广州市海珠桥主桥维修加固设计Word下载.docx

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简支钢桁梁；

维修加固设计；

修旧如旧；

铆钉连接

1　项目背景

海珠桥位于广东省广州市城区中心,跨越珠江,呈南北走向,北接越秀区的起义路（一德路）,南接海珠区的江南大道,处在解放大桥与江湾大桥之间,是广州市民心中的第一桥（图1）。

图1　海珠桥建成开通

原海珠桥建于1933年,由美国马克敦公司承建,全长355m,主桥长182.9m,南、北两跨对称布置,3孔下承式简支钢桁架桥,设计荷载为2列100kN汽车,中跨能向上开启（图2）。

图2　开启的海珠桥

1938年,日军盗走了整套开合设备,后经修建,中段桥面开合部分已无法复原。

1949年,海珠桥被炸,中孔钢梁沉没江中,南、北两孔大梁折断,东南桥墩和西北桥墩皆被炸毁。

1950年3月25日,市政府重建海珠桥,重建后的正桥长182.9m,桥面不能开合,桥面宽3车道,两侧设人行道和自行车道,外观与原桥大致相同。

1974年,扩建海珠桥,在原桥两侧各增加宽7.83m的预应力钢筋混凝土桥,桥跨与原桥一致。

扩建后的海珠桥,桥宽达37.56m。

1995年5月至1996年9月,海珠桥在原桥上进行加固、维修（图3）。

工程采用自锚式吊索方案,将中孔恒载转移到吊索上,原桥变为3孔连续索桁组合结构。

图3　加固后的海珠桥

2　检测情况

中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司检测中心对海珠桥主桥进行了检测,主要结论如下：

存在诸多严重的缺陷,严重影响作为城市主干路上桥梁使用性能的发挥,一些关键病害的存在也严重影响桥梁的耐久性和安全性。

但通过结构静动载试验表明桥梁目前的工作状况尚能满足汽15荷载等级的运营要求。

海珠桥主桥桥梁技术状况等级评定为四类,需对其进行大修或改造,部分现场情况见图4。

海珠桥下部的勘查结果见图5、图6。

图4　上部结构现状

图5　桥墩表面缺陷

图6　桥墩表面冲出的洞穴

3　维修加固设计

3.1　设计原则

海珠桥危桥抢修工程的加固应遵循以下几点原则：

1）应保留1950年重建时的基本风貌；

2）主桥加固应维持原有的铆钉连接,加固完成后景观上“修旧如旧”,保持原貌；

3）原设计荷载为3车道汽150kN,加固后的海珠桥上需通行3车道公路-II级荷载；

4）桥下通航净高提高至8.7m,引桥下通行净高提高至4.2m,总体线形满足JTGD20—2006《公路路线设计规范》。

3.2　中跨主桁更换设计

中跨主桁采用半穿桁架,节间和桁高与原结构相同,主桁各构件按照原有截面尺寸新制构件,通过提高材质来提高承载力。

这种方式既能很好地保持中跨的外观、达到景观“修旧如旧”的要求,又提高了主桁的承载力。

新制主桁材质采用Q345qD。

中跨主桁立面如图7所示。

图7　中跨主桁立面

主桁杆件更换时,考虑到主桁在工厂整体拼装成形,对主桁上弦和下弦杆件的划分进行了优化,适当调整上弦杆和下弦杆的制作长度,减小弦杆的拼接接头,简化拼接,减少拼接铆钉数,方便拼装。

优化后,单根上弦杆最大长度为12260mm,单根下弦杆最大长度为9195mm。

3.3　边跨主桁维修加固设计

边跨主桁节间长度为6.7m,主桁跨中两节间桁高10.385m,其他节点采用折线过渡到支点,桁宽14.4m。

边跨主桁立面布置如图8所示。

图8　边跨主桁立面布置

由于下弦构件锈蚀严重,难以满足维修加固后继续使用50年的使用寿命要求,下弦构件全部更换。

上弦杆为压杆,没有疲劳问题,需根据检测结果决定是否保留或更换。

更换时,采用Q345qD高强度低合金结构钢,提高杆件的承载力,需更换的各构件采用与原有截面相同的截面形式,对于GB/T706—2008《热轧型钢》中没有的型钢采用与原截面相近的型钢代替,以保持桥梁原有的风格。

3.4　桥面系及联结系维修加固设计

纵、横梁由于腐蚀严重,造成构件缺陷较多,截面面积减小较多,有的纵、横梁翼缘板已锈断,若采用加固的方式难以满足使用要求,需全部更换。