雙曲拱橋加固技術研究

1、雙曲拱橋加固技術研究摘要：雙曲拱橋是我國始創(chuàng)的一種橋型，根據(jù)其構造特點、病害對雙曲拱橋加固方法進展了系統(tǒng)的闡述。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。關鍵詞：雙曲拱橋病害加固錨噴混凝土1橋梁加固改造設計的原那么舊橋加固設計仍然以現(xiàn)行的橋梁理論為根底，采用橋梁?標準?為標準進展設計。舊橋加固改造方案確實定，首先要根據(jù)橋梁的現(xiàn)有技術狀況，存在的病害，車輛通行的需要，以及將來交通開展的趨勢，對加固改造的必要性和可能性作出分析判斷。然后對各種加固改造方法的技術經(jīng)濟效益進展比擬，選擇合理的加固方案。設計時特別要注意以下幾點：1.1加固后的橋梁，在使用荷載作用下，原有的構造和

2、新增加的構造各局部的強度、剛度和裂縫，均應符合現(xiàn)行設計標準的要求。1.2當僅要求進步活載才能時，加固改造工作可以在原構造保持恒載應力狀態(tài)下進展。此時，原有構造的全部恒載和加固改造后所增加的恒載，均由原構造承當，活載由原構造和新增加的構件或加大后的截面共同承當。1.3假如通過檢測和計算，原構造的工作應力已接近或已超過允許值，需要減小原橋的恒載應力，應采取一定的卸載措施。1.4采用增大截面法進展舊橋加固改造時，由于新舊構造的材料性質(zhì)或混凝土之間收縮率的不同，引起構造內(nèi)力的重分布，在新舊材料或新舊結(jié)合面處將出現(xiàn)較大的拉應力，極易出現(xiàn)裂縫而影響構造的整體性。因此，必要時應該進展收縮應力的計算；在新舊材

3、料或者新舊構造之間的結(jié)合面處采用增加纖維和采用性能相近的材料進展補強。2橋梁加固改造的根本途徑橋梁加固一般是指：通過對構件的補強和構造的性能改善，以恢復或進步現(xiàn)有橋梁的承載力，延長使用壽命，適應現(xiàn)代交通運輸?shù)囊蟆Ｄ壳?，國?nèi)外對橋梁進展加固改造的技術途徑主要有以下五種：2.1加強薄弱構件在橋梁上，對于有嚴重缺陷的部位，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措施，進展鋪強。在橋梁構造中，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)的情況那么比擬少。所以，對于薄弱處補強方法

4、，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，增加其強度，以及采用高等強度混凝土或環(huán)氧混凝土砂漿封填裂縫，增設預應力鋼筋或粘貼附加構件對缺陷進展處理。2.2增加輔助構件在橋梁承載力缺乏或因為某種原因致使橋梁遭受破損時，可以在原有的構造上增加新的受力構件，如：梁橋中增設主梁、橫隔梁；簡支梁之間加設輔助構件，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)；拱橋中采用梁式構造替代回填料等。2.3改變構造體系根據(jù)橋梁的實際狀況，采用梁式構造改為拱式構造；拱式構造改為梁式構造；簡支梁改為連續(xù)梁；單跨構造改為多跨構造；增加支點；鉸接支撐改為剛性連接等，通過這些

5、手段到達改善構造薄弱處的受力狀態(tài)，進步整體橋梁的承載才能。2.4減輕恒載減輕橋梁上部構造的恒載，改善原橋梁的受力狀態(tài)，進步橋梁的承載才能，特別是在橋梁根底承載力受到限制，不能滿足加固上部構造和進步活載承載力時，通過減輕橋梁恒載的方法來進步承受活載的才能，乃一種經(jīng)濟有效的措施。2.5加固橋墩、臺及根底在橋梁構造中，有相當?shù)囊恍┤毕菔怯蓸蛄憾铡⑴_和根底的病害引起的，因此，需要從其著手進展加固處理。通常采用的方法是：用鋼筋混凝土套箍并施加外部預應力加固墩身。對于根底加固措施，常采用加校法和擴大根底法進展處理。3雙曲拱橋上部構造主要病害雙曲拱橋上部構造的病害較多，主要有：拱波縱向開裂；拱肋升裂；橫系梁

6、(橫隔板)開裂或脫落；拱頂下沉；側(cè)墻鼓脹外傾等。3.1拱波縱向開裂拱波的縱向開裂是雙曲拱橋最常見的病害。發(fā)生在施工及運營階段。由于建立時鋼材非常緊張，拱波配筋很少，脫模起吊時稍有不慎都會造成拱波開裂，在荷載作用下，其裂縫將進一步地擴張。再加之雙曲拱橋的橫向聯(lián)絡剛度太小，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拱肋開裂拱肋的橫向開裂、拱頂下沉一般同時產(chǎn)生，原因主要有3個方面：一是拱肋截面過小，鋼筋含量過少，拱肋的承載才能和抗開裂才能不高；二是拱肋受力的不均勻性，導致單肋受力過大；三是根底下沉及傾斜造成的。拱肋的接頭也是病害

7、問題較多的部位，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)向縫出如今拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段，主拱圈截面下部出現(xiàn)拉應力，拱波的結(jié)合面位于受拉區(qū)，當結(jié)合面的拉應力大于結(jié)合面的極限拉應力時，即出現(xiàn)法向拉力環(huán)向縫。3.4橫系梁開裂或脫落雙曲拱橋的橫系梁(橫隔板)，一般尺寸都較小，強度和剛度也相應較弱，與橫肋聯(lián)結(jié)處的抗剪才能也偏小，當承受較大的外荷載作用時，產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形，導致橫系梁開裂、脫落，無法有效地橫向分配荷載，并引起拱肋的受力與變形不均

8、勻，加劇了橫系梁的病害產(chǎn)生。橫系梁(橫隔板)開裂或脫落。4雙曲拱橋加固方法4.1增大截面法實腹式拱橋存在實腹段，而拱頂截面承載力缺乏時，假如采取撤除拱上實腹局部加固主拱圈拱背難度大，費工、費時，工程費用高，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，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改變構造體系方法加固不同的構造體系的受力特點不同，利用這一特點，通過改變原橋上部構造的構造體系，改變構造的內(nèi)力分布，到達改善構造受力、進步承載力的目的。改變構造體系加固是一種主動加固的方法，合適于雙曲拱橋的加固。目前，已經(jīng)采用不少改變構造形式的方法加

9、固雙曲拱橋，典型的有將雙曲拱橋改變?yōu)檠芗芄皹騽偧芄皹?、將雙曲拱橋改變?yōu)橄湫凸皹蚝透淖児吧辖ㄖ臉嬙煨问綆追N方法。4.3粘貼加固方法與技術在荷載作用下，主拱圈產(chǎn)生拉應力，假如超過其承受限度時，將導致主拱圈開裂、破損，喪失承載力，甚至坍塌；除了前述可以通過增大截面法減小主拱圈承受的拉應力，進步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、芳綸纖維布等高強材料，增加主拱圈的強度，進步橋梁的承載力。5工程實例重慶市開縣某橋為5孔一13，矢跨比1/2的石拱橋。橋面凈寬7，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60，用糯米石灰漿砌筑，石料強度為50號。運營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。由于重慶市開縣白鶴電廠運送發(fā)電機等重型設備，荷載重量到達240t左右，需通過該橋，2022年6月28日采用環(huán)氧砂漿粘貼鋼板進展了加固。加固方法是：在全拱圈范圍內(nèi)，用兩層6條寬1。厚0.6的鋼板采用環(huán)氧砂漿分段分層粘貼加固，每段鋼板長1.2，設計采用了少量異形鋼板，讓每條鋼板肋的鋼板接縫位置錯開，第二層鋼板與第一層鋼板錯開粘貼。粘貼鋼板前先用環(huán)氧膠漿灌注裂縫，對裂縫