福州解放大桥维护加固设计说明(编辑修改稿)

福州解放大桥维护加固设计说明(编辑修改稿)内容摘要：

设计说明 9 钢绞线成品吊杆所采用的锚具应满足《预应 力筋用锚具、夹具和连接器应》（ GB/T 1437020xx） I类锚具的要求，但应注意疲劳实验应力幅要求提高至 200MPa；锚固工艺应保证在动载下有可靠的防止松动、滑移的性能；锚具本身以及锚具与索体接头部分应有可靠的防腐措施。 HDPE 防护层的设计要求 吊杆 HDPE 护套的颜色征询业主的意见后确定，其物理力学性能及其他各项指标应符合 GB/T1836520xx 及《建筑缆索用高密度聚乙烯塑料》CJ/T30781998 的要求。 新更换吊杆系统其他设计要点 (1)设计采用吊杆两端均设球铰 锚头的方案，以减少吊杆系统摆动约束，增大体系固有频率；与此配合，要求吊杆上、下减震体应采用容许有限弹性变形的材料，既要保证足够强度以隔绝吊杆跟外套钢管又要保证吊杆可稍微整体变形。 (2)在所有吊杆内设置光纤光栅传感器，以长期监测吊杆的应变变化；同时在部分吊杆的锚下设置 压力传感器，便于 应力监测结果的校核。 (3)将 横 梁内预埋钢管向上延伸至桥面以上 约 30厘米， 并在此处安装防水罩， 以 利于 防水。 增设纵梁方案的分析论证 20xx年 7月 31日，在福州市举行的解放大桥吊杆更换论证会上，专家组形成统一意见， 建议 在更 换吊杆的同时增设纵梁，以增强桥面系的整体性。 为了了解增设纵梁对结构受力的影响，先 通过试算 拟定纵梁 的截面 形式，再 通过全桥计算 以了解增设纵梁后结构受力的变化情况。 在参考类似工程项目的基础上，结合解放大桥的实际情况 以及计算结果 ， 选定 I63C 型工字钢 做为纵梁。 纵梁纵向垂直布置在两横梁之间，并且纵梁横截面对称于吊杆竖向轴线， 纵梁布置如图 38 和图 39 所示： 图 38 纵梁设置立面示意 图 39 纵梁与横梁连接示意 建立 整桥 空间模型对解放大桥进行全桥计算分析， 计算时考虑了桥梁的施工过程， 本次计算共分 为三种计算模型： 模型 A:增设钢纵梁前，以了解桥梁 当 前的受力状态； 模型 B:增设钢纵梁后，以了 解 钢纵梁对桥梁结构受力的影响； 模型 C:增设钢纵梁 +拆除短吊杆，以考虑 短 吊杆意外断裂的不利情况； 三种模型的结构离散图 (局部 )分别见图 310～图 312： 计算中考虑的荷载有：恒载、活载 (汽 履带 50)和整体温变荷载 (升温 20度、降温 25 度 )、梯度温度荷载 (温差 20度 )和收缩徐变等。 解放大桥吊杆更换大修工程初步设计 设计说明 10 图 310 模型 A 结构离散图 (局部 ) 图 311 模型 B 结构离散图 (局部 ) 图 312 模型 C 结构离散图 (局部 ) I63C型工字钢纵梁单位重为 ， 1～ 5跨新增的钢纵梁重量分别为 、 、 、 ，全桥钢纵梁总重。 增设钢纵梁后主拱肋和吊杆受力情况见表 32～ 表 34。 表 32 拱圈钢管应力结果 (恒载 ) 跨 号 截面位置 模型 A 模型 B 增量 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 1跨 拱脚 拱 顶 2跨 拱脚 拱顶 3跨 拱脚 拱顶 4跨 拱脚 拱顶 5跨 拱脚 拱顶 注：应力以压为－，拉为 +；下同 表 33 拱圈钢管应力结果 (组合 ) 跨 号 截面位置 模型 A 模型 B 增量 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 1跨 拱脚 拱顶 2跨 拱脚 拱顶 3跨 拱脚 拱顶 4跨 拱脚 拱顶 5跨 拱脚 拱顶 从表 32 和表 33 的应力结果可知，增设钢纵梁后，拱肋钢管的恒载应力增 量在 ，组合应力增量在。 同时 应注意的是原桥拱肋钢管的最大应力已 达 ，超过了 A3 钢的弯曲容许应力145MPa。 解放大桥吊杆更换大修工程初步设计 设计说明 11 表 34 吊杆力计算结果 桥 跨 吊杆号 恒载 (kN) 组合 (kN) 模型 A 模型 B 增量 模型 A 模型 B 增量 第 1跨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 第 2跨 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 第 3跨 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 第 4跨 35 36 37 38 39 40 41 42 43 第 5跨 44 45 46 47 48 49 50 51 52 由 表 34可知，增设钢纵梁后， 在恒载作用下，各根吊杆 的 吊杆力增量在 7kN 左右 ； 在 荷载组合作用下，除短吊杆的吊杆力增大约 15kN 外 ，其余吊杆的吊杆力均 有所 减小。 钢纵梁的受力情况见图 313～图 316。 图 313 恒载作用下钢纵梁弯矩图 (模型 B) 图 314 荷载组合作用下钢纵梁弯矩包络图 (模型 B) 图 315 荷载组合作用下钢纵梁上缘应力包络图 (模型 B) 图 316 荷载组合作用下钢纵梁下缘应力包络图 (模型 B) 从图 315 可知，钢纵梁上缘 最大压应力为 ，最大拉应力为；从图 316可知，钢纵梁下缘最大压应力为 ，最大拉应力为。 解放大桥吊杆更换大修工程初步设计 设计说明 12 当短吊杆意外断裂时 主拱肋的受力情况见表 35 和 36： 表 35 短吊杆意外断裂时 拱圈钢管应力结果 (恒载 ) 跨 号 截面位置 模型 A 模型 C 增量 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 1跨 拱脚 拱顶 2跨 拱脚 拱顶 3跨 拱脚 拱顶 4跨 拱脚 拱顶 5跨 拱脚 拱顶 表 36 短吊杆意外断裂时拱圈钢管应力结果 (组合 ) 跨 号 截面位置 模型 A 模型 C 增量 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa) 上缘 (MPa) 下缘 (MPa)。