美國卡珀朗紀(jì)念橋維修加固
- 發(fā)布時(shí)間：2017-12-22 11:22:29
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- 出處：加固之家
- 作者：小柯
卡珀朗紀(jì)念橋(Cappelen Memorial Bridge)位于美國明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯市，跨越密西西比河，橋長320.3 m，跨徑布置為(16.8+60.7+122.0+60.7+16.8) m，結(jié)構(gòu)形式為5跨連續(xù)上承空腹式混凝土拱橋，活荷載為AASHTO HL-93荷載。1923年建成時(shí)，是當(dāng)時(shí)世界上最大跨徑的混凝土拱橋，欄桿、路燈等外觀的裝飾性設(shè)計(jì)極具意匠美，被列為美國歷史文化遺產(chǎn)。
該橋1970年維修過1次，到目前的第2次修繕已經(jīng)使用了近50年。第2次大規(guī)模維修后希望再繼續(xù)使用50年。此次加固內(nèi)容主要有：為提高橋梁東側(cè)線路交叉的安全性，將既有橋面的2車道擴(kuò)寬為4車道;消除人行道坡度，車道和人行道間采用護(hù)欄進(jìn)行分離，提高行人、自行車使用者的安全性、便利性。
該橋在第1次加固時(shí)，欄桿和路燈、墩帽的外部裝飾、橋墩上懸臂伸出的展望臺等大部分都被拆除。在此次的修繕中將對這些裝飾性設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)原。墩帽和橋面板在1970年修繕中都更換過，這次再度進(jìn)行更換。2007年開始對既有橋梁進(jìn)行調(diào)查，并開始進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。對橋梁各構(gòu)件的耐久性、壽命成本以及作為歷史文化遺產(chǎn)的保存價(jià)值等進(jìn)行綜合評估。判斷結(jié)構(gòu)主體不需要進(jìn)行即時(shí)關(guān)閉以及限制交通荷載，但主要構(gòu)件都存在截面受損、鋼材銹蝕，均有必要進(jìn)行加固。拱上立柱1970年修繕時(shí)全部更換過，立柱數(shù)量減少了一半，這次所有的立柱都保留，只進(jìn)行加固。拱和橋墩與1970年修繕時(shí)一樣，這次只進(jìn)行加固。
混凝土修補(bǔ)材料提高了材料的強(qiáng)度、耐久性能，養(yǎng)生完成后材料的色彩、表面的精加工等都做了詳細(xì)的規(guī)定。采用米蘭工法對拱肋混凝土內(nèi)部的鋼構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)電陽極方式的電氣防腐抑制劣化。伸縮縫和排水設(shè)備劣化導(dǎo)致漏水，橋梁下部結(jié)構(gòu)顯著損傷。冬季有3個(gè)月平均氣溫處于冰點(diǎn)以下，混凝土結(jié)構(gòu)因凍害導(dǎo)致劣化。另外為防止道路凍結(jié)，在路面大量撒布氯化鈣和氯化鎂溶液，這些液體通過橋梁上部結(jié)構(gòu)的漏水場所加速了下部結(jié)構(gòu)的損傷。這次加固將橋上的15個(gè)伸縮縫減少至6個(gè)，并在橋面板上澆筑厚19 mm的聚酯聚合物混凝土，提高上部結(jié)構(gòu)的防水性能。
為盡量減少修繕施工給兩岸交通帶來的不便，橋面板和墩帽的拆除、重建要在116 d橋梁封閉期間完成，采用快速橋梁施工技術(shù)。通過將主要橋梁構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制，大幅度減少現(xiàn)場作業(yè)。
預(yù)制墩帽上預(yù)埋導(dǎo)管，并安裝在墩柱上。安裝后，從墩帽上通過導(dǎo)管在墩柱上鉆孔，再設(shè)置豎向環(huán)氧樹脂涂層鋼筋和灌注無收縮砂漿錨固在墩柱上。
橋面板整體都采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，橋面板與墩帽間有2種安裝方式：一種是用環(huán)氧樹脂涂層錨固鋼筋錨固在墩帽預(yù)制節(jié)段上形成固結(jié)。另一種是在墩帽上粘貼氟化乙烯樹脂膜，預(yù)制橋面板底部設(shè)置不銹鋼板(表面研磨加工)，相互間形成摩擦少的滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。預(yù)制橋面板間的連接通過澆筑超高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)混凝土，減少接縫鋼筋接頭的連接長度。
所有的欄桿進(jìn)行預(yù)制，欄桿間的端柱現(xiàn)場現(xiàn)澆，端柱通過環(huán)氧樹脂錨具錨固在預(yù)制橋面板上。
該橋2016年5月9日開始施工，歷時(shí)約4個(gè)月順利完成了維修加固，9月1日再次投入使用。復(fù)舊的展望臺，路燈、欄桿的裝飾性設(shè)計(jì)景觀效果較好。該加固工程被明尼蘇達(dá)州公共事業(yè)協(xié)會評為2016年度優(yōu)秀工程。
【文章來源：世界橋梁雜志】
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