斜拉桥病害分析

实训报告书班级：土木一班姓名：黎津学号：10700112序号：10日期：2013/6/23实训论文―浅谈斜拉桥病害分析土木一班黎津学号：10700112【摘要】本文主要介绍了斜拉桥的斜拉系统、塔索、主梁的病害成因，以重庆嘉陵江千厮门大桥来加以论述。千厮门嘉陵江大桥南穿渝中区洪崖洞旁沧白路，跨嘉陵江，北接江北区江北城大街南路。主桥为单塔单索面钢桁梁斜拉桥，跨径布置为88m+312m（主跨）+240m+80m=720m。本桥正桥采用88+312+240+80m四跨单塔单索面连续钢桁斜拉桥，钢梁全长720m（两端至支座中心线），桁宽15m，主桥全宽24~36.990m，渝中区侧边跨由于上层公路线形与下层轨道线形不平行，桁梁设置为变高度。主桁采用变高度的三角形桁式，全桥采用等节段布置，节段长度16米。主梁为双层桥面，下层宽13m，为双线城市轨道交通，上层全宽24～36.990m,为双向4车道及两侧人行道。主桁主要杆件均为焊接箱形截面。其中下弦杆截面宽1200mm，高1600mm，板厚24~60mm；上弦杆截面宽1200mm，高1200mm，板厚24~44mm；腹杆截面宽1200mm，高1200mm，板厚20~44mm(过渡墩处竖杆厚100mm）。除部分腹杆按插入式两面拼接设计外，其余杆件均按照四面拼接设计，单个构件最大长度16.5m，最大安装吊重约66吨。主桁节点均采用整体节点。节点板最大厚度70mm(塔支座处），最大规格为5570×3200mm(B26节点）。上层桥面采用正交异性钢桥面板，有索区及桥塔根部处无索区桥面板厚24mm，其余无索区桥面板厚16mm，采用16×150mm板肋加劲，板肋标准间距为350mm。沿纵桥向设置横隔梁，其间距为1.9~2.75m。下层桥面采用正交异性钢桥面板，桥面板板厚16、24、32mm，采用板肋加劲，纵桥向每4米左右设置一道横隔梁，横桥向共设置两组轻轨纵梁，其中心间距为4.6m，每组轻轨纵梁由两片纵梁组成，两片纵梁和横梁直接连为一体，轻轨纵梁上设置整体式混凝土道床板和60kg/m钢轨，作为城市轻轨交通走行轨道。【关键词】斜拉桥；病害。引言：斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。加强和防范斜拉桥的病害，对最大限度的延长桥梁寿命至关重要。一、斜拉桥病害与成因概述：斜拉桥按照主要承重构件可分为斜拉系统，索塔，主梁，下面对此逐条阐述。1、斜拉系统病害斜拉桥主要受力部件之一的斜拉索，需要通过塔和梁的锚固系统的传力才能实现其功能，他们共同工作，任一构件失效，此部分即失效。在此参照相关文献，把斜拉索和相应塔、梁上的锚固系统统称为斜拉系统。斜拉索的病害主要表现：a.拉索回缩、拉索钢丝滑丝导致拉索索力退化。此问题主要原因是锚固系统构造不当，施工误差，温度影响等。b.拉索腐蚀。产生原因为防护措施失效。c.拉索振动。斜拉索暴露在自然环境中，风、雨等激励下，斜拉索会表现处明显的振动，振动会增加斜拉索的张力、并加剧斜拉索和锚具的疲劳破坏，此外如果斜拉索的振动频率与主桥结构的基频接近，还会引起整体的振动耦合。此类病害下文还会重点分析。斜拉桥索梁、索塔锚固区，受力集中，结构复杂，在恒载、活载和其它荷载的作用下，其病害问题应引起高度重视。锚固系统的病害主要表现：a.锚固装置疲劳。斜拉索暴露在自然界中，在各种荷载的作用下，斜拉索索力值是一个变化值，由此引起锚固装置的疲劳损伤不可忽视，尤其是当锚固装置本身就有因焊接等原因的缺陷时更需重点注意。b.锚头锈蚀。主要表现为下锚头，由于长期处于潮湿环境造成。2、索塔病害作用于斜拉桥主梁的恒载和活载通过拉索传递给索塔，因此索塔是通过拉索对主梁起弹性支承作用的重要构件。作用在索塔上的力除索塔自身外，还有拉索索力的垂直分力引起的轴向力、拉索的水平分力引起的弯矩和剪力，此外，温度变化、日照温差、风荷载、地震力、混凝土收缩徐变等都对索塔内力产生影响。索塔根据材料类型可分为钢筋混凝土和钢索塔。对于最常见的钢筋混凝土索塔，在各种荷载作用下主要表现为拉索锚固区局部裂缝和塔根处的裂缝，形成原因主要是基本荷载和温度的影响。在存在下横梁结构的桥塔中，可能还会出现横梁裂缝，这主要是因为桥塔刚度不可忽略。3、主梁的病害对于常用的混凝土主梁，主要是梁体的裂缝。这些裂缝大部分是由施工误差、混凝土收缩、温度变化、局部锚固应力过大等因素诱发。当然也有因为设计问题产生的，如抗裂性不足，产生受弯裂缝和受剪斜裂缝等。对于钢梁或者钢-混结合梁，主要是钢结构因为制造过程、焊接等引起的缺陷造成的疲劳、脆性等问题。特别的，对于结合梁，混凝土的收缩徐变引起的桥面裂缝和钢-混结合部的疲劳；对于钢桥，桥面铺装的病害应引起足够重视。二、结论：1、随着服役桥梁病害的逐步出现，斜拉桥病害研究在最近十几年中有了较大进步，在理论和实践方面都有深入的研究，尤其是对于斜拉索的振颤引起的疲劳病害等有了足够的认识和理解。2、通过桥梁结构健康监测及安全预警系统的运行，建设管理单位、设计单位和桥梁监测单位可以随时掌握桥梁结构的内力状态及损伤情况。由于系统能够在桥梁结构危险萌芽阶段发出预警，这对于保障桥梁安全运营具有重要意义。3、斜拉桥是现代大跨径桥梁研究及应用的重要方面，在对其进行理论研究、计算分析、施工组织设计的同时，应该加大对斜拉桥养护维修工作的投入。通过对病害类型的归纳和病害成因的分析研究，应针对性的采取防治和处置措施，避免或减小病害对桥梁运营带来的损失。四、参考文献：[1]王国鼎，袁海庆，陈开利.桥梁检测与加固［m］.北京：人民交通出版社，2003．[2]范立础.桥梁工程（上册）［m］北京：人民交通出版社，2001．