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江阴大桥弹性缝损坏原因剖析及规划改善
2010-09-28 
1.概述

  江阴长江公路大桥是同三线和京沪线公路骨干线上跨过长江的要害工程。为主跨跨径1385m的大跨度悬索桥,自1999-09建成通车到现在现已近5年时刻。主桥两边原选用弹性量为±1000mm的DS2000型转轴式弹性缝。但自2002-11后屡次发作了支撑梁与承载箱衔接的上下支座掉落及支撑梁外包滑板损坏等病害,为了更好地了解弹性缝损坏的原因及彻底地处理弹性缝损坏问题,通过对江阴大桥弹性缝病害的调研,剖析了病害发作的原因,提出了规划改善并进行了替换。

  2.原有弹性缝损坏原因剖析

  (1)因为江阴大888真人注册体绕桥面笔直轴(z轴)有转角(见图1),这种滚动导致了桥面板的横向移动,即在弹性缝处有沿弹性缝轴向的移动。然后导致弹性箱内的支承梁发作横向移动,支承梁的可横向移动规模受弹性箱宽度的约束,因而支承梁顶到了弹性箱内壁(见图2)导致在支承梁与中心梁相联接处即转轴处(弹性支承发作了很大剪切效果力,巨大的剪切力将支撑支座损坏。
图1 梁体在风力及车辆荷载效果下绕桥面笔直轴旋转

 
  图2 承载箱被承载梁磨坏的内壁
(2)江阴大桥桥面板有着常常的、快速的移动,根据丈量其常常的移动速度可达20mm/min。曾调查到在一夜之间其桥板的位移到达了700mm。因为这种常常的、快速的移动,造成了起支承及操控效果的支承支座及滑动支座的快速磨损,以及支承横梁上的不锈钢板的快速磨损。图3为磨损的滑动支座,图4为被磨损的不锈钢滑板。
图3 被磨损的滑动支座 图4 被磨损的不锈钢滑板

  
  3.规划改善[1-3]

  (1)恰当削减加在中梁与支承梁之间的预加压力,以减小冲突力,添加不锈钢滑板的厚度由本来的1mm至2.5 mm。

  (2)改点焊或铆钉固定不锈钢滑板为全长接连焊接的办法来固定不锈钢滑板。

  (3)原惯例规划的操控及承当水平力的效果是通过凹形支座的凸出的边来完结的(见图5),且冲突资料为四氟乙烯板。新规划在支承梁的活动端选用改善型支承梁支承体系(见图6),该体系将带中孔钢圆盘套在转轴上,再通过螺栓及压紧钢板将MSM超耐磨支座压紧到支承梁的不锈钢滑板上,然后起到操控及承当水平力的效果。因为上述通过可旋转结构固定的MSM支座。发挥操控及按捺水平儿力的效果,因而支承绷簧取消了凹型规划,而选用平的规划,这样确保了不锈钢板最易磨损的边不会被磨损。MSM资料的耐磨寿数是四氟乙烯板的75倍以上。
图5 原规划的弹性缝支撑及导向体系

  
  图6 改善型支撑梁支撑体系

  (4)在支承横梁的固定端即支承钢箱梁一端选用如图7所示的支座体系,以确保支承梁不会呈现歪斜的现象。

  (5)加宽支承弹性箱以习惯更大转角,以确保支承梁不会与支承弹性箱内壁发作磕碰。
  图7 改善型弹性缝在固定端的支承梁支承规划图
4.实验检测

  (1)支承梁及衔接件的疲惫强度实验根据江阴大桥主桥弹性设备技能标准要求:弹性缝应规划成可接受在行进方向上距离为1.2m的2个300 kN的车轴效果,每个车轴应由4个轮距900mm,承载75 kN的车轮组成。每个车轮的触地面积应根据效果在圆形或方形面积上的1.1 kN/m的接触压力核算。

  别的,规划弹性缝时,也应使其能接受一个距离1.4m,轮距3m的2x140kN的车轴效果。在横向,应把这种荷载装备一同施加到一切车道上,而2x300kN车轴可处于弹性缝上的任何方位,一切的其它车道无荷载。对加进2x140 kN荷载的动荷载增大系数,应证明其适合于答应速度下行进的车辆。改善型弹性缝规划出来后支承梁及衔接件在德国因斯布鲁克大学钢结构及土木工程学院进行了疲惫强度实验。实验跨度为1.7m,疲惫荷载为:笔直力,+84 kN(向下),-25.2kN(向上);水平力,+19.5 kN(行车方向)-19.5 kN(反行车方向)。支承粱和衔接件在完结1千万次循环荷载后,不呈现任何裂纹,且满意(△ σ为德国标准TL/TP FU92疲惫强度实验得出的比较应力)。

  (2)支撑支座及滑动支座冲突实验

  疲惫荷载为:笔直力,+84 kN(向下),-25.2 kN(向上);水平力,+19.5 kN(行车方向),-19.5 kN(反行车方向),速度15mm/s,起伏+50mm。在冲突滑动5000 m后,磨损在答应规模之内,满意德国标准TL/TP FU92的要求。

  (3)弹性缝水密性实验

  测验标准:lm长的弹性缝,两头翘起。按TL/TP FU92进行密水实验,实验液体为Nacl 10%(分量含量)的盐水。试件为弹性缝的一段,由2根边梁和密封条组成,一切部件都是从实践出产中取出,密封条与边梁衔接部分和密封条与中心梁的衔接完全相同,所以该实验即可证明边梁与密封条,也可证明中心梁与密封条之间的密水性。该实验体内有1处密封条对接硫化点,边梁有2处焊接衔接点,边梁在该2点向上翘30°,该翘起与焊于边梁上的钢板一同构成一水槽以包容实验液体,此外按TL/TP FU92的要求可测验弹性缝折点处的水密性。该试件中设备了位移设备,通过螺杆可发作所需的弹性缝轴向与横向的位移。实验进程:密封条由申请者在测验中心装入相距为48mm的边梁内;然后边梁沿45。方向(确保边梁在纵向与横向均发作位移)移动至边梁的距离为96mm这样也可发作一个边梁间的平行位移48mm;然后向该试件内充试剂,使试剂高于边梁口外表4cm,上述实验时刻为8h,实践上调查了50h,没有发现有潮气渗出。通过大于50h的实验后,无潮气从衔接部位渗出。按德国标准TL/TP FU92要求。弹性缝到达防渗漏密水要求。

  5.老弹性缝的撤除及新弹性缝的设备

  (1)老弹性缝的撤除

  首先用液压锤对旧缝弹性箱方位的混凝土进行破碎。待整理出弹性箱后,用气割东西切断弹性箱与弹性缝边梁的衔接,一同用刨焊设备刨开钢箱梁与支承箱之间的焊缝。将旧缝吊离。吊离旧缝后,根据新缝弹性箱尺度持续整理槽口至适宜深度,一同打磨(桥体)钢箱梁。整理槽口时还应留意保存需求的钢筋,切割掉处于弹性箱方位的钢筋。以上准备工作完毕后,即可放入新缝。

  (2)新弹性缝的设备[1-3]

  新弹性缝在+5--+25℃的温度规模内设备,设备完毕后应满意混凝土桥面终饰层可高于弹性缝顶面1mm:沥青桥面终饰层可高于弹性缝顶面2mm,但任何情况下均不行低于弹性缝顶面;弹性缝中轴线与888真人注册中轴线重合找平弹性缝。但因现场施工中温差改变和丈量用具的精度等要素,答应有必定的差错,一般正常情况下不得大于丈量基数的1.5%。待调整好高差后即可进行支承箱与钢箱梁间的暂时固定。固定好一侧后待温度到达规划要求时即固定另一侧并一同翻开运送门架松开弹性缝,并在混凝土两边运用型钢和钢筋固定弹性箱,使弹性缝发挥正常功用。悉数锚固件固定好后开端与钢箱梁焊接,铺设钢筋网和架起模板。然后浇注混凝土,在混凝土经摄生并测验到达规划强度后即可通车。

  6.定论

  江阴大桥改善型DS2000转轴式弹性缝的替换(2道,每道弹性缝的弹性量为±1000mm,桥面宽度29.81m)自2007-08-06至2007-09-20完毕,历时46d,整个设备进程安全、顺畅,标高、线形均在预控规模之中,设备后安全运转至今已2年时刻。

  参考文献:

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  【4】应明,转轴式弹性缝在苏通大桥上的使用[J],现代交通技能 2008 5(5):53—55。

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