装配式钢桥加固危桥设计与施工Word文档下载推荐.docx

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管理工作。

海河水利

1工程概况

引黄济津潘庄线路应急输水漳卫新河倒虹吸工程位于山东省德州市境内,起于六五河牛角峪闸上游200m,止于南运河四女寺枢纽下游773m,水平向全长1850m,主要由倒虹吸工程、新挖明渠工程、河道防护工程组成。

工程投资1.188亿元,工期5个月。

工程所在地区的施工道路需经过六五河牛角峪两孔闸的闸带桥,该桥修建于上世纪70年代,设计荷载为汽车-10级、挂-60级,桥面宽度5m,桥长20m。

历经40年,该桥梁混凝土老化、保护层剥落,承载能力存在很大不确定性,不能满足施工期重载车辆通行。

由于引黄济津倒虹吸工程施工工期短、施工强度大,为尽快解决施工场区交通运输难题,需要在六五河牛角峪两孔闸的闸带桥原址上架设临时便桥。

通过查阅牛角峪两孔闸设计图纸、了解工程运行情况、查看地形地貌,考虑到该闸带桥经多年运行闸室沉降已趋于稳定,为避免由于新加重荷载产生不均匀沉降影响闸室结构安全,决定临时性便桥方案为跨越牛角峪两孔闸闸带桥的“桥上桥”。

由于为大跨度桥梁,一般混凝土结构型式桥梁已不适用,经过经济、技术及施工期要求等多方面比较后,选择采用跨越能力强的装配式钢桥方案。

装配式钢桥设计为单跨径36

m,桥面净宽4m,有效宽度3.7m,行车标准为550kN重车,车辆限速5km/h,要求在8d时间内完成

全部钢桥组装。

2工程施工方案2.1

结构设计

牛角峪装配式钢桥（以下简称钢桥由主梁桁

架、桥面系、支撑件、桥端构件及架设工具等组成,均采用100型标准桁架片建设,桁架片长度3m,采用下承式。

因为桥梁跨度较大,根据以往工程经验设定为三排单层加强型。

2.1.1活载计算

计算简图可以近似为一个单跨简支梁,由于该

桥周边环境为农村,过往桥梁的重车及人群稀少,故计算活载仅考虑为550kN商品混凝土罐车,单车通行,风载影响忽略不计。

当汽车重心与桥跨中心重合时,钢桥将近似产生最大弯矩。

车型如图1所示。

绘制出影响线,如图2-3所示。

根据车辆荷载弯矩影响线,计算出由车辆产生的跨中最大弯矩:

M活=150×

7.785+400×

8.415=4534（kN·

m。

钢桥跨度L=36m,车轴距近似1.17m,当车后轮刚上桥时,主梁将承受最大剪力。

由车辆荷载剪力

图1

车辆荷载

46·

·

2011.No.4

谢玲,安艳艳:

影响线计算出车辆产生的端部最大剪力:

Q活=550×

0.9675=532（kN。

2.1.2

静载计算

此型式钢桥的自重约为q=15kN/m,根据结构力学知识,计算静载下的跨中最大弯矩:

M静=q×

L2÷

8=15×

362÷

8=2430（kN·

之后,计算静载下端部最大剪力:

Q静=q×

L÷

2=

15×

36÷

2=270（kN。

2.1.3内力组合及截面验算

（1汽车荷载冲击系数计算:

在移动车辆荷载作

用下,桥梁结构中产生的应力和挠度大于车辆在静止状态下产生的应力和挠度。

在桥梁设计规范中,通常把动力影响称为车辆荷载对桥梁结构的冲击系数。

根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》,汽车荷载冲击系数计算公式为:

1+μ=1+15/（37.5+L（1

式中:

μ为冲击系数;

L为钢桥跨度。

经计算,1+μ=

1+15/（37.5+36=12。

（2荷载横向分布系数计算:

当把荷载按横向

最不利位置布置在荷载横向影响线上,求得各片主梁分配到的横向荷载的最大荷载比例,即称为荷载横向分布系数。

由于该钢桥横梁刚度相对于纵梁大得多,桥的宽跨比为5/36=0.14<

0.5,可用偏心压力法计算荷载横向分布系数。

其计算公式如下:

k=1/2+e0/B0

（2

e0为偏心距;

B0为横向计算跨度。

经计算,

k=1/2+0.5/4.2=0.619。

半桥承受的弯矩和剪力组合计算公式为:

Mmax=M活×

k×

（1+μ+M静/2（3Qmax=Q活×

（1+μ+Q静/2

（4

经计算,Mmax=4534×

1.2×

0.619+2430/2=4583（kN·

m,Qmax=532×

0.619+270/2=530（kN。

查桁架内力表可知:

三排单层加强型桁架结构容许的最大弯矩（半桥为4809.4（kN·

m,容许的最大剪力（半桥为698.9kN。

由此可以看出,则该钢桥M容>

Mmax、Q容>

Qmax,均

满足强度要求。

2.1.4挠度计算

装配式钢桥挠度一般由两部分组成:

一个是由

单销间隙产生的挠度,我们称之为非弹性挠度;

另外一个是由车辆荷载引起的挠度,我们称之为弹性挠度,两者叠加为钢桥的挠度。

（1非弹性挠度计算:

根据贝雷桁架挠度计算经验公式,推出非弹性挠度计算公式如下:

f非=dn×

n/8（5

f非为非弹性挠度;

n为桁架的节数,本钢桥为

36m跨度,桁架片长度为3m,36/3=12节;

d为常数,对单层桁架而言取d=0.3556。

将以上数据代入式（5,可以得出:

f非=64mm。

（2桁架由活载引起的弹性挠度计算:

桁架由活载引起的弹性挠度用B.C.卡秋公式计算:

f弹=（5KeqL4/384EI×

[1+（t

gΦ1+ctgΦ1

h0/L]

×

（1.61-0.335h0/hKdf

（6

f弹为弹性挠度;

L为桁架的计算跨度,取L=36m;

h0为桁架在支座处的计算高度,取h0=1.70m;

h为桁架的计算高度,取h=1.50m;

Φ1为跨中斜杆与垂直线之间的夹角,取Φ1=45°

;

E为桁架所用材料的

弹性模量,取E=2.1×

106N/mm2;

Kdf为活载的横向分布系数,取Kdf=0.1767;

I为桁架截面的惯性矩,取

I=577434.4×

104mm4;

Keq为活载的等挠度等代荷载,取Keq=550/36+15=30kN/m。

将以上数据代入式（6,可以得出:

f弹=13.7mm。

因而,该钢桥桁架实际跨度为36m的总挠度为:

f非+f弹=64+13.7=77.7（mm。

按照桥梁有关规范简支梁容许挠跨比为1/600的标准,挠度容许值应为60mm,该钢桥产生的挠度略微超出容许范围,但考虑到该钢桥为施工期临时性便桥,使用期限不超过3个月,且在桥梁运行期实行限载限速,因此在挠度控制要求上可以有所降低。

为防止钢桥产生挠度后通过桥面板传力至闸墩,造成闸室不均匀沉降,本方案中钢桥与六五河牛角峪两孔闸的闸带桥面预留空间不小于200mm。

经以上强度及刚度计算,此钢桥主梁满足设计要求,即钢桥方案可行。

图2

车辆荷载弯矩影响线

图3车辆荷载剪力影响线

（下转第51页

47·

!

2.1.5基础方案

该钢桥通过钢梁传至地基反力由前面力学计算得知为530kN（半桥,分别设置4个独立混凝土基础。

为避免钢梁受荷载发生挠曲变形时梁端出现转动引起应力集中和脱空现象,其上设置木质梁垫。

2.1.6荷载试验

该钢桥施工完毕后须做静载试验,观测挠度,确认安全后投入使用。

本钢桥静载试验检测挠度最大值为60mm,未超出设计允许范围。

2.1.7引桥

该钢桥施工完成后桥面高于路面1.7m,为使车辆能比较平稳地通过和降低对桥梁冲击影响,需要按照1:

8坡度修建混凝土面层引桥。

引桥宽6m,长度14m,两侧共计28m。

2.2桥梁拼装

该钢桥采取在原桥面上拼装,架设桥梁时按现场场地情况准备架设工具。

拼装主要步骤如下:

（1用吊车将桁架片逐片吊起,用桁架销子相互连接接长。

连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧,桁架销子穿到位后必须插好保险销。

主梁按要求安装加强弦杆,在所有支座位置按要求局部加强。

上弦杆拼装好后要形成一定的预挠度,减少下挠。

（2横梁采用工字钢,用支撑架螺栓将横梁与主梁桁架片连结成一体。

（3主梁就位后安装纵梁,纵梁采用槽钢,并排竖放在横梁上,焊接定位。

（4桥面板采用深花纹防滑钢板,5mm厚,与纵梁焊接固定。

（5由于结构选型为下承式梁,无需安装桥面栏杆。

施工过程中,注意各桁架随时调整,以避免有弯折现象。

3小结

该钢桥具有结构简单、构件轻巧、运输方便、组合灵活、架设快速、拆装方便、构件可重复利用的特点,同时具备承载能力大、结构刚性强、疲劳寿命长等优点,能根据工程设计需要组合成不同跨径、类型和用途的桥梁,在国内外的军事运输、抢险救灾、国防建设、水利工程、道路交通等领域发挥着重要作用,并得到广泛的应用。

引黄济津潘庄线路应急输水漳卫新河倒虹吸工程中,成功利用装配式钢桥在六五河牛角峪闸带桥上新建临时便桥以供施工重载车辆通行,取得了良好的经济和技术效果,保证了工程的顺利进行,同时也为漳卫南运河利用装配式钢桥解决施工道路和危桥加固等问题积累了经验。

参考文献:

[1]喻忠权.装配式公路钢桥使用手册[R].北京:

交通部交通

战备办公室,1997.

[2]黄绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北

京:

人民交通出版社,2002.

[3]严波,周余辉,宋殿义.装配式公路钢桥临时加固梁桥实

例分析[J].公路,2009（2:

22-24.

[4]胡平,米贤照.军用桥梁[M].长沙:

国防科技大学出版社,

2007.

[5]肖叶桃.装配式公路钢桥的类型、特点及其应用[J].国防

交通工程与技术,2007（2:

85-88.

[6]李庆林.装配式钢桥加固公路桥的试验和应用[J].广西电

力工程,1997（3:

29-32.

[7]喻忠权,沈惠荣.HD200型装配式公路钢桥[J].公路,2000

（9:

27-29.

想。

问题是,当地震灾害或风暴潮甚至海啸发生时,这种电源应急系统极易遭受毁灭性打击而瘫痪,这将考验电源系统的防护是否预料到了这种极端情况的发生以及应该如何应对和保护。

理论上供电系统不至于彻底失效,但日本大地震中的福岛核电站现实情况是:

当地的输电网络已经被地震摧毁,柴油发电机组也已经被海啸冲走。

当事件开始变得糟糕的时候,面临的必然是次生灾害的发生。

因此,在未来的入海河口水闸工程应急电源系统设计中要充分考虑这种危险情况的发生,升级全部的防护等级。

自备电源系统位置的选择应保证绝对的安全,比如安放在控制楼顶层或机架桥上。

对特别重要的水闸工程还应该使用备用电池作为备用方案,以至少保证水闸工程在危急工况下安全启闭一次。

对于正在使用的入海水闸工程,建议对其备用电源系统尽快开展全面的防护安全检查和安全性评价及风险评估工作。

对其中不能确保安全运行的,要尽快加以整改和升级,以避免潜在的危险,实现超前控制,确保水闸工程安全。

李海峰,王艳丽,李志强:

从日本大地震谈入海河口水闸工程应急电源系统的安全防护（上接第47页

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