天津海门桥混凝土桥面板维修设计.pdf
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1、1 0 2 桥梁结构 城 市道桥 与防洪 2 0 1 3 年 4 月第 4期 天津海门桥混凝土桥面板维修设计 邓锦平 , 袁有为 , 王艳 宁 ( 天津市 市政 工程设 计研究 院 , 天津 市 3 0 0 0 5 1 ) 摘 要: 海门大桥为简支下承式栓焊桁架桥, 是我国早期开启桥中跨度最大 、 提升高度最高的直升式公路桥, 其甲乙型跨采用的 钢筋混凝土 桥面板经过 多年使用 , 破损严重 。介绍该 桥维修设计 方案 , 即根据提升 式开启桥 的特点 , 参 考相关规 范 , 将桥 面板厚度 适当增加, 采用开孔板作为剪力连接件, 加强钢梁和混凝土桥面板的联系。 关键词: 钢桁架开启桥; 混
2、凝土桥面板; 开孔板连接件 中图分 类号 : U 4 4 5 7 文 献标 识码 : B 文章 编号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 1 0 2 0 2 0 前 言 天津 塘沽海 门大桥始建 于 1 9 8 2年 , 1 9 8 5年正 式竣工通车, 是天津塘沽地区沟通海河南北两岸的 重要交通枢 纽。同时它也是我 国早期 开启桥 中跨 度最大、 提升高度最高的直升式公路桥。 海门大桥 由主桥( 提升跨 、 甲乙型跨) 、 引桥、 引道等 3部分组 成 , 总长 9 0 3 7 4 m, 主桥立面布置详见 图 1 所示 。 盈 j i 圈 北 4 8 m
3、乙型 跨 L 4 8 m 甲型 跨 提升跨 席4 8 m 平型琏 席4 8 m 乙型 图 1 海 门大桥 主桥立面布 置 主桥 为 4 8 m + 4 8 m + 6 4 m + 4 8 m+ 4 8 m 的 5跨 简支下承式栓焊桁架 , 钢桁架桁高 8 m, 桁架中心 距 l 5 2 m。中间跨为提升跨 , 跨径 6 4 m, 提升高度 2 4 m, 桥面板为 1 2 mm厚钢板 , 采用环氧沥青铺装 层。提升跨左右相邻跨为 甲型跨 , 跨径为 4 8 m, 相 应的钢桁架梁上建有 4 5 m高的提升钢塔架。 甲型 跨两端为乙型跨, 跨径为 4 8 m, 甲乙型跨桥面板均 为 1 2 e m
4、厚 预制混凝土板 。 1 原设 计标 准 ( 1 ) 道路等级 : 城市主干路。 ( 2 ) 设计车速 : 4 0 5 0 k m h 。 ( 3 ) 设计荷 载 : 汽车 -2 0级 , 挂车一 1 0 0 , 人群 荷载, 整体分析时采用 2 5 k N m , 局部分析时采 用 3 5 k N m 。 ( 4) 设计基准期 : 1 0 0 a 。 ( 5 ) 结构安全等级 : 一级。 ( 6 ) 桥面纵坡 : 开启跨支点为平坡 , 甲型梁和 收稿 日期 : 2 0 1 2 - 1 2 0 7 作者简介: 邓锦平( 1 9 8 1 一 ) , 男, 湖南双峰人, 硕士, 工程师 , 从 事
5、桥梁设计工作。 乙型梁 支点连线 分别在 1 2 8 和 2 2 的坡度上 , 两岸引桥桥面纵坡均为 2 2 。正桥桥面按前述纵 坡组成半径为 4 6 0 0 m竖 曲线 以利行车与外观 。 ( 7 ) 桥面横坡 : 正桥桥面双向 1 横坡 , 人行道 单 向 1 。 ( 8 ) 桥 面布置( 主桥 ) : 机动 车道宽度 为 1 4 r n , 两侧各设 2 m宽人行道 , 在两者之间设 1 m 隔离 带f 由缘石和钢梁主桁组成) , 桥面净宽 2 0 m。 2 旧桥 面板主 要病 害 车行道混凝土桥面板全宽 1 4 4 m,厚 1 2 e m, 纵 向支 承在间距为 1 9 m间隔的钢纵梁
6、上 , 在钢纵 梁上设置高度不等的素混凝土垫块实现桥面横 坡 ,垫块通过每 2 m一组 的螺栓和钢纵梁连成整 体 , 桥面板横断面如 图 2所示。 桥面铺装采用 2 e m 沥青磨耗层 + 5 e mC 3 0细石混凝 土。 图 2 旧桥面 板横断布 置( 单位 : c m) 经过近 3 0年的使用 ,南 、北 甲型跨 和乙型跨 的混凝土桥面板开裂现象普遍 ,桁架主结构未出 现较大病害 。虽然经过历次加 固和大修 , 根据最新 检测报告 , 严 重开裂的桥 面板 占整个南 、 北 甲型跨 和 乙型跨桥面板的 6 。桥面板下混凝土垫块大部 分压碎或缺失, 部分缺失处用木条替代。为使海门 大桥 的
7、承载能力恢复到原设计荷载水平 ,检测单 位建议将甲乙型跨桥面板拆除重建。 导致 桥面板主要病害有两个原 因 :桥面板偏 薄 , 同时超载加剧 了桥面板 的破坏 ; 素混凝土垫块 缺失或压碎 , 桥 面板 和钢梁之 间缺乏有效连接 , 导 致桥面板受力模式发生变化,原有结构配筋不能 满足受力要求 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年 4 月第 4 期 城 市道桥与防 洪 桥梁结构 1 0 3 3 桥 面板设 计 桥面板厚度选择主要参考 13 本相关规范的规 定, 13本 道路桥示方书 规定, 钢桥钢筋混凝土桥 面板 的最小厚度必须满足表 1的要求
8、 ,并且车行 道部分 的桥面板厚度不得小于 1 6 0 m m。对于钢筋 混凝土桥面板,钢筋最大使用应力小于普通钢筋 混凝土结构钢筋应力 的 8 0 ;对于结合梁等维修 困难的桥梁,钢筋最大使用应力一般控制在普通 钢筋混凝土结构容许应力 的 6 7 。 表 1 车行道部 分混凝 土桥面 板最小厚 度( 单 位 : mm ) 桥 面 板 类 型 l 堡 塑 霉 钢纵梁 间距 1 9 m, 按 表 1公 式计算 , 桥 面板 厚度需要 1 6 7 mm。海 门桥为开启桥 , 两侧 甲型跨 上有 提升跨 的塔架结构 ,甲型跨 的跨 中挠度 值 的 增加对塔架垂 度有影响 ,可能导致提升跨无 法提 升
9、 , 因此桥面板不能增厚太 多。 最终 采用 1 6 c m厚 的 C 4 0防水混凝 土 ,混凝 土板 上设置 1 c m 的应力 吸收层 ,磨耗层 为 5 c m A C 一 1 6 C的中粒 式沥青混凝 土 , 桥面板加铺 装层总 厚度 为 2 2 c m, 较原设计增厚 3 c m, 一跨 总重 增加 6 5 t 。桥面板厚度增加后 , 提升塔架 向边跨侧倾 斜 位移为 5 3 mm, 较原设计位移 4 8 mm增加了 5 m m, 施工完成后对 提升跨 的提升并无影 响。桥 面板下 缘配筋为ff2 0 1 0 c m,上缘配筋为1 6 1 0 c m, 按 1 4 0 k N的后轴轴
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