涪江三橋鋼管混凝土系桿拱吊桿檢測與評價

拱橋形式多種多樣，根據(jù)橋面系所在位置的不同，可以分為上承式、中承式和下承式拱橋。其中后兩種形式的拱橋多以系桿拱橋為主。系桿拱橋中往往施加吊桿，通過吊桿的拉力提供整橋的承載能力。因此吊桿十分重要，柔性吊桿只承受軸向拉力，而不承受彎矩，可按軸向受拉構(gòu)件計算；剛性吊桿與拱肋及橫梁的連接一般是剛性連接，吊桿兼受軸力和彎矩作用，可按偏心受拉構(gòu)件計算。涪江三橋為飛燕式無推力中承式鋼管混凝土系桿拱橋，對涪江三橋吊桿的檢測和驗算有助于為其他類似橋梁的檢測及驗算提供參考經(jīng)驗。

拱橋； 涪江三橋； 吊桿； 檢測； 驗算

U446A

鐵路與公路鐵路與公路

［定稿日期］2023-05-26

［基金項目］內(nèi)江師范學(xué)院2021年度校級科研項目（項目編號：2021YB09）

［作者簡介］朱永（1985—），男，碩士，講師，研究方向為橋梁與隧道工程。

1" 工程概況

綿陽市涪江三橋又稱富樂橋位于綿陽市東方紅橋下游1.4 km處，跨越涪江，于1997年10月建成通車。橋梁全長543.38 m，橋面總寬26.5 m，引橋?qū)?2.5 m。主橋為飛燕式無推力中承式鋼管混凝土系桿拱橋，跨徑組合為：46 m+202 m+46 m；引橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁橋，跨徑組合為：16 m+9×25 m。

主橋主拱肋為4-750 mm鋼管混凝土構(gòu)件，主拱肋中距17.55 m，拱軸線采用高次拋物線，矢跨比為f/L=1/4.5。橋面系以上拱肋斷面高3.5 m，寬2.05 m，拱肋內(nèi)填充C40混凝土，為實心截面；橋面系以下拱肋斷面高3.6 m，寬2.15 m，鋼管拱肋外包C40混凝土，為空心箱形截面。立面布置如圖1所示。

2" 橋梁各構(gòu)件編號

主橋吊桿、橫梁及立柱編號：按照涪城區(qū)至游仙區(qū)為正方向，對主橋吊桿從1開始依次進行編號，n=1、2、3、4、…，同時面向前進方向區(qū)分左右側(cè)吊桿，以Y（Z）-n表示，表示右（左）側(cè)A#吊桿如圖2所示。

3" 主橋吊桿缺陷及病害檢測結(jié)果

本橋主橋吊桿主要病害為：錨頭保護橡膠墊圈破損共有13處，銹跡共有102處，點銹共有14處，黃油老化共有56處，錨杯銹跡共有55處，點銹多處，脫皮共有7處，積水共有41處，本橋吊桿缺陷及病害部分結(jié)果如表1所示。

4" 計算模型

采用Midas Civil 2013程序建立空間模型計算力。有限元建模時主要考慮結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量和邊界條件，使有限元模型模擬的傳力方式盡可能與實際橋梁結(jié)構(gòu)接近。模型分為拱肋、立柱、吊桿、系桿、橋臺及橋面板等子結(jié)構(gòu)。吊桿及系桿采用桁架單元模擬，其余單元采用梁單元模擬。全橋共1 638個節(jié)點，2 971個單元，單元劃分及計算模型見圖5。

5" 涪江三橋吊桿承載能力驗算結(jié)果

5.1" 汽—20、掛—100評估計算結(jié)果

采用Midas Civil 2013程序?qū)Ω⒔龢虻鯒U在“汽車－20級，掛—100”荷載等級下的承載力進行驗算。從表2中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，吊桿截面安全儲備系數(shù)介于3.42～3.86之間，大于規(guī)定限3.0值，承載能力滿足“汽車－20級，掛—100”的荷載等級要求。

5.2" 城—A評估計算結(jié)果

采用Midas Civil 2013程序?qū)Ω⒔龢虻鯒U在“城—A”荷載等級下的承載力進行驗算。從表3中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，吊桿截面安全儲備系數(shù)介于2.61～3.05之間，小于規(guī)定限3.0值，承載能力不滿足“城—A”的荷載等級要求。

6" 結(jié)論

（1）本橋建于1997年，目前已運營18年，在長期運營情況下橋梁各構(gòu)件已出現(xiàn)不同程度病害，特別是水平系桿，依據(jù)JTG/T H21-2011《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》本橋技術(shù)狀況評定等級為3類，即較差狀態(tài)。

（2）本橋吊桿上錨頭處設(shè)有擋板，擋板內(nèi)原采用發(fā)泡王進行填充，發(fā)泡王遇水后像海綿一樣大量吸水，導(dǎo)致吊掛上錨頭長期受到雨水浸泡，已經(jīng)導(dǎo)致吊掛錨頭墊板出現(xiàn)銹蝕，應(yīng)立即對上錨頭擋板內(nèi)的發(fā)泡王進行清理，并在擋板處開孔，確保雨水可以順利流出，避免雨水長期浸泡腐蝕上錨頭。

參考文獻

［1］" 唐承福.分析公路橋梁荷載試驗檢測的方法［J］.黑龍江交通科技，2015（3）：93-95.

［2］" 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程：JTG/TJ21-2011［S］.

［3］" 公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范：JTG H10-2009［S］.

［4］" 邵旭東，等.橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2019.

［5］" 周樂.土木工程檢測與加固技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.