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路橋論文大橋上部構(gòu)造設(shè)計與長期監(jiān)測

所屬分類:建筑論文 閱讀次 時間:2017-01-05 15:58

本文摘要:大橋上部構(gòu)造是否合理影響橋梁壽命和承載力,本篇路橋論文分析大橋上部構(gòu)造檢測內(nèi)容和方法,分析各部分檢測結(jié)果,以減少橋梁病害。可以發(fā)表路橋論文的期刊有《 城市道橋與防洪 》(月刊)創(chuàng)刊于1984年,由上海市政工程設(shè)計研究院主辦。是面向全國城市交通、道

  大橋上部構(gòu)造是否合理影響橋梁壽命和承載力,本篇路橋論文分析大橋上部構(gòu)造檢測內(nèi)容和方法,分析各部分檢測結(jié)果,以減少橋梁病害?梢园l(fā)表路橋論文的期刊有《城市道橋與防洪》(月刊)創(chuàng)刊于1984年,由上海市政工程設(shè)計研究院主辦。是面向全國城市交通、道路、橋梁、防洪和排水工程界的科技期刊;是理論和實際相結(jié)合的實用性很強的技術(shù)類刊物。本刊由中華人民共和國建設(shè)部主管,上海市政工程設(shè)計研究總院主辦,全國城市道路與橋梁技術(shù)情報網(wǎng)協(xié)辦,國內(nèi)外公開發(fā)行。

城市道橋與防洪

  為了解崖門大橋投入運營后結(jié)構(gòu)狀態(tài),對索力、主梁標(biāo)高、塔頂水平位移的變化情況進(jìn)行了長期監(jiān)測,對結(jié)構(gòu)病害進(jìn)行日常和定期檢查,并分析了監(jiān)測數(shù)據(jù)。長期監(jiān)測結(jié)果表明,崖門大橋索力、主梁標(biāo)高和塔頂水平位移變化均處于正常范圍。

  關(guān)鍵詞:

  監(jiān)測;索力;標(biāo)高;位移

  0概述

  崖門大橋于1998年10月開工,2002年4月底正式通車。該橋設(shè)計為塔、墩、梁固結(jié)雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,主跨為338m,當(dāng)時在同類型橋梁中居亞洲第一、世界第二。主橋橋面處設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速為60.0m/s,設(shè)計荷載為汽車—超20級,驗算荷載為掛車—120。采用塔梁固結(jié)柔性墩體系,每側(cè)邊跨設(shè)置一個輔墩,跨徑組合為50m+115m+338m+115m+50m;主梁為單箱五室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,梁高3.48m,橋面全寬26.8m,雙向四車道;主墩為雙壁柔性墩,橫向?qū)?2m,雙壁之間中心距6m,墩高47.6m。橋面以上塔柱高73.5m,塔柱斷面為單箱混凝土斷面;全橋共有斜拉索200根,采用扭絞形平行鋼絲斜拉索,標(biāo)準(zhǔn)索距6m,單索面由2個豎向近似平行的拉索索面構(gòu)成。主墩基礎(chǔ)采用18根直徑3m的鉆孔灌注樁。崖門大橋設(shè)計新穎,采用TMD控制技術(shù),使處于崖門風(fēng)口上的大橋斜拉索減振50%,有效降低斜拉索的風(fēng)振疲勞損傷度,延長使用年限。采用單索面牽索掛籃全路面現(xiàn)澆注施工新工藝,確保了箱梁內(nèi)優(yōu)外美。該項目榮獲第六屆詹天佑土木工程大獎。為了解投入運營后結(jié)構(gòu)的狀態(tài),委托華南理工大學(xué)對該橋索力、主梁標(biāo)高和塔頂水平位移進(jìn)行了長期定期監(jiān)測。

  1檢測內(nèi)容和方法

  1.1索力測試

  目前,斜拉索索力的測量主要有頻率法、壓力傳感器測定法、壓力表測定法、磁通量法。其中只有頻率法適用于未預(yù)先安裝傳感器情況的現(xiàn)役斜拉橋的索力測量,該法設(shè)備可重復(fù)使用,精度較高,按現(xiàn)有儀器及分析手段,測定頻率精度0.002Hz,索力測試誤差1%。頻率法測索力:

  (1)在環(huán)境激勵下利用加速度傳感器拾取斜拉索的隨機振動信號,通過頻域分析獲取斜拉索的頻譜圖,識別出斜拉索的各階振動固有頻率。

  (2)通過理論分析與現(xiàn)場標(biāo)定,獲取斜拉索振動固有頻率與索力的對應(yīng)關(guān)系,可由頻率推算出索力。為了避免溫度、活載對索力的影響,索力測量應(yīng)安排在夜間溫度穩(wěn)定、交通流量小的時段進(jìn)行。

  1.2主梁標(biāo)高測量

  主梁標(biāo)高測量采用徠卡NA2精密水準(zhǔn)儀、徠卡GPM3平行玻璃板測微器配合銦鋼尺,測量精度可達(dá)0.1mm。主梁標(biāo)高以塔中心主梁處為基點,撓度觀測結(jié)果均為主梁相對基點的撓度。全橋撓度測點重新布設(shè),在主梁中心線處埋設(shè)防腐蝕的測點,全橋共布設(shè)了49個測點。邊跨測點以塔根處13#點為水準(zhǔn)基點,中跨測點以14#點為水準(zhǔn)基點。后續(xù)測量采用2007年12月主梁標(biāo)高初值,進(jìn)而得出標(biāo)高的相對變化值(圖1)。最后一次主梁標(biāo)高測量時間為2015年12月26日,橋面氣溫為8℃,濕度68%。

  1.3塔頂水平位移

  塔頂水平位移測量采用徠卡TC702全站儀配合徠卡棱鏡進(jìn)行,棱鏡安裝于塔頂,測量基準(zhǔn)點選擇在塔根處(圖2)。最后一次塔頂水平位移測量時間為2015年12月26日,橋面氣溫為8℃,濕度68%。1.4結(jié)構(gòu)病害該橋營運期已超過10年,為系統(tǒng)掌握該橋的技術(shù)狀況,評價技術(shù)等級和技術(shù)性能,并及時采取有針對性的養(yǎng)護(hù)計劃和方案,2010年后每年進(jìn)行一次全面系統(tǒng)的定期檢查。主要檢查內(nèi)容:主梁、墩臺及基礎(chǔ)外觀缺陷檢查。

  2檢測結(jié)果

  2.1斜拉索索力

  分別于2004年、2012年和2014年三次對崖門大橋斜拉索索力進(jìn)行了測量,表1至表2僅列部分斜拉索索力數(shù)據(jù),2014年索力數(shù)據(jù)分別與2004年初始值、2012年測量值進(jìn)行比較,進(jìn)而得出相對變化量。表中“百分比1”為2014年與2012年夏季索力的比較值,“百分比2”為2014年與2004年索力的比較值。

  2.2塔頂水平位移

  測量采集數(shù)據(jù),經(jīng)全站儀測量,東塔頂棱鏡(D)與西塔根處測站(XZ)的水平距離為329.446m,西塔頂棱鏡(X)與東塔根處測站(DZ)的水平距離為330.779m。

  2.3主梁標(biāo)高

  主梁標(biāo)高均以塔根處測點為基準(zhǔn)點,標(biāo)高測量結(jié)果見圖4~圖7,主跨跨中點撓度隨時間變化趨勢圖見圖8。由于行車引起的跳動,可在讀數(shù)時卡準(zhǔn)大數(shù)上下跳動時的中間部位,盡量延長讀數(shù)時間,觀察讀數(shù)的跳動范圍,減小讀數(shù)誤差。由于精密水準(zhǔn)儀具有良好的光學(xué)性能和精密性,能把調(diào)焦鏡運行誤差、補償器運行誤差以及補償器零位差降低到最低限度,所測結(jié)果符合二等水準(zhǔn)測量規(guī)范。

  2.4結(jié)構(gòu)主要病害和處治

  歷年檢查該橋病害較少,結(jié)構(gòu)狀況良好,對出現(xiàn)的病害進(jìn)行跟綜檢查,沒有繼續(xù)發(fā)展,評價為二類橋。但也發(fā)現(xiàn)部分病害,主要有:

  (1)通過目視、水下攝像機和潛水員對水中結(jié)構(gòu)進(jìn)行一般性和詳細(xì)檢查,樁身未發(fā)現(xiàn)明顯病害,部分承臺砼剝落、露筋、裂縫,均已修補和封閉。

  (2)12#、13#主墩防撞鋼套箱設(shè)施錯位、銹蝕。經(jīng)委托有資質(zhì)的設(shè)計和咨詢單位進(jìn)行了檢測、驗算、評估和提出處治方案,采用箱底開海水平衡孔,減少潮汐變化產(chǎn)生的不平衡浮力,前后箱體增加臨時連接,局部銹蝕嚴(yán)重補強和防腐處理,及時采取必要的應(yīng)急措施,按計算預(yù)估3~5年內(nèi)能滿足使用要求。但要求每年檢測一次,一旦出現(xiàn)鋼箱厚度達(dá)到臨界厚度1.1倍時,應(yīng)考慮報廢。

  (3)主墩身7處豎裂,裂縫寬度0.08~0.24mm,分析與墩身大體積砼澆筑有關(guān),屬砼收縮裂縫。均已封閉處理,提高耐久性。

  (4)主箱梁內(nèi)87個斜拉索錨頭墊板銹蝕,均已除銹和防銹處理;頂板、腹板和橫隔板出現(xiàn)少量裂縫,寬度0.08~0.18mm,系溫度影響,砼收縮造成,均已封閉處理。

  3結(jié)語

  (1)2014年第三次索力測量結(jié)果分別與2004年、2012年索力測量結(jié)果進(jìn)行對比,并無明顯差異,索力變化小。

  (2)2015年標(biāo)高測量和塔頂偏位的測試與2007年測量初始值相比,變化值均較小,其中西岸邊、中跨累計撓度最大值分別為10.3mm(上撓)、25.5mm(下?lián)?;東岸邊、中跨累計撓度最大值分別為7.4mm、27.9mm(下?lián)?;塔頂最大水平偏位1.9cm(內(nèi)偏);主梁跨中累積撓度對比以往測量情況,處于合理的變化趨勢范圍內(nèi)。

  (3)經(jīng)長期監(jiān)測結(jié)果表明,崖門大橋索力、主梁標(biāo)高和塔頂水平位移變化均處于正常范圍內(nèi),定期檢測和日常檢查該橋病害較少,運營狀態(tài)良好。

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