截面加大法在某特大桥钢梁加固中的应用

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翻新时间：2023-02-01

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截面加大法在某特大桥钢梁加固中的应用

摘要：介绍截面加大法在某特大桥钢梁加固施工中的应用，从施工材料、施工工艺及技术等方面对钢梁加固施工中遇到的问题进行了认真分析与总结，提出了自己的观点，以备今后施工参考。

关键词：截面加大法钢梁摩擦型连接加固

1 引言

由于钢材具有高强度、高塑性以及高韧性等特点，钢桥在我国桥梁工程中应用非常广泛。钢桥中存在大量的受弯钢梁，由于自然环境的腐蚀以及汽车超载现象越来越严重，这些受弯钢梁的下翼缘往往会发生不同程度的损伤，严重影响了钢梁的刚度、承载能力及疲劳性能，需要对其进行加固。钢梁截面加大法涉及面广，施工较为简便，尤其在满足一定前提条件下，还可在负荷状态下加固，因而钢桥的受弯钢梁通常采用截面加大法进行加固。

2 工程概况

某特大桥是76m+360m+76m三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥，主梁以钢横梁及小纵梁与混凝土桥面板结合形成组合截面。钢横梁采用16Mnq钢材焊接而成，横断面呈工字型。钢横梁在上翼板与腹板之间设有加劲板，钢横梁标准梁段长38m，两支点间距为35.95m。

3 施工工艺

钢梁加固施工工艺为：钢构件内场分段制造及运输→HJ1板预安装及对接焊接→钢横梁下翼板墨孔钻孔→HJ3板预安装→钢横梁腹板墨孔钻孔→钢横梁表面喷砂及补涂处理→HJ1、HJ3板安装→高强螺栓安装及施拧→刮涂封闭腻子→防腐涂装。

（1）安装螺栓：按照规定的方向，下翼板螺栓由下往上穿入，腹板螺栓朝向一个方向穿入。

（2）电动扭矩扳手班前标定：高强螺栓施拧分为初拧及终拧，初拧至施工扭矩的50%，终拧至施工扭矩的100%。

（3）高强螺栓施拧：高强螺栓施拧顺序由钢梁中间向两端、由内侧向外侧进行。

（4）电动扳手班后标定：施拧完成后，对初拧扳手及终拧扳手一一进行标定，并记录标定值。

（5）高强螺栓终拧扭矩检查：在高强螺栓终拧后进行高强螺栓终拧扭矩检查，对欠拧的螺栓进行补拧，对超拧的螺栓进行更换。

（6）高强螺栓防腐涂装：终拧扭矩检查合格后，用棉布蘸专用溶剂清理高强螺栓上的油污及皂化膜，清理干净后，对高强螺栓进行防腐涂装，采用环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆。

4 施工中遇到的主要问题及控制办法

4.1 摩擦面涂料选择

4.2钢梁旁弯问题

钢梁长38m，经过10年的运营，难免发生变形。经过对全桥所有钢梁进行测量，发现钢梁普遍存在旁弯的问题，最大值达到50mm。设计时未考虑旁弯影响，是以钢梁为直线进行设计的。HJ1板共长30.56m，若按照直线进行对接焊接，将导致HJ1板安装后露出钢梁下翼板外侧，且理论上露出最大处为50mm。同时由于HJ1板的外移，螺栓孔在钢梁下翼板上的位置随之外移，则导致螺栓孔极边距无法满足规范要求。

最后，通过在CAD制图软件上进行模拟，将分成三段的HJ1板按照钢梁下翼缘的线形进行对接，通过此方法对接后，最大外露处约10mm，由此导致下翼板上螺栓孔外移10mm后，极边距为40mm，仍可满足规范要求的1.5d极边距。因下翼板螺栓孔位移动，与设计位置有变化，因此对HJ3板孔群钻制进行调整。50%的HJ3板与下翼板连接孔群不在内场钻制而在现场配钻，则是为了满足部分HJ1板移位后，HJ3板仍然可以保证与钢梁腹板及下翼板密贴。

4.3高强螺栓施拧

高强螺栓施拧质量也是决定加固质量好坏的关键因素之一。由于该桥交通流量非常大，在通车情况下进行钢梁加固。在行车荷载的影响下，钢梁处于动态的变形状态，而摩擦型高强螺栓不可在此状态下施拧。

5 施工总结

（1）高强螺栓连接摩擦面涂料优先选用无机富锌防锈防滑涂料，抗滑移系数可达0.6以上，比规范要求的0.55约高10%。

（2）加固前必须对钢梁的线形进行测量，测量时发现钢梁有旁弯的情况时，可采用CAD等制图软件进行现场模拟，以指导现场施工方案的编制。

6 结语

20世纪五十年代至今，我国兴建了大量的钢桥，随着服役时间越来越长，需要加固的钢桥也将越来越多。截面加大法，由于其方便实用，在今后将成为钢桥加固的一种最常用方法之一。所以，归纳总结钢梁截面加大法施工经验，研究其施工技术，对提高今后钢桥的加固质量具有重要的意义。