鋼管混凝土拱橋整體提載加固工程

　　完成單位

　　浙江交工高等級公路養(yǎng)護有限公司

　　工程概況

　　早期建設的鋼管混凝土拱橋缺乏設計依據(jù)，隨著交通量的逐年增加，橋梁病害和缺陷得到發(fā)展，影響橋梁正常安全通行。呂山大橋為下承式鋼管混凝土系桿拱橋，設2片鋼管混凝土拱肋，2片鋼箱系梁，端部為2根鋼橫梁，其余橫梁為疊合梁。經(jīng)檢測橋面板多橫向裂縫、拱肋和系梁多處校驗系數(shù)大于1，主拱肋存在多處空腔，吊桿多處破損等現(xiàn)象。為提升該橋通行安全性、提高橋梁承載力和穩(wěn)定性，對該橋?qū)嵤┘庸?。加固?nèi)容包括：拱肋、系梁、橋面、吊桿更換等。

　　主要創(chuàng)新點

　　技術思路：

　　針對拱肋剛度不足，對原拱肋采用增大截面的方式實施加固，并在原系梁外側增設體外系桿，以抵消因增加拱肋荷載而增加的水平推力。針對橋面多橫向裂紋，在原疊合梁凳面增設中縱梁，提升橫梁協(xié)同受力作用；增對原吊桿破損老化等現(xiàn)象，對全橋?qū)嵤┑鯒U更換。

　　關鍵技術方案：

　　拱肋加固：通過注漿填滿原拱肋脫空區(qū)，隨后在原拱肋外表面外包鋼管混凝土，以增加拱肋截面，并通過螺栓多次調(diào)節(jié)新老拱肋空間位置，實現(xiàn)新老拱肋共同受力。

　　增加橫向風撐：拱肋豎向剛度得到提升后，還需提升拱橋整體橫向穩(wěn)定性，采用在橋跨的1/4和3/4拱肋位置處增設兩道K撐。K撐采用工廠預制作現(xiàn)場整體吊裝，兩端快速連接的方式固定在外包的鋼管混凝土拱肋。

　　增設體外系桿：為降低原系梁拱腳處水平抗推力，保證拱肋加固施工的安全性，提升加固后橋梁的安全系數(shù)，在原系梁外側增設兩道預應力拉鎖，作為體外系桿。體外系桿兩端在拱腳處用鋼錨梁張拉后錨固。

　　吊桿無損更換：在加固后的拱肋待更換的吊桿處搭設臨時兜吊系統(tǒng)，通過臨時兜吊系統(tǒng)的兩次體系轉換實現(xiàn)新舊吊桿更換。第一次體系轉換實現(xiàn)舊吊桿力向臨時兜吊系統(tǒng)轉換，第二次體系轉化實現(xiàn)臨時兜吊系統(tǒng)力向新吊桿轉換。新吊桿在第一次體系轉換完成后，第二次體系轉換完成前更換完畢；體系轉換時采用分級加載并同步卸載的方式進行。

　　新增中縱梁：原橋面中分帶處鑿除原疊合梁頂部混凝土，中縱梁與中橫梁相交，并在原疊合梁頂部通過高強螺栓與中縱梁連接。中縱梁采用兩榀鋼桁架，端部搭接在端橫梁頂部，最終實現(xiàn)各種橫梁協(xié)同受力，增加平面外剛度。

　　實施效果：

　　該橋加固施工周期約為4個月，期間未對周圍環(huán)境造成破壞，得到相關單位認可和好評。通過對拱橋的整體加固，使得拱橋的使用壽命、剛度、承載能力和通行安全性能得到了有效的提升。經(jīng)檢測，加固后的拱橋承載能力提升提升約20%；上部結構的耐久性得到刷新。本案例涉及的加固方法已獲得實用新型專利授權4項，公路工程工法1項。

　　生產(chǎn)、應用及推廣情況

　　生產(chǎn)、應用情況：

　　鋼管混凝土拱橋整體提載加固載施工工程涉及自主研發(fā)的拱肋增大截面加固、新增縱梁加固、增設風撐加固、體外系桿加固、更換吊桿加固等維修加固施工技術。該系列技術在呂山大橋的成功應用，有效提升了呂山大橋的承載能力和通行安全性，表明該系列技術的可行性和有效性。該系列加固施工技術和工程案例的成功應用得到相關單位一致認可。

　　推廣情況：

　　本工程所述加固施工技術已推廣應用于G526岱山段江南大橋維修加固工程中。江南大橋為中承式鋼管混凝土桁架拱橋。根據(jù)檢測報告，該橋存在部分短吊桿氧化銹蝕嚴重、長吊桿上錨頭處有漏油現(xiàn)象等病害，吊桿病害發(fā)展較快，故對全橋36根吊桿進行無損更換。

　　本工程所述加固施工技術已推廣應用于G104京嵐線靈江三橋應急搶修工程中。江南大橋的原系梁預應力索出現(xiàn)斷絲、破損現(xiàn)象，預應力損失嚴重。采用本系列技術在該橋主橋系梁外側各增設2束縱向系桿索。