橋梁概況:某橋為一孔凈跨徑為47.37m,凈矢高為4.884m的空腹式雙曲拱橋,矢跨比為1/9.7,主拱圈為6肋5波,橋臺為擴大基礎(chǔ)配重力式臺,臺后設(shè)有擋墻。橋?qū)挒?.5m,橋面凈寬為凈6m+2×0.75m人行道。原設(shè)計荷載:汽13,拖60.加固設(shè)計荷載為:公路級,車道荷載效應(yīng)系數(shù)按四級公路中重車較少的情況取用0.8;人群荷載取用3.45kN/。
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查測量,該橋主拱圈在拱頂及L/4跨部位均發(fā)現(xiàn)貫穿拱肋的裂縫,縫寬為0.5~3mm,且拱頂下?lián)蠂?yán)重;部分腹拱圈在拱頂出現(xiàn)橫向裂縫,拱腳變形明顯;橋臺處拱上橫墻存在明顯變形;橋面鋪裝破壞嚴(yán)重,瀝青面層大面積龜裂。加固設(shè)計按原設(shè)計圖及外觀實測資料進(jìn)行計算分析及施工圖的繪制。
加固方案確定
由于舊橋原拱上建筑為拱式腹拱,這種結(jié)構(gòu)自重較大,在主拱圈矢跨比為1/9.7的情況下,恒載在拱腳產(chǎn)生的負(fù)彎矩偏大,且壓力線偏離截面形心較大,這是造成荷載組合后拱腳處偏心距不滿足規(guī)范要求的主要原因之一。通過計算對比,采用拆除原拱上建筑,更換為自重較輕的梁式腹拱,將大大減小主拱圈所受拱上恒載的大小。
計算結(jié)果表明,改變拱上建筑形式后,拱腳處負(fù)彎矩較更換前減少了8000kNm,拱腳區(qū)段恒載壓力線也恢復(fù)到了較合理的位置。在減輕拱上恒載的基礎(chǔ)上,還采用外包混凝土增大了主拱圈拱肋截面,提高其承受荷載的能力。
對原橋主拱圈拱肋采用增大截面法加固。在主拱圈拱肋下緣現(xiàn)澆500px厚、兩側(cè)面現(xiàn)澆300px厚的C30混凝土(內(nèi)設(shè)Ф25縱向鋼筋),增大拱肋截面,以提高主拱圈抗彎拉的能力;拱腳上緣個腹拱范圍內(nèi)全寬澆筑300px厚C30混凝土,以增大拱腳截面面積,提高主拱圈抵抗拱腳負(fù)彎矩的能力。
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