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【工程案例】铁路简支桥梁后加钢支撑加固技术!


钢支撑在结构中的应用现状

增加钢支撑的加固方法, 目前主要应用在框架结构的房屋建筑的抗震加固中,在桥梁加固中的研究和应用还很少。国外上世纪30年代, 偏屯、支撑就被应用到抗风结构中, 由于偏屯、支撑框架兼顾了抗弯框架和中心支撑框架的优点, 因此近20年来在世界各地得到了广泛应用。国内钢支撑加固方法稍晚于国外, 但钢支撑作为一种有效的新型抗侧向构件, 近些年来在我国的应用逐渐増多。后加钢支撑的加固方法, 是在原有结构中增加钢支撑, 将原有结构构件通过钢支撑的有效连接, 形成一个新的整体结构, 实现结构整体力学性能的提升。钢支撑作为一种有效増加结构侧向刚度的构件, 目前已经成功应用于框架结构的抗震加固中。采用后加钢支撑加固后, 使结构从单纯的混凝土框架结构转变为框架钢支撑结构, 有效提高了结构的整体刚度和抗震能力。20世纪80年代,美日两国工程人员在日本对一个六层的中心支撑钢框架进行了振动台试验。试验结果表明,在强震作用下结构仍然具有良好的抗震性能。

后加钢支撑加固桥梁的方法

【桥梁加固方案】

桥梁加固以朔黄铁路上芦沟双线特大桥为例,该桥全长791.98m 。左线桥为20x32m+1x 24m+3x 32m ,右线为20x32m+24m+2x32m+24m,均为混凝土简支梁桥结构,其中单跨32米的分片式双T梁属于标准设计,梁图号为专桥2059。这类梁不仅广泛用在货运铁路桥梁上,也大量用于客运铁路桥梁中。该桥1999年竣工通车,2002年7月发现梁体的横向振幅超过我国现行的铁路桥梁检定规范所规定的安全限值,其主要原因为梁体的横向刚度不足。为确保行车的安全性,朔黄公司对该桥实行60km/h 的限速措施,并于2007年5月至2008年3月对其进行了加固。钢支撑具有重量轻,安装施工快捷方便等优势,因此本文将钢支撑应用于该桥跨度32m的预应力混凝土简支T梁的加固并进行建模分析,通过后加钢支撑加强分片式T形梁与梁之间的连接,使上部梁体形成钢混凝土组合梁,从而提高桥梁的横向刚度,提升桥梁的整体受力性能。该方法所采用的钢支撑由工厂预制,现场安装施工简单,工期短且不中断线路运营,对桥梁的竖向刚度和下部结构影响较小,尤其适用于既有混凝土铁路桥梁的加固。根据后加支撑的位置、数量及倾斜角度的不同,支撑的布置型式有很多种,大致可以分为下三类:各个支撑平行于梁横截面,各个支撑平行于水平(顺桥)方向以及其他与这两个方向成角度的支撑。所涉及到的支撑型式均为以跨中为对称面的对称布置,即支撑均为成对施加。综合考虑。


型式1: 如图2.1 所示,横隔板之间的间距为4米,斜撑平行于横截面,在横隔板之间每间隔1米布置一根,前一根支撑一端在左片T梁腹板上端,另一端在右片T梁腹板的下端,下一根支撑则恰好相反,各个支撑依次交替延顺桥向方向布置。

型式2 :如:2.2 所示,分别在腹板的上端与下端布置两层,各个支撑均平行于水平方向,每一米范围内布置一根,首尾相接,依次延顺桥向方向布置。

型式3 ; 如图2.3 所示,各个支撑与梁横截面tU及水平方向都成角度,每一米范围内布置一根,前一根的一端在左片腹板的下侧,另一端在延顺桥方向间隔一米的右片腹板上侧,后一根支撑一端与前一根相接,另一端在延顺桥方向间隔一米的左片腹板下侧,每两根为一组 ,依次交替延顺桥方向布置。


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