叠合联结效应在加固既有非叠合主梁桥梁中的应用研究.pdfVIP

60 世界桥梁 2 010 年第 3 期 叠 合 联 结 效 应 在 加 固 既 有 非 叠 合 主 梁 桥 梁 中 的 应 用 研 究 1 2 编译 陈永宏 , 陈金州 ( 1. 中铁大桥局集团第三工程有限公司, 广东 广州 510 800; 2. 中铁大桥局集 团桥科院有限公司, 湖北 武汉 430034) 摘 要: 早期建造 的桥梁多采用在钢梁上铺设非叠合混凝土板的桥面系。对这类桥面系进 行加 固的一种经济 可行 的办法就是固结既有桥面系的混凝土板和钢梁, 使二 者间建立叠合联结作用 。为此采 用设置后 安装剪力连 接 键 的措施 。通过对单个后安装剪力连接键 的一系列试验, 评估叠合主梁的结构状态并 提出设计建 议 。研究的成 果 随后被用在 了德克萨斯州翁多镇附近 的一座 旧桥上, 通过荷载试验验证, 该桥荷载等级水平提高了 65% 。 关键词: 剪力连接键; 叠合联结效应; 桥梁加 固; 研究 中图分类号: U 445 . 72 文献标志码: A 文章编号: 1671- 7767( 20 10) 03- 0060- 04 1 引 言 在德克萨斯州翁多镇 附近 的一座 旧桥上, 结合该桥 早期建造的桥梁都是根据低等级荷载标准设计 采用后安装剪力连接键加 固的实例, 评定这项技术 的, 目前这种设计标准 已经不符合美 国国家公路与 的有效性, 探讨在设计或施工中可能出现 的问题 。 运输协会标准( AA SH TO) 对新建桥梁 的设计规范 。 对于这些不符合现行标准 的桥梁, 有必要实施 限载, 2 后安装剪力连接键类型 甚至重建 。此外, 还可 以对 旧桥进行加 固以提高桥 在研究的初始阶段, 对 11 种直径为 19 mm 的 梁的承载能力。 单个剪力连接键进行 了静载和疲劳荷载试验, 根据 对于在钢梁上铺设非叠合混凝土板 的桥面系既 其静力强度 、滑移能力、刚度和疲劳强度选 出最适合 有桥来说, 连接混凝土板和钢梁, 使二者 间建立叠合 用于桥梁加固的 3 种后安装剪力连接键, 如图 1 所示。 联结是一种非常经济有效的办法。用剪力连接键 固 2. 1 双螺帽螺栓( DBLNB) 结钢梁和混凝土板可 以使整个 主梁 的承载力 提高 该连接方法采用美 国材料与试验协会 的 A 193 50% 。在新桥的建设 中, 铺设混凝土板前, 将剪力螺 B7 螺杆作为连接键 。这种螺杆 的极限强度要求达 栓焊接在钢梁顶部就可以获得叠合联结作用 。但是 到 860 P a 。安装双螺帽螺栓需要从混凝土板 的顶 对于既有桥, 由于混凝土板已经铺设完毕, 此种方法 端和底端分别钻孔, 从顶端钻透混凝土板和钢梁翼 难以实施 。 缘, 进行螺杆安装, 用冲击扳钳拧到 170 kN 进行预 本文研究了 3 种类型的后安装剪力连接键, 对 紧, 最后, 用水泥浆填补混凝土板上的孔。 单个后安装剪力连接键进行静 载试验 以评估 其刚 2. 2 高强度摩擦型螺栓( H TF GB) 度、强度和抗滑移能力。并且, 进行 了采用后安装剪 该连接方法用美国材料与试验协会 的 A 325 高 力连接键加固的足尺叠合梁模型的一系列试验。根 强度螺栓作为连接键。这种连接键材料的最小强度 据试验结果, 设计出一种用后安装剪力连接键