以某四跨简支板桥实际工程的加固改造方案为依托,对加固桥梁进行合理简化,建立了有限元分析模型。经过计算得到桥梁在加固后各关键截面的变形、内力和应力,将加固后桥梁在荷载作用下的反应与现行规范进行对比分析。结果表明:加固桥梁的最大挠度为规范限值的3.18%,混凝土拱最大压应力为规范限值的7.61%,最大拉应力为规范限值的42.45%,钢材的最大应力为规范限值的18.77%;加固后,在车辆荷载作用下旧桥的最大弯矩降低81.19%,最大剪力降低60.99%。因此,将波纹钢-混凝土组合结构用于旧桥加固改造中,施工简便,能够有效提高桥梁的刚度和承载能力。
波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究-图一
波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究-图二
波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究-图三
波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究-图四
1.工程概况:
xx小桥位于xx线(XX)xx县境内,桥梁中心桩号为K5+545.00。根据《xx小桥检测报告》,该桥被评定为四类桥,须加固改造。
经现场调查量测,老桥桥跨组合为1×13.0 m等截面实腹式圬工拱桥,桥面宽度为12.0m,桥梁全长33.0m。该桥主要病害:老桥桥面无排水措施,沥青混凝土路面,纵缝、横缝普遍,网裂明显,渗水严重;人行道及栏杆局部破损,钢筋严重锈蚀;主拱圈大面积渗水,局部砂浆脱落,形成空洞;0号桥台基础中度冲刷;1号桥台侧墙竖向通长裂缝;1号桥台侧墙局部外鼓;沉降缝开裂、破损,渗水严重;锥坡防护砂浆脱落,片石松散。鉴于该桥安全隐患极其严重,在与甲方充分交流之后,对老桥采取加固改造。
2.加固改造后的技术标准具体如下:
1.设计荷载等级:公路-Ⅱ级。
2.桥面布置:0.5 m(栏杆)+11.0 m(行车道)+0.5 m(栏杆)=12.0 m。
3.桥面纵横坡:桥梁无纵坡,行车道1.5%(双向横坡)。
4.桥下河流不通航。
5.地震动峰值加速度:0.05g。
6.环境类别为Ⅰ类。
7.结构设计安全等级:三级。
设计依据:《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011、《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008
【概况】设计荷载:公路-II级;桥梁配跨:2×20m;公路等级:四级公路;设计安全等级:二级;设计行车速度:20km/h。桥梁建筑宽度:0.5m护栏+6m行车道+0.5m护栏=7m;接线路基宽度:1m土路肩+5m行车道+1m土路肩=7m。新桥上部结构采用2×20m预应力混凝土简支空心板,桥面连续,下部结构桥墩采用桩柱式墩,桥台采用扩基U台。共长50.04m; 桥梁横断面布置为0.5m(防撞护栏)+6m(行车道)+0.5m(防撞护栏),总宽7m。桥面横坡为双向1.5%,接线路基宽7m、路面宽5m,路面结构层为:20cm水泥砼面层+20cm水泥稳定碎石基层。本桥0号台侧、2号台侧接线长均按20m考虑。桩基直径10mm、25mm。
上部结构20m空心板采用桥梁计算软件“桥梁博士3.03”,按该桥的实际情况进行模拟后,对单片空心板进行验算。支座采用橡胶支座。
【主要材料】C40、C25、C30混凝土;C50钢纤维混凝土;M7.5浆砌块石挡墙;空心板铰缝采用高强无收缩灌浆料;钢束采用高强度低松驰钢绞线,直径为φs15.2mm,面积为A=140mm2,抗拉强度标准值fpk=1860MPa,1000h后应力松驰率不大于2.5%,钢铰线的弹性模量Ep=1.95×105MPa。普通钢筋:采用HPB300光圆钢筋、HRB400带肋钢筋两种。预制空心板正弯矩钢束采用圆形锚具及其配套的配件,预应力管道采用圆形塑料波纹管;波纹管采用真空吸浆法压浆技术施工,网片间采用扣接法搭接。桥面铺装钢筋采用D10冷轧带肋焊接钢筋网。其余均采用A3钢。
【接线路面】路面结构设计:路面结构:20cm水泥混凝土面层+20cm水泥稳定碎石基层。砼的设计强度以龄期28d的弯拉强度为标准,砼设计弯拉强度为4.5MPa。重力式挡土墙。
……共计38张,设计于2014年