導(dǎo)語(yǔ)：論析雙曲拱橋加固法的有效性一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：雙曲拱橋是我國(guó)始創(chuàng)的一種橋型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、病害對(duì)雙曲拱橋加固方法進(jìn)行了系統(tǒng)的論述。粘貼加固法能增加橋梁的整體性，是適用于雙曲拱橋的一種有效的加固方法。

關(guān)鍵詞：雙曲拱橋病害加固錨噴混凝土

一、橋梁加固改造設(shè)計(jì)的原則

舊橋加固設(shè)計(jì)仍然以現(xiàn)行的橋梁理論為基礎(chǔ)，采用橋梁《規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。舊橋加固改造方案的確定，首先要根據(jù)橋梁的現(xiàn)有技術(shù)狀況，存在的病害，車輛通行的需要，以及將來(lái)交通發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)加固改造的必要性和可能性作出分析判斷。然后對(duì)各種加固改造方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較，選擇合理的加固方案。設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意以下幾點(diǎn)：

1.1加固后的橋梁，在使用荷載作用下，原有的結(jié)構(gòu)和新增加的結(jié)構(gòu)各部分的強(qiáng)度、剛度和裂縫，均應(yīng)符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

1.2當(dāng)僅要求提高活載能力時(shí)，加固改造工作可以在原結(jié)構(gòu)保持恒載應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行。此時(shí)，原有結(jié)構(gòu)的全部恒載和加固改造后所增加的恒載，均由原結(jié)構(gòu)承擔(dān)，活載由原結(jié)構(gòu)和新增加的構(gòu)件或加大后的截面共同承擔(dān)。

1.3如果通過(guò)檢測(cè)和計(jì)算，原結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)力已接近或已超過(guò)允許值，需要減小原橋的恒載應(yīng)力，應(yīng)采取一定的卸載措施。

1.4采用增大截面法進(jìn)行舊橋加固改造時(shí)，由于新舊結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)或混凝土之間收縮率的不同，引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布，在新舊材料或新舊結(jié)合面處將出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，極易出現(xiàn)裂縫而影響結(jié)構(gòu)的整體性。因此，必要時(shí)應(yīng)該進(jìn)行收縮應(yīng)力的計(jì)算；在新舊材料或者新舊結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合面處采用增加纖維和采用性能相近的材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

二、橋梁加固改造的基本途徑

橋梁加固一般是指：通過(guò)對(duì)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)的性能改善，以恢復(fù)或提高現(xiàn)有橋梁的承載力，延長(zhǎng)使用壽命，適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。目前，?guó)內(nèi)外對(duì)橋梁進(jìn)行加固改造的技術(shù)途徑主要有以下五種：

2.1加強(qiáng)薄弱構(gòu)件在橋梁上，對(duì)于有嚴(yán)重缺陷的部位，或者因要通行重型車輛而不能滿足承載要求的部位，如：梁橋的跨中部位、支座部位、承受負(fù)彎矩的部位；拱橋的拱頂、拱腳、1/4拱跨部位；以及其也變截面處等．采取加強(qiáng)措施，進(jìn)行鋪強(qiáng)。在橋梁結(jié)構(gòu)中，特別要注意的是：橋梁的薄弱處一般在受拉區(qū)范圍內(nèi)，受壓區(qū)的情況則比較少。所以，對(duì)于薄弱處補(bǔ)強(qiáng)方法，往往采用噴射混凝土、粘貼鋼板、玻璃鋼，增大主梁或主拱圈截面的方法，增加其強(qiáng)度，以及采用高等強(qiáng)度混凝土或環(huán)氧混凝土砂漿封填裂縫，增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋或粘貼附加構(gòu)件對(duì)缺陷進(jìn)行處理。

2.2增加輔助構(gòu)件在橋梁承載力不足或因?yàn)槟撤N原因致使橋梁遭受破損時(shí)，可以在原有的結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件，如：梁橋中增設(shè)主梁、橫隔梁；簡(jiǎn)支梁之間加設(shè)輔助構(gòu)件，使其成為連續(xù)梁的工作狀態(tài)；梁下部采用八字支撐方式，增加跨孔改變受力狀態(tài)；拱橋中采用梁式結(jié)構(gòu)替代回填料等。

2.3改變結(jié)構(gòu)體系根據(jù)橋梁的實(shí)際狀況，采用梁式結(jié)構(gòu)改為拱式結(jié)構(gòu)；拱式結(jié)構(gòu)改為梁式結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)支梁改為連續(xù)梁；單跨結(jié)構(gòu)改為多跨結(jié)構(gòu)；增加支點(diǎn)；鉸接支撐改為剛性連接等，通過(guò)這些手段達(dá)到改善結(jié)構(gòu)薄弱處的受力狀態(tài)，提高整體橋梁的承載能力。

2.4減輕恒載減輕橋梁上部結(jié)構(gòu)的恒載，改善原橋梁的受力狀態(tài)，提高橋梁的承載能力，特別是在橋梁基礎(chǔ)承載力受到限制，不能滿足加固上部結(jié)構(gòu)和提高活載承載力時(shí)，通過(guò)減輕橋梁恒載的辦法來(lái)提高承受活載的能力，乃一種經(jīng)濟(jì)有效的措施。

2.5加固橋墩、臺(tái)及基礎(chǔ)在橋梁結(jié)構(gòu)中，有相當(dāng)?shù)囊恍┤毕菔怯蓸蛄憾铡⑴_(tái)和基礎(chǔ)的病害引起的，因此，需要從其著手進(jìn)行加固處理。通常采用的辦法是：用鋼筋混凝土套箍并施加外部預(yù)應(yīng)力加固墩身。對(duì)于基礎(chǔ)加固措施，常采用加校法和擴(kuò)大基礎(chǔ)法進(jìn)行處理。

三、雙曲拱橋上部結(jié)構(gòu)主要病害

雙曲拱橋上部結(jié)構(gòu)的病害較多，主要有：拱波縱向開(kāi)裂；拱肋升裂；橫系梁(橫隔板)開(kāi)裂或脫落；拱頂下沉；側(cè)墻鼓脹外傾等。

3.1拱波縱向開(kāi)裂拱波的縱向開(kāi)裂是雙曲拱橋最常見(jiàn)的病害。發(fā)生在施工及運(yùn)營(yíng)階段。由于建設(shè)時(shí)鋼材十分緊張，拱波配筋很少，脫模起吊時(shí)稍有不慎都會(huì)造成拱波開(kāi)裂，在荷載作用下，其裂縫將進(jìn)一步地?cái)U(kuò)張。再加之雙曲拱橋的橫向聯(lián)系剛度太小，活荷載橫向分布較差，拱肋受力不均勻，造成各拱肋變形存在較大差異，改變了拱波的受力狀態(tài)，加劇了拱波的裂縫產(chǎn)生。

3.2拱肋開(kāi)裂拱肋的橫向開(kāi)裂、拱頂下沉一般同時(shí)產(chǎn)生，原因主要有3個(gè)方面：一是拱肋截面過(guò)小，鋼筋含量過(guò)少，拱肋的承載能力和抗開(kāi)裂能力不高；二是拱肋受力的不均勻性，導(dǎo)致單肋受力過(guò)大；三是基礎(chǔ)下沉及傾斜造成的。拱肋的接頭也是病害問(wèn)題較多的部位，容易出現(xiàn)接頭鋼板銹蝕、混凝土破碎等現(xiàn)象。

3.3拱肋與拱波結(jié)合處開(kāi)裂主拱圈環(huán)向縫是產(chǎn)生在拱肋、拱波（拱板）結(jié)合面上，平行于拱軸線的裂縫。主拱圈環(huán)向縫又可分為法向拉力環(huán)向裂縫和剪力環(huán)向裂縫兩種；法向拉力環(huán)向縫出現(xiàn)在拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段，主拱圈截面下部出現(xiàn)拉應(yīng)力，拱波的結(jié)合面位于受拉區(qū)，當(dāng)結(jié)合面的拉應(yīng)力大于結(jié)合面的極限拉應(yīng)力時(shí)，即出現(xiàn)法向拉力環(huán)向縫。

3.4橫系梁開(kāi)裂或脫落雙曲拱橋的橫系梁(橫隔板)，一般尺寸都較小，強(qiáng)度和剛度也相應(yīng)較弱，與橫肋聯(lián)結(jié)處的抗剪能力也偏小，當(dāng)承受較大的外荷載作用時(shí)，產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形，導(dǎo)致橫系梁開(kāi)裂、脫落，無(wú)法有效地橫向分配荷載，并引起拱肋的受力與變形不均勻，加劇了橫系梁的病害產(chǎn)生。橫系梁(橫隔板)開(kāi)裂或脫落。

四、雙曲拱橋加固方法

4.1增大截面法實(shí)腹式拱橋存在實(shí)腹段，而拱頂截面承載力不足時(shí)，如果采取拆除拱上實(shí)腹部分加固主拱圈拱背難度大，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，工程費(fèi)用高，又要中斷交通，在橋下凈空容許、或根據(jù)水文資料，橋下泄水面積容許縮小時(shí)，可在原拱圈下面噴射鋼筋網(wǎng)混凝土或緊貼原拱因下面澆注鋼筋混凝土新拱圈。

4.2改變結(jié)構(gòu)體系方法加固不同的結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)不同，利用這一特點(diǎn)，通過(guò)改變?cè)瓨蛏喜拷Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，改變結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，達(dá)到改善結(jié)構(gòu)受力、提高承載力的目的。改變結(jié)構(gòu)體系加固是一種主動(dòng)加固的方法，適合于雙曲拱橋的加固。目前，已經(jīng)采用不少改變結(jié)構(gòu)形式的方法加固雙曲拱橋，典型的有將雙曲拱橋改變?yōu)檠芗芄皹颍▌偧芄皹颍?、將雙曲拱橋改變?yōu)橄湫凸皹蚝透淖児吧辖ㄖ慕Y(jié)構(gòu)形式幾種方法。

4.3粘貼加固方法與技術(shù)在荷載作用下，主拱圈產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果超過(guò)其承受限度時(shí)，將導(dǎo)致主拱圈開(kāi)裂、破損，喪失承載力，甚至坍塌；除了前述可以通過(guò)增大截面法減小主拱圈承受的拉應(yīng)力，提高原橋承載力的途徑外，還可采用環(huán)繞砂漿在主拱圈的受拉區(qū)段粘貼鋼板鋼筋，或用環(huán)氧臟漿粘貼玻璃纖維布(玻璃鋼)、碳纖維布、芳綸纖維布等高強(qiáng)材料，增加主拱圈的強(qiáng)度，提高橋梁的承載力。

五、工程實(shí)例

重慶市開(kāi)縣某橋?yàn)?孔一13m，矢跨比1/2的石拱橋。橋面凈寬7m，是清朝道光年間修建的古為今用的老石拱橋，主拱圈厚寬為60cm，用糯米石灰漿砌筑，石料強(qiáng)度為50號(hào)。運(yùn)營(yíng)上百年后有三跨主拱圈下緣出現(xiàn)多處縱向貫穿性裂縫，成為危橋。由于重慶市開(kāi)縣白鶴電廠運(yùn)送發(fā)電機(jī)等重型設(shè)備，荷載重量達(dá)到240t左右，需通過(guò)該橋，2004年6月28日采用環(huán)氧砂漿粘貼鋼板進(jìn)行了加固。加固方法是：在全拱圈范圍內(nèi)，用兩層6條寬1m。厚0.6m的鋼板采用環(huán)氧砂漿分段分層粘貼加固，每段鋼板長(zhǎng)1.2m，設(shè)計(jì)采用了少量異形鋼板，讓每條鋼板肋的鋼板接縫位置錯(cuò)開(kāi)，第二層鋼板與第一層鋼板錯(cuò)開(kāi)粘貼。粘貼鋼板前先用環(huán)氧膠漿灌注裂縫，對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理后，再粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)。

六、結(jié)論及建議

雙曲拱橋由于其自身的特點(diǎn)，產(chǎn)生的病害特征基本一致，在地基承載力許可的條件下，基本可以通過(guò)加固提高其承載力。

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