东风大桥PPT课件

1、1,府谷县东线上山道路工程一号桥、二号桥施工支架验算报告,欢迎专家、领导评审：,陕西建大工程技术中心有限公司 2013.12,2,二号桥施工支架验算 一号桥施工支架验算,3,二号桥施工支架验算,1 概述 1.1 工程概况 府谷县东线上山道路二号桥是东线上山道路的节点工程之一。 二号桥起点桩号K1+781.9，终点K2+204.423，全桥长422.5m。左幅桥梁上部结构采用（403）+（262+402）+(40+422+36)m，右幅桥梁上部结构采用（403）+（302+362）+(40+422+36)m三联11跨等截面预应力混凝土连续梁-连续钢构体系。左右幅对称布置，均为单箱双室等截面结构。

2、,4,此桥地形环境复杂，高差大，墩高13.564.5m，其中第一跨和第十一跨净空高度在20m以下的区域，采用碗扣件满堂支架施工。第二跨到第十跨净空高度均为60米左右，采用杆件满堂支架已不能满足安全等施工要求。现拟采用钢管桩结构作为支架体系，结构形式为钢管桩+贝雷梁+盘扣件支架。整体支架自下而上由钢管立柱、砂箱、分配梁、贝雷梁、方木、盘扣件、底模、侧模及支撑等组成。,5,2号桥施工现场,6,1.2 施工支架方案比选 根据二号桥特殊的地形环境及可以实现的施工技术，有以下三种施工支架方案。,7,施工支架方案技术经济比选 方案一：第一跨和第十一跨采用满堂支架，第二跨到第十跨采用结构形式为钢管桩+贝雷梁

3、+盘扣件的支架体系 在净空较小跨径采用满堂支架形式，施工方便且经济、安全。在过高净空跨径采用钢管桩+贝雷梁+盘扣件的支架体系，支架自下而上由钢管立柱、砂箱、分配梁、贝雷梁、方木、盘扣件、底模、侧模及支撑等组成。此种支架体系技术工艺已相当成熟，应用十分广泛，建设周期短，对本桥尤为适用；总投资约3千万。,8,方案二：全桥采用满堂支架施工 桥高1060m，支架搭设过高；建设周期8个月以上；建设费用较高，约600万。 方案四：原桥址或附近新建桥梁（全长120m拱桥） 两侧桥台基础需要作抗推设计，施工工艺复杂，所需成本较高；建设周期10个月以上；根据采用拱式结构型式的不同，建设费用差异较大，经济型的连拱

4、型式总造价大于700万。,9,通过比较可以看出，加固方案投资不足新建方案投资的20%，满足加固方案占新建方案投资40%以下的要求，加固方案建设周期约为新建方案建设周期的25%，故推荐加固方案进行提载。对两个加固方案进行对比，方案一比方案二节省投资，而且不会削弱原拱肋的受力性能，故推荐方案一外包混凝土加固旧桥为维修加固方案。,10,1.3 加固改造方案概述 拆除桥面板和栏杆，如现有填料完好，利用现有填料恢复桥梁横坡，如现有填料较为不完好，则更换成轻质填料，以减轻桥梁自重。对拱肋和拱肋横系梁采用外包混凝土的方法加固，要求在拱脚增设牛腿构造，以利于拱肋整体受力。将拱肋截面和横系梁截面凿毛，铺设钢筋网

5、片，搭设支架和模板，浇注混凝土。对靠墩台的一孔腹拱圈下的拱背进行加固，在原拱背上植筋并铺设钢筋网片，现浇高强混凝土将拱背拉平。其后对腹拱圈进行植筋并铺设钢筋网片，喷射高强混凝土，对拱波、立墙等局部破损部位进行修缮。最后施工桥面系。,11,加固技术标准 1）荷载等级：公路级； 2）桥长：113.7m，跨径组合为330m； 3）桥面宽度：桥全宽7.5m，双向2车道；桥面横向布置：0.5m防撞护栏+6.5m机动车道+0.5m防撞护栏； 4）桥面横坡：双向1.5%。 5）环境类别：类。,12,2 静力计算及分析 2.1 有限元模型 建立全桥有限元模型，并考虑连拱效应。,桥梁有限元模型图,13,2.2

6、荷载 2.2.1 汽车荷载及冲击系数 汽车荷载：公路二级 本桥计算竖向基频为5.45Hz，汽车荷载的冲击系数：0.284 2.2.2 荷载横向分布系数计算,14,1#拱肋受力最为不利，取1#拱肋计算，荷载横向分布系数为0.7。 2.2.3 温度荷载 根据该桥所处环境确定结构整体温度升、降幅度25。,15,3 静力计算结果 3.1 自重内力计算 3.2 温度荷载 3.3 汽车荷载,16,4 持久状况承载能力极限状态计算 公路桥涵结构的持久状况设计应考虑承载能力极限状态的要求，采用作用（或荷载）的基本组合，对结构或构件的极限承载能力进行设计和验算，并使得结构或构件的承载能力设计值大于或等于作用（或

7、荷载）效应的组合设计值。 4.1 承载能力极限状态基本组合内力 4.2 配筋设计及承载能力极限状态验算,17,拱肋配筋方案,18,5 正常使用极限状态验算 公路桥涵的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，采用作用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应的影响对构件在持久状况正常使用极限状态进行验算。 5.1 正常使用极限状态组合内力 正常使用极限状态短期效应组合拱肋内力计算 正常使用极限状态长期效应组合拱肋内力计算,19,5.2 裂缝宽度验算 钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度应按作用（或荷载）短期效应组合并考虑长期效应的影响进行验算。处于类和类环境中的钢

8、筋混凝土构件，其计算的最大裂缝宽度不应超过公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范（JTG D62-2004）中规定的限值，即0.2mm。 拱肋持久状况正常使用极限状态裂缝计算数据可以看出，最大裂缝宽度为0.17mm，产生在边跨拱脚处。裂缝宽度小于规范限值，因此加固方案能满足正常使用极限状态的要求。,20,6 模态分析 利用桥梁结构分析专用软件MIDAS建立了东风大桥加固前后的有限元模型。,东风大桥加固前有限元模型图,21,东风大桥加固后有限元模型图,22,6.1 、6.2加固前、加载后模态分析 对东风大桥采用大型有限元分析软件MIDAS特征值分析功能计算东风大桥加固前、加固后的理论自振特性。

9、提取了各自的前10阶模态及频率。 6.3加固前后模态结果对比 加固前后的前10阶模态按照各自出现得顺序列于表6.1。通过对比可以得到加固后振型出现的顺序与加固前不同，相同振型其频率也有所改变，但是竖向振型和横向振型都是按照半波数顺序出现。为探讨加固对竖向刚度和横向刚度的改善，详细对比了相同振型的频率，并计算了提高百分比，结果列于表6.2。,23,通过加固前后理论计算自振特性对比可以得出，加固后桥梁的竖向频率提高明显，大大改善了桥梁的面内振动特性。说明本加固方案可有效的提高桥梁的竖向刚度；加固后横向振动频率变化不大，横向一阶频率不升反降，其余横向频率略有提高，说明该桥加固方案对提高桥梁横向刚度的

10、作用不明显，这和本桥的特点是相符的，本桥为高墩桥梁，桥梁的横向刚度主要是由两个中墩刚度决定，而不是拱肋的刚度决定。 由此，通过加固可以改善桥梁的振动特性，从而改善行车条件。,24,东风大桥维修加固工程设计施工图 设计说明 施工图设计,25,设计说明 一、任务依据 受榆林市沿黄公路建设指挥部办公室委托，我院对榆林市清涧县沿黄公路东风大桥维修加固进行施工图设计。 二、东风大桥的基本情况 1桥梁概况 2 主要病害 东风大桥建成通车至今已有35年的历史，桥梁出现了不同程度的病害。根据报告该桥目前的实际承载能力不能满足当前日益增长的交通运输荷载等级要求，该桥多处出现严重破损，主要表现为：,26,（1）

11、桥面系 桥面铺装破坏严重； 护栏混凝土开裂、变形错位； 桥面防水及排水系统不完善。 （2）拱上侧墙部分灰缝受到侵蚀 （3）主拱圈 少部分拱肋存在钢筋裸露、混凝土崩落、开裂现象； 少部分拱波波顶混凝土开裂； 部分横梁损坏，功能降低。,27,（4）桥墩及基础 桥梁墩身采用重力式桥墩，整体状态良好 河底为岩石地基，冲刷现象不严重。 （5）荷载试验评定 从静载试验结果可知主桥上部结构有一定的弹性工作性能； 由动载试验结果可知，结构的实测自振频率高于理论计算频率，各孔冲击系数规律基本良好，说明结构整体刚度较好； 加载过程中，主要受力构件未产生新的明显裂缝；,28,依据试验结果，东风大桥存在加固提高荷载等

12、级的可行性； 拱背现浇层混凝土的密实度较差，强度较低。 东风大桥经过三十多年的通车运营，目前该桥的实际服务水平已不能满足所在道路当前较大交通量的需求，急需维修加固。,29,四、加固等级 结合原桥检测评估结论和路网交通需求，加固荷载等级：公路级。 五、加固设计要点 1加固设计原则及加固设计方案 （1）维修加固方案及实施应尽量减少对原有结构的损伤，并充分利用原有构件，保证原有结构保留部分的安全性与耐久性。 （2）桥梁经维修加固后，其结构性能、承载能力及耐久性等都能满足今后一段时期使用要求。,30,（3）封闭拱肋裂缝，对拱肋采取加大截面的方法进行加固，即采用同种材料对原结构进行加固补强，通过加大截面

13、混凝土面积和增设受力钢筋，以及相应的构造措施，保证后加固部分与原构件可靠连接，共同工作，达到提高截面承载力和刚度的目的。 （4）拆除原有桥面系，整体现浇行车道板。 （5）加固横隔梁，保证桥梁具有良好的横向联系。,31,2拱肋维修加固 （1）由于拱肋截面尺寸较小，且出现不同程度破损；以原拱肋作为加固对象，采用外包混凝土加大拱肋的方法进行维修加固；在所加固拱肋的起拱线处设置牛腿。 （2）主拱圈横向联系薄弱，在每孔主拱圈增设7道横系梁。 （3）拱肋增大后仍为等截面形式，外包混凝土按原拱腹线以下40厘米考虑。 3腹拱圈维修加固 腹拱圈采用锚固钢筋网后再喷射混凝土进行加固。,32,4拱背补强、拱肋裂缝注

14、浆、拱波破损修补 在拱肋截面增大后，同时采用现浇混凝土进行第一腹孔拱背补强。原拱肋局部裂缝需采用环氧树脂材料注浆封闭，拱波破损修补采用环氧砂浆填补。 5栏杆拆除新建 6桥面铺装层 清除原桥面沥青混凝土及拱上填料层，现浇20cm厚的钢筋网混凝土铺装层，增设一层HUT-1防水层，铺装6cm厚的沥青混凝土。,33,7泄水管的疏通和更换 全桥按更换22套考虑。 六、主要材料 工程材料符合技术标准。 七、施工要点 施工阶段应严格执行交通运输部颁发标准公路养护技术规范(JTG H102009)、公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）、公路桥梁加固施工技术规范(JTG/T J232008)施工，

15、现场支架的架设应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）要求，并对工程中,34,现场使用的混凝土、砂浆强度及钢材性能，按工程项目取样检验，试验报告资料应齐全，符合公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）和公路工程质量检验评定标准（JTG F802004）的要求。 1施工工艺流程 封闭交通拆除桥面铺装及栏杆主拱圈加固拱板加固维修腹拱及侧墙重做桥面铺装及防撞护拦开放交通。 2拱肋加固 拱肋维修加固采用的支架，可采用满堂式钢管支架，支架必须稳固。支架设计荷载应将底板混凝土、施工人员和施工机具等重量一并考虑。支架的设计与搭设同常规方法，无特殊,35,要求。在施工过程中要按以下原则进行： （

16、1）所有新旧混凝土接合面均需凿毛处理，并冲洗干净。 （2）拱肋外包混凝土施工顺序为：全桥三孔混凝土浇筑同时从拱脚向拱顶，两侧同步对称施工。 （3）外包混凝土施工前，必须对加固拱肋的几何尺寸进行详细量测，并以此作为放样的基础。 （4）加固后的拱肋拱轴线必须保证曲线顺滑。 （5）在原拱肋上植筋时，不能造成拱肋混凝土的严重破损。 （6）在拱肋进行外包混凝土前，必须凿除已破损的混凝土，对一般锈蚀的钢筋进行除锈；对严重锈蚀的钢筋，应补焊新钢筋。,36,3. 腹拱圈维修加固 腹拱圈底面挂钢筋网锚喷 4. 拱背补强 在对拱背补强前用钢钎将混凝土表面凿毛处理并植筋。将拱波、拱肋混凝土表面清洗干净。 5裂缝及破损部位修补 侧墙和裂缝的修补 八、文明施工，安全作业 施工前应对施工现场、机具设备及安全防护设施等进行全面检查，确认符合安全要求后方可施工。认真落实安全生产教育制度，加强文明施工、安全第一的思想教育。,37,九、建议 1建议平时对大桥加强管养 2严禁车辆超载 3定期检测 4特别事项 为确保施工安全和便于成桥后桥梁的运营管理，以及为类似桥梁的加固设计、施工建设总结经验，特别建议在成桥后做成桥荷载试验。,38,施工图设计,39,40,施工图目录,41,施工流程图,42,东风大桥维修加固工程施工图预算 编 制 说