河西吊橋加固工程研究

摘要：本文介紹鎮(zhèn)沅縣古城鎮(zhèn)河西吊橋病害基本情況，分析存在隱患，提出吊橋加固方案。橋梁改建后，通過靜載試壓、通載兩道試驗檢測程序，橋梁變形均符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。橋梁能滿足當(dāng)?shù)卮迕褶r(nóng)用車裝貨3噸通行。

關(guān)鍵詞：鋼繩吊橋；病害隱患分析；改建加固

一、前言

鋼繩吊橋在我們普洱市邊遠(yuǎn)山區(qū)普遍使用，但原有鋼繩吊橋構(gòu)造簡易，橋面多為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，橋梁維修頻繁，橋梁承載力不足，滿足不了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需要。很多地方?jīng)]有足夠資金新建橋梁，勉強(qiáng)籌集的資金只能滿足利用原有吊橋加固改造，更換木質(zhì)橋面為鋼質(zhì)橋面。分析原有吊橋病害隱患，將吊橋加固方案做到省錢、承載力提高、橋梁運行安全、橋梁維修期延長，從技術(shù)方面解除吊橋加固后安全隱患，保證其科學(xué)安全運行。

二、原橋工程概況

鎮(zhèn)沅縣古城鎮(zhèn)建民村公路，路線編碼Y030530825，公路技術(shù)等級四級，路基寬度4.5米。河西吊橋（Y030530825L001）是該公路跨越把邊江的唯一橋梁，橋位樁號K0+457，為1×66m單跨吊橋，橋?qū)?.4米，主索2×2根Φ32棉芯鋼繩，鋼繩中心間距3.13m，兩索塔間凈空寬2.38米，橋面系全部為木結(jié)構(gòu)。橋面高5.23m，全橋長90m，索塔高5米，鋼繩矢高4.3m。1986年建設(shè)，當(dāng)年竣工通車。橋梁檢查評定為五類。設(shè)計、施工、加固資料缺失。

三、主要病害及成因分析

現(xiàn)橋梁病害：主索2×2根Φ32棉芯鋼繩，棉芯鋼繩受拉變形大，車輛通過時，導(dǎo)致橋梁撓度過大；錨碇情況不明，兩岸主索錨頭共8根Φ32二級鋼筋，錨頭鋼筋截面積與鋼繩截面積相當(dāng)，鋼繩抗拉應(yīng)力是鋼筋抗拉應(yīng)力的4至7倍，錨頭鋼筋破斷拉力小于鋼繩破斷拉力，不匹配；吊桿Φ20鋼筋，間距3米，多種法蘭混用，法蘭大部分為鑄鐵，型號過小，有部分已經(jīng)損壞；木橫梁、木縱梁、橋面木板已經(jīng)腐爛損壞，局部缺失；木縱梁采用齊口對接，縱向連接薄弱；索塔斷面0.75×1米，高5米，石砌結(jié)構(gòu)，未見裂縫。

四、加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級：四級公路，計算行車速度20km/h；

（2）設(shè)計活荷載：不低于5噸；

（3）設(shè)計洪水頻率：1/50；

（4）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）附錄A，普洱市鎮(zhèn)沅縣地震基本烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g。

（5）橋面寬度：凈寬大于2.3m，滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)用拖拉機(jī)通行。

五、加固方案

目前橋梁的交通主要滿足農(nóng)用車通行，根據(jù)資金籌措等情況，通過計算和方案比選，對該橋采取鋼繩吊橋加固方案。該橋病害采取如下加固改建措施：

1、錨碇加固措施：東岸在原錨碇與索塔間增加錨碇，西岸在原錨碇上面增加錨碇。錨頭為兩塊3cm厚鋼板穿Φ55汽車半軸。每根鋼繩對應(yīng)預(yù)埋12Φ25錨碇鋼筋。錨碇混凝土C25。

2、主索加固：每邊增加1根Φ32鋼芯鋼繩。

3、索塔加固：西岸主邊索與索塔角度增大，水平分力向西增大，索塔西側(cè)增加混凝土八字墻；東岸主邊索與索塔角度減小，水平分力方向向西增大，索塔增加套桿，對消水平分力。

4、吊桿加固：吊桿采用Φ25圓鋼，Φ36鋼質(zhì)法蘭，吊桿間距1.9米。

5、橋面系：橫梁16cm工字鋼；縱梁12cm槽鋼11行，車行道縱梁加密，加密間距中到中20cm（凈寬小于車輪寬度），縱梁采用錯位30cm搭接，相鄰縱梁在不同橫梁處搭接，縱梁搭接按照橋面中心線對稱；橋面鋪裝126cm×300cm×5mm鋼板，車行道增加75cm×300cm×5mm鋼板；橋面系除橫梁接料采用焊接外，其它全部為螺栓連接，縱梁接頭5棵Φ12螺栓梅花布置，每塊橋面板與每道縱梁連接不少于4棵Φ12螺栓。

6、欄桿：采用柔性欄桿，布Φ12鋼絲繩，交點處鋼繩卡固定。

7、鋼繩采用黃油防腐，橋面采用銀粉漆，其它采用紅色防腐漆二度。

六、加固方案承載力計算確定

由《者海鋼繩吊橋承載力分析檢算》中吊橋受力分析，本吊橋鋼繩受力分析主要計算跨中受集中荷載力時鋼繩受力。本橋跨中鋼繩設(shè)計撓度3.9米，橋面荷載總重32.53噸，橋梁跨徑66米。

按照鋼繩吊橋受力最不利情況，跨中集中荷載計算，其荷載與鋼繩方向的拉力比值圖如下：

鋼繩：荷載=3323/780=4.26倍，由恒荷載32.53噸傳遞給鋼繩拉力最大值為138.6噸，2Φ32mm鋼芯鋼繩破斷拉力每根取57噸，Φ32mm纖維芯鋼繩破斷拉力每根取50噸，因四根纖維芯鋼繩錨頭為Φ32mmⅡ級鋼筋，Ⅱ級鋼筋的抗拉強(qiáng)度取455MPa，Φ32mmⅡ級鋼筋每根抗拉拉力36噸，累計可用主索最大拉力244噸，剩余拉力105噸，取安全系數(shù)3.5倍，折合活荷載6.85噸。吊桿抗拉拉力與之匹配。本橋承載力確定為5噸，橋梁靜壓10噸，靜壓24小時，通載試驗5噸，考慮到過往車輛及當(dāng)?shù)厝罕娏?xí)慣，日常限載3噸。

七、橋梁加固實施

根據(jù)以上橋梁加固方案，鎮(zhèn)沅縣交通運輸局于2014年4月初，開展河西吊橋加固施工圖設(shè)計，依據(jù)云南省交通運輸廳造價管理局發(fā)布的同期工程材料單價及本地建材市場材料單價，工程預(yù)算造價567，304.00元，符合《普洱市交通運輸局文件 普交規(guī)劃〔2012〕26號》文件下達(dá)投資數(shù)目。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：平方米造價2528.09元，延米造價8595.52元。

普洱市交通運輸局于2014年4月20日組織施工圖設(shè)計審查，并給予批復(fù)。經(jīng)鎮(zhèn)沅縣交通運輸局進(jìn)行招標(biāo)，中標(biāo)單位為鎮(zhèn)沅縣潞伸公路養(yǎng)護(hù)有限公司。橋梁加固建設(shè)于7月15日完工，鑒于雨季到來，洪水上漲，施工單位于7月16日下午3點至7月17日下午3點進(jìn)行橋梁靜壓10.5噸試驗，在此期間通知鎮(zhèn)沅縣交通運輸局、古城鄉(xiāng)人民政府、建民村有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員參加橋梁靜壓檢驗。靜壓檢驗結(jié)束后，進(jìn)行通載試驗，通載試驗實際荷載8噸，橋梁變形均符合設(shè)計要求。同時進(jìn)行橋梁通車儀式。該橋梁加固建設(shè)后，橋梁工程質(zhì)量明顯提高，行車行人安全有了保障，受到當(dāng)?shù)厝罕姷目隙ǎ_(dá)到橋梁加固預(yù)期目的。

河西吊橋加固后正面照片

河西吊橋加固后側(cè)面照片

八、后語

該橋梁在加固建設(shè)過程中，得到普洱市交通運輸局、市公路管理處、市質(zhì)監(jiān)站有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及重慶交通大學(xué)林勝老師的指點，聽取多位技術(shù)人員、當(dāng)?shù)厝罕姷囊庖姡殚営嘘P(guān)資料。工程建設(shè)后，效果很好，一是提高承載力，允許農(nóng)用拖拉機(jī)載重5噸通行（考慮到過往車輛及當(dāng)?shù)厝罕娏?xí)慣，日常限載3噸），能保證橋梁安全運行；二是橋梁維修期延長，吊橋養(yǎng)護(hù)費用大大降低；三是該橋梁加固建設(shè)，使其它鋼繩吊橋改建多了一種選擇，為以后其它吊橋加固積累了寶貴經(jīng)驗；四是增強(qiáng)我對該類橋梁的加固技術(shù)經(jīng)驗，為今后其它吊橋加固建設(shè)作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。今后，要加強(qiáng)該橋梁修復(fù)保養(yǎng)力度，嚴(yán)禁載重超過3噸以上車輛通行。

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