面
杆
1．2 吊杆更换
吊杆更换时，以索力控制为主，以变形控制为辅，
保证吊杆平稳更换。通过对临时吊杆进行分级张拉，
每次张拉完成后，割断相应比例的旧吊杆钢丝，多次重
复上述过程，直至卸掉旧吊杆及其端部锚头，安装新吊
杆。再交替张拉新吊杆和卸载临时吊杆，直至新吊杆
索力张拉到设计值并临时锚固，去掉临时吊杆。再次