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1、栖霞大桥改造工程可行性研究报告 第IV页*市*大桥改造工程可行性研究二0一二年九月目 录1工程概况12技术标准43编制依据44桥梁检测情况64.1引桥桥梁检测情况64.2主桥桥梁检测情况84.2.1常规检测情况84.2.2荷载试验情况94.2.3桥梁检测的主要结论和建议95病害原因分析115.1主桥中跨（计算跨径86.5m）结构验算115.1.1设计状态验算115.1.2旧桥折减验算155.2主桥边跨（计算跨径76.5m）结构验算195.2.1设计状态验算195.2.2旧桥折减验算235.3病害原因分析结果285.4桥梁病害对桥梁结构造成的影响286病害对策306.1主要病害处理方案306.2
2、重点难点吊杆的维修326.3主桥维修加固施工步骤346.4引桥维修加固施工步骤366.5施工期间交通组织367消险后预期效果378工程投资估算388.1测算依据388.2测算结果399附录409.1有关的文件409.2验算报告469.2.1主桥中跨（计算跨径86.5m）结构验算报告469.2.2主桥边跨（计算跨径76.5m）结构验算749.3必要的图纸117江苏省交通规划设计院有限公司 2007年6月栖霞大桥消险改造工程可行性研究报告 第118页 共117页*大桥改造工程可行性研究报告1 工程概况图1.1 栖霞大桥主桥总体照*大桥为跨铁路高架桥，起点位于迈化路东侧，跨过铁合金厂，二七油库、地方
3、铁路三条铁路专用线、燕尧路、新十里长沟，与柳塘立交相接，全桥长843.54m（包括桥头搭板）。全桥由西引桥、主桥、东引桥三部分组成。桥梁全宽西引桥为26m，主桥为34m，东引桥由于位于柳塘立交的变速车道上，全宽由26m过渡到46.4m。全桥最大纵坡为3.5，桥面横坡为1.5，桥梁位于竖曲线半径为12000m的凸曲线及9957.48m凹曲线上，凸曲线最高点位于主桥中跨跨中处。栖霞大桥图1.2 *大桥地理位置图1栖霞大桥图1.3 *大桥地理位置图2图1.4 *大桥主桥平面示意图（详图见附录图纸）主桥上部结构为三跨下承式系杆拱桥，计算跨径中跨为86.5m，边跨为76.5m，矢跨比为1/4.5，拱轴线
4、形式为二次抛物线。拱肋采用钢管砼，断面形式为圆端形扁钢管，横向宽度为2.4m，竖向高度中跨为1.3m，边跨为1.2m。钢管由厚度为20mm的16Mn钢板制成。拱肋内灌40号砼，形成钢管砼结构。图1.6 主桥边跨主拱肋截面（单位：cm） 图1.7 主桥中跨主拱肋截面（单位：cm）系梁断面采用2.52.5m的箱形，并有2m的单侧悬臂，砼标号为50号，采用预应力来平衡拱肋的水平推力。图1.8 主桥系梁断面图（单位：cm） 图1.9 主桥横梁断面图（单位：cm）吊杆由1875高强钢丝外包PE护套制成，工厂生产，现场安装，吊杆间距中跨4.1m，边跨4m.吊杆锚头采用冷逐镦头锚，现场镦头。中横梁预制后通过
5、现浇湿接头与系梁联接，端横梁整体现浇，横梁均为预应力砼结构，砼标号为50号，桥面板为厚度20cm的预制40号砼实心板，通过现浇湿接头与横梁联接。上部结构为刚性拱刚性梁，桥面铺装为8cm整体化现浇混凝土+4cm中粒式沥青混凝土+2cm沥青砂。下部结构基础采用1.2m钻孔灌注桩，承台为厚度2.5m的钢筋混凝土承台，立柱为2.42.4的方柱。靠近铁路的承台按与铁路线平行设置。引桥上部结构采用先张法预应力空心板梁和后张法预应力T梁两种结构形式，跨新十里长沟跨径30m采用T梁，其余均采用空心板梁。引桥均为简支结构，桥面连续，一般三跨一联。引桥下部结构基础为1m钻孔灌注桩。桥墩为柱式墩，111号、16号和
6、17号墩为双柱式墩，1825号墩为三柱式墩。立柱均为1.31.3m方柱，盖梁为预应力混凝土倒T梁。桥台为埋入式框架桥台。具体结构布置见附图。*大桥位于*大道，*大道为*市的主干道，交通流量非常大，且重车较多，交通非常繁忙。因此，对桥梁的使用性能和安全性要求也非常高。管养单位*市市政设施综合管理处非常重视该桥的运营状况，在2006年组织对*大桥进行了详细检测。检测结果表明*大桥的病害较为严重，按公路桥梁养护规范的标准该桥已经达到了四类桥的状况。为确保桥梁的安全运营，*市市政公用局向*市建设委员会提交了关于*大桥改造工程立项的请示。根据宁建综字【2007】318号文件关于同意*大桥改造工程立为准备
7、项目的批复以及宁公综字【2007】187号文件关于编制*大桥改造工程可行性研究报告的通知的要求，该桥改造工程由*市市政工程建设处组织实施。江苏省交通规划设计院有限公司承担了*大桥改造工程可行性研究报告的编制工作。2 技术标准根据*大桥设计文件及竣工资料，*大桥主要技术指标如下1. 设计荷载：汽车20级，挂车100；2. 设计车速：60km/h；3. 地震裂度：VII度。3 编制依据*大桥改造工程可行性研究报告主要依据以下合同和文件编制：1. 关于编制*大桥、龙蟠南路高架桥改造工程可行性研究报告的委托书；2. 宁公综字【2007】85号文件关于*大桥改造工程立项的请示；3. 宁建综字【2007】
8、318号文件关于同意*大桥改造工程立为准备项目的批复；4. 宁公综字【2007】187号文件关于编制*大桥改造工程可行性研究报告的通知；5. 纬一路东段跨铁路高架桥施工图设计 （*市市政设计研究院 1998年2月）；6. *市市政设施综合管理处*大桥等43座城市桥梁检测项目（一标段）检测评估报告第二册*大桥，江苏省交通规划设计院有限公司工程质量检测中心，2006年8月。*大桥改造工程可行性研究报告编制依据的规范如下：1. 部颁公路工程技术标准(JTJ001-97)；2. 部颁公路工程技术标准(JTG B01-2003)（参照）；3. 部颁公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)；4. 部颁公
9、路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)（参照）；5. 部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 023-85)；6. 部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)（参照）；7. 部颁公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)；8. 部颁公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)；9. 部颁公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)；10. 部颁公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)；11. 部颁公路桥梁板式橡胶支座(JT/T 4-2004)；12. 部颁公路工程质量检验评定标准（第一册 土建工程）(JTG F80/1-2004)；
10、13. 公路旧桥承载能力鉴定方法中华人民共和国交通部发布，1988年，北京；14. 公路桥梁承载能力检测评定规程 （征求意见稿），交通部公路科学研究所，2003年；15. 钢管混凝土拱桥设计规范 （征求意见稿），2003年；16. 混凝土结构加固设计规范（GB 50367-2006）。4 桥梁检测情况*大桥位于*大道，*大道为*市城市主干道，交通流量非常大，且重车较多，交通繁忙。2006年江苏省交通规划设计院有限公司工程质量检测中心对该桥进行了详细的现场检测。根据桥梁检测报告，主桥的病害较为严重，主要体现在吊杆防水失效、桥面未设防水层、系杆PE护套开裂、锚头渗水、拱肋和风撑表面钢管保护层脱落，
11、钢管表面锈蚀等；引桥病害主要表现为板梁局部破损、外观质量差，局部烧损、支座缺陷等；但板梁上无明显的受力裂缝，故对引桥的局部病害位置进行维修，并加强观测。4.1 引桥桥梁检测情况引桥主要病害主要表现为支座的脱空、半脱空以及环向开裂；墩台和板梁以及防撞墙局部混凝土剥落、露筋；横隔板后浇段浇筑质量较差，连接钢板裸露于外部；部分孔跨存在烟熏痕迹；桥面连续处开裂和伸缩缝存在高差和跳车现象等，具体总结如下：1、全桥共有22个支座局部脱空，其中2个支座全脱空；9个支座偏位，1个支座环向开裂； 图4.1.1 支座开裂 图4.1.2 支座脱空2、全桥未设滴水槽；3、18孔1板外侧翼缘板外露2根钢筋，且锈蚀；4、
12、20孔板底有烟熏痕迹；5、21孔16横隔板现浇处浇筑质量较差，混凝土白化，且连接处外露钢板，钢板锈蚀；6、21孔17、18梁在21墩顶处混凝土破损50205cm3；7、部分桥面沥青混凝土磨耗严重，露出大量粗骨料，桥面在墩顶处产生横桥向裂缝；8、0台桥台沉降导致0台护坡开裂；9、0台、12墩、15墩、26台顶伸缩缝处高差为13cm，局部产生较大的跳车现象，12墩顶伸缩缝两侧型钢密贴，与桥面高差2cm。 图4.1.3 0号台护坡开裂 图4.1.4 盖梁混凝土破损 图4.1.5 挡块开裂破损 图4.1.6 横隔板混凝土脱落 4.2 主桥桥梁检测情况4.2.1 常规检测情况主桥病害主要表现为，主桥部分
13、桥面板与桥面板、横梁、系梁接缝处渗水白化，并出现挂并现象；部分系梁底混凝土在吊杆底封锚处渗水白化严重，拱肋下缘于吊杆相交处积水锈蚀；部分桥墩混凝土存在不同程度的剥落、跑沙现象，局部露主筋，且锈蚀严重；拱肋表面保护漆大面积脱落，钢管表面锈蚀严重。 图4.2.1 吊杆系梁处封锚混凝土白化 图4.2.2 吊杆在拱肋下缘受水侵蚀 图4.2.3 吊杆桥面处防水现状 图4.2.4 拱脚处开裂及主拱肋涂装失效 图4.2.5 系梁底板露筋 图4.2.6 桥面铺装出现坑洞图4.2.7 伸缩缝破损照4.2.2 荷载试验情况（1）主跨跨中和边跨跨中经分级加卸载作用后，结构产生的挠度得到恢复，说明结构处于弹性工作状态
14、；（2）控制截面的挠度校验系数均小于1.0，但是拱肋各项指标的校验系数已经达到或接近1，结构的安全储备较小，建议进行相应的维修处理，提高桥梁的安全性、耐久性；（3）控制截面的应力校验系数均小于1.0，但是系梁的应力校验系数接近1，安全储备较小，建议采取有效措施提高安全性；（4）实测偏载系数值小于理论计算偏载系数值，桥梁整体性较好；（5）试验过程中，梁体工作状态良好，在各最大受力控制断面未发现裂纹或其他可见病害；（6）跑车试验、跳车试验和制动试验时动挠度和动应变实测值均较大，动力增大系数较大，桥梁动力性能有待改善。4.2.3 桥梁检测的主要结论和建议根据桥梁检测报告，检测单位检测提出的主要结论及建议如下：(1) 主桥吊杆与系梁处
