某非对称外倾蝴蝶拱桥结构安全与健康状况评估案例分析（论文）.pdf

·141 · 外倾蝴蝶拱桥为自平衡多元空间超静定拱式结构，由外 倾式钢箱拱肋、倾斜吊杆组成，伴随桥梁结构分析理论的完 善和施工技术的日益成熟，其应用越来越广泛。该结构最早 源于西班牙某人行天桥，后来在国内也开始兴建，如广西南 宁大桥、天津大沽桥、广东中山长江大桥等。本文以成都某 非对称外倾蝴蝶拱桥季度安全评估及健康状况评估工程为背 景，采用基于重点构件检测、监测结果的承载能力综合评估 法，结合现场检测、监测数据，对其结构安全和健康状况进 行了综合评估分析，可为类似项目提供相关经验。 1 工程概况 某桥梁结构形式为非对称外倾蝴蝶拱桥，主跨主梁位于 平曲线内，南北两条独自向外倾斜的钢拱肋，分别位于各 自的倾斜平面内，倾斜角度分别为 72° 和 60° ，拱肋间无横 向联系， 2条拱肋于主梁下交汇，于拱顶分隔，通过倾斜的 吊索支承主梁 。桥梁孔跨布置为 44.00 m+150.00 m+55.00 m= 249.00 m，桥梁全长 264.65 m。为3跨连续钢箱梁，横向设置 2 片纵箱梁。吊索和系杆索均采用 15 .2 mm、270级环氧涂层钢 绞线，为单根钢绞线面积 140 mm2，单根直径15.2 mm，标准 强度 1 860 MPa。桥梁设计荷载为“城 –A级”汽车荷载及人群 荷载。 2 评估技术路线及方案 2.1 ିٹޏ೬াຬ 为了结合检测、监测等手段对桥梁进行具有针对性的季 度结构安全和健康状况评估，有效保证桥梁结构安全，计划 从 2方面对桥梁进行检测评估 ：重点构件季度检测和现场监测。 重点构件季度检测能及时发现外观缺陷 ，方便及时处理，避 免因检查时间间隔过长而导致病害恶化 ；现场监测可以及时 发现结构内部缺陷，提早预防，可从一定程度上避免结构性 病害的出现。2 种手段相互补充，充分保障桥梁结构安全。 2.2 ିٹಬಠֺ̣ 结合项目评估技术路线，本桥梁安全与健康状况评估主 要包括 3个方面 ： 重点构件检测、重点构件监测、承载力检算。 2.2.1 重点构件检测 对 非对称外倾蝴蝶拱桥而言，重点构件主要包括主拱肋、 主梁、吊杆等部位。对重点构件进行详细检测，并对每个构 件进行评级。重点参照 CJJ 99—2017《城市桥梁养护技术标准》 中对不合格级或 D级桥梁的规定内容。 2.2.2 重点构件监测 本项目监测参数选取结构关键受力部位，以最大程度地 反映结构受力变形。监测参数主要包括：索力监测、拱顶偏位、 拱轴线形、主梁横移、主梁纵移、墩台沉降、主梁应变、拱 脚应变、桥面线形等。 2.2.3 承载力检算 承载力检算主要是判断结构抗力 R 和计算荷载效应 S 的 关系，计算过程中结合检测及监测结果对模型进行修正，通 过检算系数、相关折减系数及修正后的模型综合得出结构抗 力与计算荷载效应之间的关系，最终判断桥梁实际承载力是 否满足设计荷载要求。 对非对称外倾蝴蝶拱桥而言，主要计算参数选取如下 ：主 梁抗弯强度、主梁抗剪强度、主梁刚度、拱肋强度、拱肋稳定性、 吊杆强度、结构动力特性。 3 评估结果综述 3.1 ᄷԤٲߑ޿Љࠒڴ 通过对桥梁重点构件检测，发现主要为常见钢结构耐久 性病害，如涂层脱落、轻微锈蚀等。拱肋、主梁、吊杆、系 杆均评定为“ 2类”构件，功能良好，材料有局部轻度缺损或 污染。 3.2 ᄷԤٲߑ޳Љࠒڴ 通过对重点构件进行监测 ，桥梁拱轴线形、桥面高程线 形平滑，无异常拐点，与设计基本相符（图 1、图2）。 ［ 摘 要］ ?N[? v?sK ??<i??gr?0??q??y]Q? H ，?n7$r?? 、 ? ?仕 严{ ? O???y? ，s? cr???割q劳凹? t?y ，?y???s? ?众Y? n?s?? 、? ? 、? ? : ?$，??? ?? ?y??仕??丹，" ? +?仕? ?坤b??仕军<r。 ［关键词］?sK ；<i ；r? ［中图分类号］TU 972