石拱桥病害成因分析与加固措施研究
1引言
石拱桥由于其就地取材、施工简洁、不需要大型设备等优点，在50年月~80年月被广泛推广使用。然而，随着我国经济建设的高速进展，重型车辆与日俱增，加之桥梁建设时设计荷载较小，导致现阶段多数石拱桥已无法满意正常使用要求，处于超负荷状态，因而消失病害状况较多，需要修理加固，提高其承载力量。本文将就石拱桥常见病害的成因与加固处理措施作一些浅要分析。
2石拱桥常见病害及成因分析
2.1主拱圈裂缝
拱圈裂缝是石拱桥最常见的病害。主拱圈开裂严峻影响桥梁的安全性，根据开裂方向可以分为主拱圈横向裂缝与纵向裂缝。
2.1.1主拱圈横向裂缝及成因分析
主拱圈横向裂缝多发生在拱顶下部或拱脚上部，其主要成因分析如下:
1)主拱圈截面太薄或石料强度不够。对石拱桥主拱圈进行内力分析可知，拱顶承受最大正弯矩，拱脚承受最大负弯矩，当截面抗力小于荷载内力时，拱顶下部或拱脚上部受拉部位开裂。
2)拱圈受力不对称。这种状况主要发生在坡桥或弯桥上。
有些坡桥坡度较大，而主拱圈水平设置，造成拱圈受力不对称；车辆在弯桥上转弯时产生向心力，造成拱圈弯道外侧开裂。
3)基础匀称沉降，墩台移动。石拱桥多按无铰拱设计，为超静定结构。基础沉降或墩台位移将引起主拱圈巨大的附加应力，造成拱圈横向开裂，且多发生在L／4处。
4)设计时拱轴系数选择不当
5)施工质量差。如砂浆不饱满、砌筑工艺不规范等。
主拱圈横向裂缝对原结构的影响:假如主拱圈消失横向裂缝并进展到肯定深度，开裂面的抗弯惯性矩将大大降低，相当于形成铰，转变原结构体系，内力随之发生变化，结构的稳定性降低。假如消失多条横向裂缝，形成三铰以上时，结构将变成可变体系，失稳破坏。
2.1.2主拱圈纵向裂缝及成因分析
主拱圈的纵向裂缝成因分析如下:
1)拱圈多采纳分环砌筑，如在施工时，未留意环与环交叉搭接，则会在拱腹发生纵向开裂;
2)基础非匀称沉降;
3)结构自身的受力特征影响，如弯桥受离心力作用; 4）局部温度应力。对于长期存在局部日照的拱桥，横向两侧存在较大温差，主拱圈或在日照区域边缘产生纵向裂缝。
主拱圈纵向裂缝对原结构的影响:结构自身横向整体性降低;裂缝两侧拱圈的受力变形不匀称，局部内力增大。由于裂缝使横向受力性能减弱，即使横向力不变，裂缝也将连续进展，继而导致拱桥承载力量的降低。
2.2腹拱圈裂缝
腹拱圈开裂现象严峻且普遍，其主要成因分析如下: 1)铰缝处理不当。石砌腹拱圈的铰石应选择石质坚硬且无裂纹的石料，一对铰石的接触面较一般拱石应多加修凿以增大实际接触面积，假如施工中未达到要求，将导致铰石破坏而开裂;
2)拱与拱上建筑的联合作用显著;
3)腹拱的开裂造成桥面破坏，加上养护不到位，引起桥面渗水，又加剧了腹拱圈裂缝的开展。
2.3桥面破损
桥面破损影响行车舒适性和安全性、且可能加剧其他部位破损。其主要成因分析如下：
1)对实腹式拱桥来说，拱上填料多采纳砂砾或碎石等柔性填料，柔性填料在车辆荷载作用下的不匀称压缩变形或台后排水处理不当，造成填料积水，填料强度降低，引起路面破坏。
2)空腹式拱桥由于腹拱铰的存在，为适应变形的需要，侧墙与桥面结构需相应设置伸缩缝或变形缝，这些部位往往
是裂缝的起源。
2.4防水层破坏或失效
防水层破坏或失效，使拱圈漏水，影响结构安全，缩短了桥梁的使用寿命。其主要成因分析如下:
1)实腹式拱桥施工时常采纳易找到的一般亚粘土作为防水层，防水效果不佳；桥面有渗水，防水层易软化而失效。 2)空腹式拱桥多采纳沥青、油毛毡防水层，油毛毡简单老化，特殊是变形缝处，难以保证沥青麻絮密实。
除此之外，石拱桥还有基础冲刷及基础沉降、滑移、开裂等许多病害。石拱桥的病害有的影响桥梁的安全，有的只是影响桥梁的使用性能。因此对石拱桥的病害进行详尽的调查分析，可依据危害程度的不同进行相应处理，对那些危及交通安全的病害要准时整治，必要时需对桥梁进行加固改造。 3主拱圈常用加固措施
石拱桥加固措施许多，但归根结底，主要是增大拱圈截面、增加拱肋、拱波之间的联系、加强横向联系、减轻拱上建筑的重量等几种基本方法方法及其衍生。加固原理如下: 加固方法主要通过增大截面面积A、W减小截面应力或通过增大容许应力来提高桥梁的承载力量。
目前，常用的加固措施有锚喷混凝土加固、体外预应力加固及钢筋混凝土套箍加固。
3.1锚喷混凝土加固
锚喷混凝土加固是隧道施工中的“新奥法”在桥梁加固中的应用。其加固机理在于:利用锚入原主拱圈内的锚杆挂设钢筋网，再喷射加入适量速凝剂的混凝土至结构面层，形成复合主拱圈，与原主拱圈共同协调变形，分担部分活载，从而达到提高桥梁承载力的目的。
工艺流程：处理原有裂缝→设置砂浆锚固→主拱圈凿毛、冲洗→挂设钢筋网→喷射混凝土→养生。
施工要点:每次喷护厚度不宜超过5~8cm。若需加厚，需反复多喷几次。
3.2碳纤维粘贴加固
体外预应力加固是以钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具，对桥梁结构施加预应力，以预应力产生的弯矩和拉力部分抵消外荷载长生的内力，从而达到改善旧桥使用性能并提高其承载力量的目的，具有加固、卸载和转变结构或构件内力分布三重效果。
（1）工艺流程：安装锚固板→安装箍圈或定位梢→布设钢丝束→张拉→进行必要的防护处理。
（2)施工要点:需重视钢材防锈处理。
3.3钢筋混凝土套箍加固
钢筋混凝土套箍主拱圈加固的主要机理在于:增大原主拱圈的截面尺寸和刚度;新增设钢筋混凝土层与原主拱圈共同作用,分担了桥梁活载;钢筋混凝土套箍环状封闭原主拱
圈，使结构三向受压，提高结构抗压强度，同时增加桥梁防水蚀、抗风化力量。
（1）工艺流程：处理原有裂缝→设置砂浆锚固→主拱圈凿毛、冲洗→挂设纵、环钢筋网格→现浇拱腹、侧面、拱背混凝土→养生。
（2）施工要点:①纵向钢筋在拱脚区段予以加密;②套箍封闭层采纳移动架模现浇施工；③先浇拱腹面及拱圈两侧面,再浇拱背;从拱脚往拱顶方向两岸对称施工。
4小结
桥梁加固是一项重要的桥梁讨论课题。在我国,由于旧桥设计标准偏低,现有交通量高速增长的形势,打算了我国有相当一部分桥梁急待加固的客观现实。针对既有桥梁的损伤、缺陷及使用状况，把握石拱桥病害形成的缘由，并对症下药，制定合理的桥梁加固修理方案来提高桥梁的耐久性、安全性及使用性，具有重要意义。
桥梁病害成因分析及其处置对策（上、下）（每日一练） 考生姓名：苏东旭考试日期：【2020-08-12 】单项选择题（共2 题) 1、裂缝是混凝土结构病害的最终形式，一般可分为（）(E) ?A,荷载裂缝 ?B,非荷载裂缝 ?C,横向裂缝 ?D,纵向裂缝 ?E,A+B 答题结果： 正确答案：E 2、桥梁病害按类型可分为（）(D) ?A,耐久性 ?B,受力性 ?C,安全性
答题结果： 正确答案：D 多项选择题（共5 题) 1、多片梁结构在主梁之间的桥面出现贯穿纵向裂缝，主要原因有（）(ABCDE) ?A,拼装T梁，横隔板脱焊 ?B,空心安铰缝构造不合理 ?C,组合箱梁湿接缝挠曲变形开裂 ?D,宽幅箱梁受活载轴重影响 ?E,宽幅箱梁支座布置不当 答题结果： 正确答案：ABCDE 2、桥梁病害按发生的部位分，主要为（）(ABC) ?A,上部结构 ?B,下部结构 ?C,附属结构
?E,桥墩 答题结果： 正确答案：ABC 3、荷载裂缝主要发生的部位有（）(ABC) ?A,受拉区 ?B,受剪区 ?C,振动严重的部位 ?D,其他部位 答题结果： 正确答案：ABC 4、混凝土结构非荷载裂缝，主要有（）(ABCD) ?A,温度裂缝 ?B,收缩裂缝 ?C,钢筋锈胀裂缝 ?D,不均匀沉降造成的裂缝
答题结果： 正确答案：ABCD 5、一般条件下，混凝土拱圈横向裂缝（）(BD) ?A,允许最大缝宽0.25mm ?B,允许最大缝宽0.30mm ?C,允许最大缝宽0.20mm ?D,裂缝高度小于截面高度一半答题结果： 正确答案：BD 判断题（共5 题) 1、 (A) ?A、正确 B、错误 答题结果： 正确答案：A
石拱桥下部结构病害及加固措施 【摘要】本文对石拱桥下部结构的病害及其形成原因进行分析阐述，进而针对各部位的病害特征提出其维修和加固措施。 【关键字】石拱桥下部结构病害加固措施 前言 石拱桥结构大多建造年代久远，服役年限过长，尤其是古代石拱桥，建造时仅仅考虑到当时的使用要求和交通流量。石拱桥在古代的实际服役状态是完全可以满足古代的交通流量，因为古代并没有现代的汽车等重荷载通过桥梁，最多是古代的马车。这种情况下石拱桥在古代的服役年限也相当长，多长达上千年。本文所研究的安徽省某县龙门桥始建于明神宗万历12年，即公元1584年，为五孔半圆弧拱桥，桥长59.3米，宽约6米，服役年限达424年，在漫长的使用过程中，人为使用因素、战争、火灾、不可抗拒的地震、泥石流、环境污染、地基沉降、材料风化、河床冲刷、河道变迁等外界因素导致桥梁结构产生永久性损伤或经过处理完全可以消除的一般性损伤。这些损伤称作病害。桥梁病害是桥梁内、外部致病根源的直接反映和表征，也是科学、合理地选择维修加固技术与施工方法的依据。因此，在对石拱桥进行性能试验评估前一定要调查清楚拱桥本身存在的病害，以便做出正确的评定结论。 一般情况下，石拱桥产生病害的原因分为外因和内因。外因一般包括不可抗拒的战争、火灾、地震、泥石流、环境污染、地基沉降、材料风化、河床冲刷、河道变迁、雨水侵蚀等；这里的内因是指与人为有关的因素，主要是指施工质量差与设计不合理、选用的石材节理不充分发育等。由于施工引起石拱桥病害原因有：灰缝不饱满、砂浆强度太低、石料标号太低、砌石未错缝等、过早卸架，未等拱上建筑完成而裸拱卸载。 1下部结构病害及其成因分析 墩台和基础是直接承担上部结构的荷载(包括恒载和活载)，并将之传递给地基。基础与墩台的使用状况是确定桥梁运营安全的重要因素之一。下部结构的病害将直接引发桥梁承载能力不足(或降低)或其他病害。基础、墩台及桥台的常见病害有以下几种： 1.1基础病害分析 我国常见的古代石拱桥大多是浅基础，限于古代生产力发展水平，没有现代化的施工机械，对桥梁地基的处理可能不太完善。由于地基的压密下沉而引起基础沉降，这对于任何一座桥梁都是难以避免的，在一定范围内是正常现象，而超出一定的范围则将对桥梁产生有害的影响，石拱桥在软土地基上修建的桥梁基础，由于经常受到土基压实下沉和地下水位下降等的影响，经常会产生不均匀沉
浅谈石拱桥常见加固施工方法 1前言 石拱桥是砌体结构，具有因地制宜、就地取材、造价低、桥型雄伟壮观的特点，其抗压能力强，但抗拉和抗弯能力差。主拱圈受力主要以受压为主，充分利用了圬工材料抗压性能优良的特点，是我国早期桥梁的主要结构形式。随着交通运输事业的发展，交通量日益增长，重型交通数量增大，导致现有石拱桥出现了各种不同程度的病害，承载力不断降低，不能满足现有交通量需求和公路等级要求，加固改造迫在眉睫。 2 影响石拱桥稳定性的因素 2.1主拱圈开裂 主拱圈裂縫是石拱桥最致命的病害，主要分为横向开裂与纵向开裂，主拱圈开裂严重影响到桥梁的安全，一旦出现，必须立即处理。造成主拱圈开裂的主要 原因有以下几点：①建桥年代久远，原设计荷载标准较低，随着交通量的日益增长，桥梁在长期超负荷运营下主拱圈出现开裂现象；②墩台、基础等的位移引起拱圈开裂。石拱桥多为超静定结构的无铰拱。基础沉陷或墩台位移会引起主拱圈产生较大的附加应力导致主拱圈开裂；③主拱圈受力不对称。主要发生在弯桥上。车辆在弯桥上转弯时产生向心力，造成拱圈弯道外侧开裂。 2.2 侧墙开裂与外鼓 侧墙开裂与外鼓是石拱桥拱上结构最常出现的病害。侧墙常出现顺桥向、横桥向裂缝。侧墙外鼓则与侧墙开裂相伴产生。其产生的原因为：①交通荷载过大，或其冲击作用太强使侧墙承受的土侧压力增大；②建桥时未设置沉降缝，当桥台有沉降时候，拱上侧墙就发生不规则的裂缝；③拱上建筑中的填料不密实，或填料质量不好，桥面破损后积水渗透至拱上填料，降低其强度，经过浸泡后发生膨胀对侧墙产生挤压，使得侧墙发生外鼓甚至开裂等。 2.3 基础或墩台的不均匀沉降、位移 基础与墩台的使用状况是确保桥梁运营安全的重要因素之一。对于石拱桥而
石拱桥病害成因分析与加固措施研究 1引言 石拱桥由于其就地取材、施工简洁、不需要大型设备等优点，在50年月~80年月被广泛推广使用。然而，随着我国经济建设的高速进展，重型车辆与日俱增，加之桥梁建设时设计荷载较小，导致现阶段多数石拱桥已无法满意正常使用要求，处于超负荷状态，因而消失病害状况较多，需要修理加固，提高其承载力量。本文将就石拱桥常见病害的成因与加固处理措施作一些浅要分析。 2石拱桥常见病害及成因分析 2.1主拱圈裂缝 拱圈裂缝是石拱桥最常见的病害。主拱圈开裂严峻影响桥梁的安全性，根据开裂方向可以分为主拱圈横向裂缝与纵向裂缝。 2.1.1主拱圈横向裂缝及成因分析 主拱圈横向裂缝多发生在拱顶下部或拱脚上部，其主要成因分析如下: 1)主拱圈截面太薄或石料强度不够。对石拱桥主拱圈进行内力分析可知，拱顶承受最大正弯矩，拱脚承受最大负弯矩，当截面抗力小于荷载内力时，拱顶下部或拱脚上部受拉部位开裂。 2)拱圈受力不对称。这种状况主要发生在坡桥或弯桥上。
有些坡桥坡度较大，而主拱圈水平设置，造成拱圈受力不对称；车辆在弯桥上转弯时产生向心力，造成拱圈弯道外侧开裂。 3)基础匀称沉降，墩台移动。石拱桥多按无铰拱设计，为超静定结构。基础沉降或墩台位移将引起主拱圈巨大的附加应力，造成拱圈横向开裂，且多发生在L／4处。 4)设计时拱轴系数选择不当 5)施工质量差。如砂浆不饱满、砌筑工艺不规范等。 主拱圈横向裂缝对原结构的影响:假如主拱圈消失横向裂缝并进展到肯定深度，开裂面的抗弯惯性矩将大大降低，相当于形成铰，转变原结构体系，内力随之发生变化，结构的稳定性降低。假如消失多条横向裂缝，形成三铰以上时，结构将变成可变体系，失稳破坏。 2.1.2主拱圈纵向裂缝及成因分析 主拱圈的纵向裂缝成因分析如下: 1)拱圈多采纳分环砌筑，如在施工时，未留意环与环交叉搭接，则会在拱腹发生纵向开裂; 2)基础非匀称沉降; 3)结构自身的受力特征影响，如弯桥受离心力作用; 4）局部温度应力。对于长期存在局部日照的拱桥，横向两侧存在较大温差，主拱圈或在日照区域边缘产生纵向裂缝。
旧石拱桥维修加固方案 摘要：针对交通量的迅速增长及超载、超限车辆的大量增加，道路上的一些旧石拱桥出现了各种各样的病害，因此及时找出病害产生的原因，并提出合理的加固维修方案具有十分重要的现实意义。 关键词：旧石拱桥加固方案 1 引言 随着国民经济的蓬勃发展，我区道路交通量迅速增长，有大量超载运煤车辆通过,特别是煤炭运输的”小火车”,这种”小火车”即人们通常所说的主,挂车装载量均在40-60吨重的特重型超限运输车辆, 与一节火车皮无异；随着荷载的大大增加，一些早年修建的石拱桥处于一种超负荷状态，各种各样的病害暴露了出来，譬如拱圈裂缝、局部变形，拱墙外鼓，基础下沉等，有些拱桥已经处于一种危险状态，为此我们根据以往从事设计、施工的经验，及时找出病害原因，提出危桥加固方案。 旧石拱桥病害原因分析 旧石拱桥发生损坏体现在主拱圈上就是出现各种裂缝，主要是由以下原因造成： 2.1由于墩台移动、拱圈受力不对称或基础沉陷的影响，在拱顶下部或拱脚上部可能发生裂缝，有时裂缝会通裂至拱壁； 2.2由于拱圈变形而产生的拱上构造的外加应力，可能使空腹式小拱发生裂缝； 2.3如拱桥由多层平行拱圈石砌成，在施工中圈与圈又未注意交错搭接，则会在拱圈下部腹石发生纵向裂缝。 拱圈裂缝也许只有1-2MM，但一经开裂，往往容易发展，足以危及桥梁的正常使用。 结合实例介绍旧石拱桥改造方案 下面根据我区旧石拱桥维修的实例，探讨旧石拱桥维修改造的三种方案： 1压浆法处理方案 我区县道冯木公路11K+800马庄中桥原桥建于1988年，为5孔－11M石拱桥，桥面净宽7M ，垂直净空2.5M,矢跨比1:6，设计荷载：汽－15，挂－80，10#浆砌块石重力式桥墩，10#浆砌片石U型桥台。由于使用年限较长及大量超
山区石拱桥修建年代久远，社会快速发展车辆通行量增加快，远桥梁设计荷载不满足现 行要求。导致原石拱桥出现各种病害，本文就石拱桥出现的典型病害行进分析并提出切实可 行的加固方案。 1、石拱桥主要病害 1.1上部结构 石拱圈砌缝砂浆脱落、渗水析白、砌体风化、拱上侧墙裂缝垮塌、拱脚出现裂缝。 1.2下部结构 主要病害为桥台渗水、基础冲刷、外露基岩风化。 1.3桥面系 桥面铺装裂缝、局部破损。 2、病害分析 2.1上部结构 石拱圈的砌体砌缝砂浆脱落严重、渗水析白、砌体风化、拱上侧墙裂缝垮塌、拱脚出现裂缝。该类型病害是石拱桥的通病，主要原因是由于当时建设条件如资金、修建工艺等的限制，采用的砂浆强度较低且砌缝砂浆不饱满，经过几十年的风雨侵蚀、活载震动，导致砌缝砂浆 逐渐掉落。又因缺乏防、排水措施，桥面雨水渗入拱腔内，沿拱体砌缝渗漏，在拱底形成渗水、结晶析白的现象；行车荷载增加超过原桥设计荷载导致桥梁拱圈出现裂缝。 2.2下部结构 桥台基础冲刷严重。主要原因是基础未设置防护，常年洪水冲刷导致基础冲刷。 2.3桥面系 原桥拱腔填料长期受水侵泡，在车辆荷载作用下导致桥面铺装裂缝，局部破损。 3、加固方案 3.1石拱桥加固遵循的基本原则： (1)维修处治设计严格按照相关规范进行。 (2)尽量减少对原结构的损伤； (3)加固技术成熟可靠，具有长期加固效应，能满足结构耐久性要求； (4)施工设备简单，施工操作方便； (5)材料用量少，费用低； (6)后期养护工作量少； (7)加固施工时尽量不中断交通。 3.2加固方案讨论 通过对老桥的核算分析，不满足公路现行荷载等级要求；为提高桥梁的承载能力，应对老 桥进行加固。 结合该桥实际情况，讨论以下几种加固方案： 3.2.1.1 贴钢板法加固补强方案 本方案一般采用环氧树脂将钢板材料粘贴在钢筋混凝土构件表面，使之与结构物形成整体，从而取得提高构件的抗弯、抗剪能力，以及减少裂缝扩展的效果。该加固方案以下特点：(1）施工方便；（2）粘贴钢板所占空间较小，不减小桥梁净空；（3）加固施工工期短，消耗材 料少；（4）粘贴加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置，并可在不影响或少影 响交通的情况下施工。（5）采用环氧树脂系列的粘结材料将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物
石拱桥的维修加固方案 1 溪口桥概况 溪口桥位于延平区境内的316国道K211+922处，该桥由旧石拱桥和两侧新加宽桥组成。旧石拱桥净跨20m，全长32.80m，桥宽7m，桥高8.9m，矢跨比1/4，拱圈采用7.5号砂浆砌筑粗料石，厚度85cm.桥台采用5号砂浆浆砌块石。桥台两侧为5号浆砌块石挡土墙，台后填筑当地的土石混合料，旧石拱桥于1967年建成通车。两侧新加宽桥板拱为砼，于1999年12月建成通车。 旧拱桥经运营30多年后，在桥梁检测中发现下述病害：靠南平台起拱线处拱圈有多处微裂缝并伴有严重渗水现象;靠顺昌台处拱圈沿纵向有3条裂缝，缝宽在8~15mm;顺昌台台身也出现多条裂缝，其中一条裂缝贯穿整个台身并延伸至拱圈。经过观测，发现裂缝每年有所发展，2001年的检测记录比照1999年的检测记录，其裂缝延长发展了2.3m，缝宽也增大了2～3mm.拱顶渗水严重，行车道下沉2～5cm.两侧新加宽桥没有发现病害，旧拱桥综合评定为危桥，急需采取技术措施进行加固或重建。 2 病害成因及加固方案的选定 经对溪口中桥病害的分析，认为裂缝产生的原因是多方面的，但其
主要成因有4个：其一，旧拱桥建于60年代末，由于台后填土范围小，填土又很高，压实机械无法到位，小型机具又达不到压实效果，填土压实度不够，土压力较大。由于在高填土下，拱桥台身主要承受的荷载是填土自重和土压力，汽车活载效应较小，若填土压实不足，土体本身形不成自拱，台身势必形成较大的土压力，使桥台台身及基础产生推移，引起开裂。其二，旧拱桥基础采用打梅花型松木桩处理，由于地基承载力不足，产生了不均匀沉降。其三，拱圈、桥台砌筑工艺差，砌体砂浆不饱满，石料强度规格不符合设计要求，台身部分片石被压碎破裂。其四，国道上交通量日益增大，车辆超载也随着增加，重车荷载有增无减地继续作用，势必使拱圈在许多局部呈现单个或少数构件受力集中现象，全断面受力甚不均匀，也是造成病害的重要原因。 根据316国道交通流量大、又不能中断交通的特点，分别拟订了3个方案进行经济技术比较。方案一：在现桥的右侧建造一座新桥，但因造价高，且路线不顺畅，对行车不利而否定;方案二：拆除现有旧拱桥，利用原桥台，改建成梁桥。但由于不能中断交通须先建通车便桥，再拆老桥，这就增加新建便桥费用，造价大、工期长;而且此方案其台后土压力仍然对桥台产生作用，且对两侧加宽桥也会造成影响，因此也不可行;方案三：即对现有拱桥实施衬砌加固方案，即在现有的石拱桥下加固一个钢筋混凝土的套拱，河底做成仰拱形式。其理由及优点为：(1)该桥桥下为山区溪流，不通航，汇水面积不大，溪流纵坡大，排水迅速，经向当地群众了解，套拱后也不影响其排水;(2)可以不中断交通，在桥
简述湖北西部山区石拱桥的病害分析 1 引言 石拱桥在我国有悠久历史，其建桥工艺在民间比较成熟；石拱桥用天然石料作为主要建筑材料，其造价成本较低；20世纪七八十年代，在石料丰富的宜昌市山区修建了大量的石拱桥。这些石拱桥跨越沟谷，连接进出大山的乡村公路，为当地经济的发展作出重要贡献，直至今日，这些石拱桥仍然维系着车辆与行人的交通。但是，由于当时修筑石拱桥的工人为当地的山民和石匠，所采用的石料粘结材料为石灰、三合土和少量低级别的水泥，其技术含量低；另外，山区公路等级低，无专业人员和资金进行养护维修，加之桥面仅为泥石铺筑，无混凝土板铺装，常年雨水冲刷和渗透，造成这些山区石拱桥普遍受到不同程度的破坏。 本文旨在对宜昌市山区(主要在长阳县)石拱桥进行调研，结合拱桥自身的受力特征、现在主要交通量特点和未来交通量发展趋势进行分析，为后续的加固与维修方案设计作基础和铺垫。 2 石拱桥的特点 拱桥是我国公路上常用的一种桥梁型式。拱桥在坚向拱桥荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，还产生水平推力，使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯距，使它的主拱截面材料强度得到充分发挥，跨越能力增大。也正是这个推力，支承拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，使修建拱桥时要有较庞大的墩、台和良好的地基。 由于拱是主要承受压力的结构，因而，可以充分利用抗拉性能差而抗压性能好较好的圬工材料，如石料、砖等来建造拱桥，这种由石材建造的拱桥，也称为石拱桥。石拱桥具有就地取材、节省钢材和水泥、构造简单、有利于普能、承载潜力大、养护费用少等优点，因此在我国修建得比较多。 3 石拱桥常见病害
石拱桥在我国数量较多，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重。现将在此次调研中的常见病害加以整理。 3.1 桥面系 桥面部分网裂；桥面铺装坑槽积水，两侧杂草生长；防撞墙表层混凝土风化，青苔生长；护栏部分损坏(见图1-图6)。 3.2 上部结构 主拱圈砌缝砂浆脱落，砌石松散，有空洞现象；主拱圈渗水腐蚀。侧墙植物生长，砌石掉块；主拱圈大面积渗水。拱圈勾缝有脱落现象；主拱圈变形；拱上侧墙砌石松散，拱顶处拱背裸露；拱上侧墙砌石松散(见图7-图9)。 4 石拱桥常见病害成因分析 对以上石拱桥的病害现象总结，可以发现，这些病害大多是由以下原因造成的。 4.1 桥面防水排水失缺 在调查中发现，桥面铺装要么年久失修，要么为泥石铺筑；拱背防水层非常简陋；所以大多数石拱桥的防水效果非常不好，当桥面开裂渗水或桥面积水排出不畅时，造成主拱圈渗水，钙化物从砂浆缝或裂缝处析出，甚至诱使拱圈变形，砌缝砂浆风化脱落，局部有空洞现象；严重影响结构功能和美观。由于此次调查的石拱桥所处地区为洪水多发区域，大多数桥的水害比较严重。所以建议部分严重石拱桥挖开拱上填料及桥面，重新修理防排水系统，整修拱腔防排水系统后，修复桥面铺装时，还应作好桥面防水排水。 4.2 承受荷载大幅度增加 在这些石拱桥建成通车的二十多年里，只有极少量的货车或大型车通行，随着山区经济的发展，近年来，石拱桥上经过了十几吨的货车，由此引起的超负荷以及疲劳作用下，加剧了对石拱桥的破坏。另外，许多山区石拱桥在完全赁经验、无设计的情况下进行施工的，主拱圈线形难免会有些不合理，加之修建年代久远，拱圈变形，砌石张口。 4.3 山洪的冲刷腐蚀
摘要：从混凝土桥梁结构表层缺陷、构件裂缝缺陷以及桥梁设计缺陷几个方面探讨了桥梁病害的成因，并提出了针对性的维护加固措施。关键词：桥梁病害；成因；加固；维护0、引言桥梁结构及构造的完整性直接关系到公路 交通的平安性与舒适性，直接与人民的生命平安息息相关。随着交通压力的增大以及超期服役桥梁的增加，桥梁病害事故经常发生，存在质量平安隐患，同时还容易造成坍塌事故，给人民的生命和财产平安带来极大的威胁。因此，分析桥梁病害成因，并提出加固维护措施具有现实的工程意义。1、桥梁典型病害成因分析 1.1 混凝土桥梁结构表层缺陷成因混凝土桥梁结构表层缺陷及其成因主要包括 下面这样几种：①蜂窝，施工过程中由于振捣不够，由于在分层浇灌的过程中没 有按照既定的规程来进行，混凝土运输距离过远而出现离析的现象或者是由于模板缝隙过大，导致水泥砂浆出现流失的问题；②露筋，灌注施工过程中由于钢筋保 护层的垫块发生位移、钢筋与模板紧贴、在保护层处存在漏振等问题；③麻面， 施工中采用的模板外表不够光滑，且其过于枯燥，导致浇注成的结构件表层水分被模板吸收；④空洞，结构件中的钢筋排列过密，浇注的混凝土卡在其中，影响了 上层的浇灌和后续的振捣，或者是出现严重的漏浆问题；⑤磨损，由于混凝土的 强度缺乏，或者是表层的细骨料太多，在车轮的不断磨损，水流的冲刷下而出现磨损过快的问题；⑥锈蚀，老化和剥落问题，这主要是由于混凝土的结构保护层过 薄的原因，一旦保护层出现裂缝，雨水将浸入其中，引起钢筋的锈蚀，之后钢筋膨胀而引起剥落的加剧。尤其是在一些冰冻严重的地区，还存在温度干湿交替的作用，使得锈蚀和剥落加剧；⑦结构件变形，施工或者是由于载荷不均匀而导致结构件 出现明显变形。 1.2 桥梁构件裂缝缺陷成因混凝土简支梁桥梁常见的几种 裂缝主要包括：网状裂缝、梁下缘受拉区域裂缝、腹板垂直方向裂缝与斜向裂缝、梁运输过程导致的上部裂缝、梁端上部裂缝、侧面水平裂缝以及底部的纵向裂缝。而对于预应力混凝土桥梁而言，常见的裂缝主要包括：梁端锚固处出现的裂缝、腹板处存在的收缩裂缝、悬臂梁存在的剪切裂缝以及锚固后接缝处存在的裂缝、底板和箱梁处存在的裂缝，连接和合拢的浇筑段裂缝以及预应力梁的翼缘存在的纵向裂缝。导致构件存在裂缝缺陷的原因包括这样四个方面：其一，材料因素，例如水泥出现反常凝固、膨胀，离析与泛浆，骨料当中含有泥土或者是采用了反响性的骨料和风化岩等，导致混凝土出现枯燥收缩；其二，与施工相关的因素，拌和过程中由于搅拌不均、坍落度过大、浇灌顺序出现偏差、浇灌速度过快，振捣不均以及配筋过于混乱等；其三，与施工环境相关的因素，例如施工周围环境温度、湿度等出现变化，导致构建内外出现较大的差异，或者是反复冻融，导致混凝土内部钢筋的锈蚀等；其四，与构造和外力相关的因素，例如设计载荷、地震力载荷、桥梁的截面尺寸或者是钢筋的用量不够，结构件出现不均匀沉降。 1.3 桥梁设计缺陷 设计过程中所采用的极限载荷包括正常使用极限状态以及承载能力极限状态两种。其中，承载能力极限又包括：结构所能够到达的最大承载能力，即结构整体或者一局部失去稳定能力的状态；另一个是指在重复载荷作用下由于材料出现疲劳而出现的疲劳破坏，即所谓的疲劳极限。当前在进行桥梁结构设计的过程中，就钢筋混凝土桥梁而言，由于桥梁结构自身重量所占据的载荷比拟大，载荷引起的疲劳影响较小，因此设计时一般不考虑重复载荷对桥梁结构带来的影响。该种方法对于主梁以及桥墩台等而言是一种高效的方法，但是对于一些其他的附件而言，设计过程中忽
桥梁常见病害成因分析及维修加固建议 摘要：随着交通量的增长、汽车载重量的增加和桥梁运营时间的增长，一些公路桥梁结构构件已出现不同程度的破损，对于桥梁改造和维修以及加固工作是当前我国交通部门的重要工作内容。了解使用中的公路桥梁的病害及发生的原因，及时掌握桥梁的损坏实际状况，严格按照一定的加固手段，对当前存在的病害问题有针对性的预防和解决，才能够延长桥梁的使用寿命，实现我国交通道路事业的快速发展。 关键词：桥梁；病害；维修加固 引言 1桥梁中容易出现的病害问题 1.1上部结构主要病害类型 裂缝是主梁（板）的最常见病害，主要发生的位置在跨中、梁（板）端、梁（板）侧以及梁（板）底等，不同位置的裂缝其发生的原因也大不相同。一般来说：跨中竖向及梁（板）端斜裂缝主要是结构性受力裂缝，其余位置处的裂缝主 要是非结构性裂缝。 横向裂缝：大多数情况下梁（板）底横向裂缝病害主要是由于梁（板）在荷 载作用下产生的正弯矩裂缝，也有部分横向裂缝是由于梁（板）底保护层厚度不足，梁（板）体内箍筋锈胀所致。 纵向裂缝：纵向裂缝的产生原因主要有: ①早期空心板梁设计由于经济因素 制约，其底板厚度较薄，薄壁结构在纵向受力时其截面将发生畸变变形，同时在 底板上下缘产生畸变弯曲应力，当畸变拉应力超过混凝土的抗拉强度，势必导致 底板产生纵向开裂。若底板横向构造配筋较少,则钢筋无法限制纵向裂缝的扩展，这也是底板纵向裂缝宽度一般较大的原因之一。②施工工艺引起空心板梁底板产 生纵向裂缝的因素较多，其中预应力因素较为关键。正常状态下施加预应力，预
应力将对截面产生轴向压力和弯矩，由于混凝土材料的泊松效应，在轴向压力作用下底板将产生横向拉应力，此应力与截面的畸变应力组合后往往大于混凝土的抗拉强度，这就是产生纵向裂缝较为普遍的原因之一。③此外，空心板梁混凝土质量较差、振捣不密实、内模下沉导致底板厚度偏薄等因素均可引起底板产生纵向裂缝。 主梁（板）常见裂缝情况表 空心板（或普通钢筋混凝土T梁）板（或梁）间铰缝开裂、脱落、渗水，桥面有大量反射纵缝，单板受力趋势明显。此类病害也是目前桥梁上部结构中常见
某拱坝病害分析及加固措施 摘要：本文首先介绍了水库拱坝病害成因分析的基本理论，然后分析总结出某砌石拱坝的裂缝成因及其发展规律，并提出拱坝的拱端及坝体进行相应的加固处理措施。为类似工程施工及修补提供借鉴和参考意义。 关键词：拱坝；温度应力；除险加固； 一、水库拱坝病害成因分析 水工建筑物在实际使用过程中承受两大类荷载，各种外荷载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）统称为广义荷载，其中静荷载、动荷载和其他荷载，称为第一类荷载；变形荷载，称为第二类荷载【1】。裂缝的成因不外乎以下三种： 第一种裂缝：由外荷载（如静、动荷载）的直接应力，即按常规计算的主要应力作用于结构体内超过一定数值后在相应部位产生裂缝。 第二种裂缝：由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝。 第三种裂缝：由变形引起的裂缝，即结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉陷等因素而引起的裂缝。 根据国内外调查资料，实际工程结构物的裂缝原因中，属于因变形为主引起的约占80%，属于因荷载为主引起的约占2%。实际上，裂缝的产生和扩展通常是由于变形和荷载共同作用的结果，且相互影响，相互作用【2】。 二、某拱坝的病害成因分析 2.1温度变形引起的第一种裂缝 根据某拱坝的裂缝调查资料，在大坝建成后1～3个月内，恰逢冬季低水位，在大坝左右拱端首先出现径向的贯穿性裂缝，随着气温的降低裂缝开展宽度越来越大，且裂缝左右两侧没有发现上下错动，后来随着气温升高，裂缝又逐渐闭合，到次年冬季裂缝又张开，但水库满蓄时，裂缝宽度减小。总体来看，其裂缝的开裂变化规律是低水位温降时裂缝张开愈明显，反之裂缝张开愈小。温度变形是某坝拱端附近开裂的主要原因。 2.2地质条件影响引起的第一种裂缝 根据大坝的变形监测资料，大坝的变形主要表现为径向变形，垂直位移较小，左右1/4拱圈处变位差异较大，具有较显著的不对称变形。 通过观察坝体拱圈发生的最大切向拉应力可以看到，其位置均位于坝体左岸上、下游与基础接触地带；其次，通过观察左、右两岸岩体的分布情况可以看到，左岸岩体较为平缓，
桥面铺装常见病害成因分析及其防治措施 桥面铺装是指在桥梁上进行的路面铺装工程，它是连接道路的重要部分，也是保障道路交通安全和顺畅的重要设施。随着桥面使用时间的增加，其经常会出现一些病害问题，影响到桥面的使用寿命和安全性。对于桥面铺装常见病害的成因分析及防治措施，我们有必要进行深入研究和探讨。 一、常见病害及其成因分析 1. 沥青路面龟裂 沥青路面龟裂是指沥青路面表层出现的细小裂缝。这种情况通常是由于沥青混凝土路面受到了温度变化和车辆荷载的影响，导致路面出现龟裂及断裂。温度变化引起的龟裂是因为沥青路面在高温下易软化、在低温下易脆化，温度的反复变化使得路面产生应力，从而造成龟裂。而车辆荷载引起的龟裂则是由于车辆行驶时对路面施加的压力，导致路面发生塑性变形，达到一定程度后会引起路面裂缝。路面结构不合理设计、材料质量不过关等也会导致沥青路面龟裂的出现。 2. 桥面水损 桥面水损是指桥面路面表层因受到雨水浸泡或积水而引起的损坏。此病害的成因主要有两个方面，一是材料和施工质量问题，如路面防水层设计不合理、材质选择不当，施工质量差等；二是排水系统不畅或设计不合理，导致雨水积聚在桥面上无法排除。 3. 混凝土路面拱起 混凝土路面拱起是指桥面混凝土路面出现隆起或鼓起的现象。它的成因主要有混凝土养护期间水分蒸发不均匀、胎体基础不坚实导致沉降、设计厚度不足等。 4. 桥面裂缝 桥面裂缝是指桥面路面出现裂缝病害。其成因包括沉降变形、材料老化、施工质量差等因素。 二、防治措施 1. 沥青路面龟裂的防治措施 首先要做好路面的设计和材料的选用工作，确保路面结构合理，材质耐久。同时在施工过程中，严格控制沥青的温度和厚度，确保施工质量。及时进行维修和养护工作，对损坏路面进行及时修补和维护，保持路面的平整和整洁。 2. 桥面水损的防治措施
空腹式石拱桥常见病害原因分析及防治措施 摘要：小跨径的空腹式石拱桥常见病害为主拱圈拱脚段纵向开裂，按拱桥结构 整体设计计算时，均满足规范规定，不应出现此纵向裂缝。本文以midas civil软 件对相同跨径不同宽度的石拱桥进行空间分析计算，分别得出计算结果。通过两 者结果的对比分析，找出纵向开裂产生的内在原因，并以此作为病害处置的理论 依据。 关键词：空腹式石拱桥；病害；原因分析；防治 1 概述 1.1 问题的提出 我市为山岭重丘区，山高谷深，适宜修建拱桥。上世纪八、九十年代修建了 大量的石拱桥，宽度大部分为6～9m。进入21世纪后，随着国民经济的迅速发展，随后又修建了若干石拱桥，但宽度多数增加为12～16m，个别石拱桥宽度甚 至达到20m以上。 早期修建的石拱桥，使用至今已经30～40年，后期修建的才10～20年。在 大量的桥梁检测及桥梁病害调查中发现，早期修建的空腹式石拱桥，其主结构——主拱圈基本完好，但后期修建的中小跨径（20～30m）却出现较多的主拱圈纵 向开裂现象，其纵向裂缝一般位于拱脚段沿拱轴线1-2m长度范围内，裂缝宽度 不等，最大可达2mm以上。因此，这类桥梁被评定为4类桥梁，成为了危桥。 后期修建的石拱桥，使用年限短，设计荷载高（一般汽－20级以上），施工时采用C30小石子混凝土振捣砌缝，砌体质量得到了保障，不应过早地出现此类 病害。反而是早期修建的石拱桥，使用年限长，设计荷载很低，施工时采用的砂 浆砌体，存在砌缝不密实的现象，砌体质量不能保障，按理更容易出现此类病害。但事实恰恰相反，因此，本文就此类病害问题作详细的理论分析计算，由此找出 问题关键所在，已利于病害的处理及防治。 1.2 病害原因分析方法 针对上述石拱桥主拱圈纵向开裂问题，本文选用25m空腹式石拱桥标准图进行分析计算。本标准图为四川省交通厅公路规划勘察设计院于上世纪八十年代编 制的一套石拱桥标准图，我省各地普遍采用。对于上述病害问题，笔者初步认为 是由于桥梁的宽跨比不恰当造成的，因此选用25m的较小跨径进行分析，因为其宽跨比的不恰当性表现更为突出，而在实际的桥梁病害调查中，也是20～30m跨径的宽石拱桥更多的出现此类病害。 常规的拱桥计算一般采用平面杆系对结构整体计算，只要主拱圈整体强度、 稳定和刚度满足规范即可。但这样计算无法解释上述病害问题，因此，本文采用 空间结构进行计算，选取拱圈宽度为7m和12m时的拱圈应力进行对比分析。 2 空间结构计算 2.1 计算软件 采用midas civil大型空间结构计算软件。 2.2 计算参数 标准图设计参数：净跨径25m，净矢高6.25m，拱圈厚度0.7m，拱轴系数 3.142，为无铰拱；腹拱圈跨径3m，厚度0.3m；拱上填土厚度0.2m，桥面为水 泥混凝土板，厚度0.2m。
基于三维有限元数值模拟的斜板拱桥裂缝成因分析及处治研 究 摘要：石拱桥作为一种历史悠久的桥梁类型，在目前新建桥梁中使用相对较少，但在一些老桥中，尤其在我国华南、西南地区仍广泛存在，并且历经多年使用后，出现了不同程度的病害。其中斜石板拱桥因其结构受力特点，存在拱圈纵、横向 开裂，侧墙外鼓等典型病害。本文针对某斜板拱桥出现的主拱圈纵向开裂及桥台 竖向开裂病害，采用Midas Civil及Midas FEA有限元软件建立三维模型，对上、 下部结构进行数值模拟，分析病害成因，据此提出有针对性的处治措施，并对加 固后桥梁结构进行受力计算，对比加固前后结构受力变化，验证加固效果，为该 桥的维修处治提供重要的理论依据，为同类型桥梁加固提供参考。 关键字：斜板拱桥主拱圈纵向开裂桥台竖向开裂应力集中三维有限元模型 1 引言 石板拱桥因其结构优美、取材方便、造价低廉、经久耐用等优点在我国桥梁 历史中占有重要地位。随着我国交通事业的不断发展，新桥型、新材料的广泛使用，石板拱桥的建设数量逐渐减少。但是在我国华南、西南等地区，石板拱桥以 其较好的受力特性、较高的性价比、较简单的建造技术目前仍在大范围使用。所以，石板拱桥的重要性不容忽视。由于大多数石板拱桥建设年代较早、使用年限 较长，日久年深，很多构件出现了不同程度的病害。其中，斜石板拱桥，因其结 构受力特点，主要存在主拱圈纵、横向开裂，侧墙外鼓等病害。目前对斜交拱桥 的理论计算仍不成熟，现有简化计算方法对斜交拱桥的受力分析准确度较低【3】，大多时候难以与桥梁实际病害对应。 本文针对广东省某座斜石板拱桥进行三维有限元数值模拟分析，研究病害成因，并提出合理的维修加固措施。 桥梁概况：全长27.4米，跨径10米，桥面总宽12.5m，横向布置为0.5米 （人行道+护栏）+11.5米（行车道）+0.5 米（人行道+护栏）。主拱圈为浆砌块 石板拱构造，拱厚0.45米，矢跨比1/4，斜交角60度； 主要病害：该桥修建于2003年，在2009年主拱圈出现纵向贯通开裂，裂缝 宽度由靠近1号台侧拱圈锐角侧拱脚向另一侧拱脚逐渐减小，并延伸至桥台前墙，同时前墙出现竖向开裂，裂缝宽度自拱脚向下端逐渐减小。 2 三维有限元数值模拟 2.1有限元模型 由于斜板拱桥受力较为复杂，用传统的杆系模型仅能模拟其纵向受力状态， 无法考虑斜交桥的弯扭组合作用【3】，所以，为准确分析本桥上、下部结构的 受力情况，本文采用Midas Civil有限元软件建立上部结构板单元模型，模拟主拱 圈的受力状态，同时采用Midas FEA有限元软件建立下部结构实体单元模型，并 导入上部结构计算结果，模拟桥台的受力状态。 2.2计算荷载与组合 根据该桥实际情况，本次对上部结构考虑恒载、活载及基础的不均匀沉降作用，桥台计算考虑本身恒载，主拱圈传递恒载及活载、台后土自重、土压力及台 后活载引起的土压力。并对各个荷载进行组合。 2.3计算结果 1）主拱圈 分别对主拱圈0号桥台处截面、距0号桥台L/4处截面、拱顶处截面、距0
圬工拱桥病害机理及耐久性加固技术 1圬工拱桥病害成因分析 1.1圬工拱桥拱上建筑的病害成因分析 拱上建筑通常在圬工拱桥中起着传递荷载与分散荷载的作用，如果外部荷载作用在拱桥时，拱上建筑就会利用完整性，把上部传输过来的集中荷载进行分散与传送到主拱圈上。另外，拱上建筑还具备保护主拱圈的功能，保证其不受到雨水侵蚀与车辆冲击等荷载直接的作用，而拱上建筑工作还严重影响着圬工拱桥的长时间运用。 1.1.1桥头跳车与桥面损坏 大部分圬工拱桥的运用时间非常久，再加上相关部门的养护工作不到位，一些超载车辆的行驶造成桥台破损与桥面车道损坏。 1.1.2墙体外鼓或内陷 拱上部分位置尤其是拱顶处，因为长时间承受不均匀荷载，造成侧墙出现内陷或外鼓，并且内陷或者外鼓都表现为曲面，如果不进行相应的处理，就会造成侧墙开裂或倾覆，而侧墙外鼓与内陷以及开裂都是相伴形成的。造成这些问题的原因有很多，首先侧墙的砌筑材料强度比较小，小荷载就能造成其开裂；其次，侧墙内部填料不密实，在承受荷载时，仅有外侧承载从而形成裂纹；再次，设计过程中考虑不够具体，并且在施工过程中偷工减
料；最后，因为长时间承受外荷载，造成开裂比较严重，所以在很大程度上降低了侧墙自身刚度。 1.1.3拱圈常见病害及原因 （一）墙体外鼓或内陷 拱上部分位置尤其是拱顶处，因为长时间承受不均匀荷载，造成侧墙出现内陷或外鼓，并且内陷或者外鼓都表现为曲面，如果不进行相应的处理，就会造成侧墙开裂或倾覆，而侧墙外鼓与内陷以及开裂都是相伴形成的。造成这些问题的原因有很多，首先侧墙的砌筑材料强度比较小，小荷载就能造成其开裂；其次，侧墙内部填料不密实，在承受荷载时，仅有外侧承载从而形成裂纹；再次，设计过程中考虑不够具体，并且在施工过程中偷工减料；最后，因为长时间承受外荷载，造成开裂比较严重，所以在很大程度上降低了侧墙自身刚度。 （二）拱轴线变形 拱桥的拱轴线形状将影响到主拱圈各截面内力的分布与大小，一般在拱桥设计时，选择拱轴线的原则是尽可能降低由于荷载产生的弯矩。理想的拱轴线是与荷载作用下的压力线重合，这样拱中各截面只有轴力无弯矩。但是因为作用在桥梁上的荷载并不固定，而且主拱圈除受恒载、活载的作用外，还受温度、材料收缩以及拱脚位移等影响，使得设计拱轴线不可能与压力线完全重合。在上述各因素的作用下，现有的拱桥拱轴线将会偏离原设计拱轴线，对拱桥的受力会有所影响。
拱桥常见病害及原因探讨 本文主要介绍了圬工拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、肋拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥、钢管混凝土拱桥、系杆拱桥、钢拱桥等各类拱桥的常见病害，并对可能产生的原因进行了探讨。 标签：拱桥；病害 拱桥是我国公路和城市道路上使用广泛且历史悠久的一种桥梁结构型式，外形宏伟壮观，经久耐用。拱桥与梁桥不仅外形上不同，而且在受力性能上有着本质的区别。梁式桥梁在竖向荷载作用下，梁体内主要产生弯矩，且在支承处仅产生竖向支反力，而拱式桥梁在竖向荷载作用下，支承处不仅有竖向反力，还有水平推力。由于这个水平推力，使拱体内的弯矩大为减小。 拱桥在全国桥梁中约占比重61%左右，特别在西部地区高达80%以上，而且拱桥的型式多样，构造各异，将拱桥按材料及结构型式分为：石拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土箱形拱桥、钢筋混凝土肋拱桥、钢筋混凝土桁架拱桥、钢筋混凝土刚架拱桥、钢管混凝土拱桥、系杆拱桥、钢拱桥。由于拱桥类型的多样性，判明各类拱桥的病害类别和成因就不可避免的成为运营养护中的技术难点。 1、圬工拱桥 圬工拱桥系石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小。我国圬工拱桥数量巨大，特别是在石料丰富、山高谷深的西南山区，圬工拱桥占90%以上。 圬工拱桥结构多以超静定为主，受力相对复杂，承重结构属圬工材料，脆性大，抗弯拉能力差，且容易受风化、水蚀而削减强度。由于圬工拱桥修建年代久远，设计荷载普遍偏低，再加上自然环境的侵蚀等影响，造成桥梁的损伤和局部破坏。圬工拱桥常见病害主要包括：主拱圈及腹拱纵横向裂缝、腹拱与拱上立柱开裂、侧墙开裂与外倾、拱圈屈曲变形、拱石脱落、拱圈渗水以及拱脚裂缝、变形、缺角等病害。 ①主拱圈横向开裂。是圬工拱桥最常见到，也是最严重的病害。常见的横向开裂一般发生在拱顶区段，特点是沿砌缝开裂，贯通拱圈底面全宽，有两条以上裂缝，在封拱石一侧或两侧，开裂后有部分砂浆脱落。 裂缝形成主要原因是：主拱圈过薄；砌缝材料强度过低；基础沉陷，墩台移位；拱圈受力不对称；拱轴线偏离压力线。 ②圬工拱桥纵向开裂。一般表现为由桥墩、台竖向向上发展到拱圈，由跨中向两侧发展，裂缝形成主要原因是基础不均匀沉降导致拱圈横向不均匀变形。
服役石拱桥可靠性评估与加固改造技术研究 报告简本 一、立项背景 我国西南地区和我省湘西地区,大部分石拱桥建成于二十世纪五十至八十年代，受历史条件限制，设计荷载等级都不高，且经过数十年运营，桥梁的技术状况已不能满足现有交通行车安全的需要，并时有石拱桥跨塌事故发生。 运营过程中跨塌的浏阳大瑶石拱桥 运营过程中跨塌的溢洪道石拱桥 加固过程中跨塌的双桥铺石拱桥
运营过程中跨塌的江西傍罗石拱桥 桥梁结构承载力与安全性问题是一个十分重要也是需要进一步研究的问题，它的研究既有服务于服役结构的现实意义，又有指导待建桥梁结构改进的理论意义，同时，对丰富和发展桥梁结构承载力与安全性深入研究具有一定的理论价值。 旧桥的维修加固和改造要解决安全和经济之间的问题，即寻求最佳的维修加固和改造方案，在保证结构安全、满足使用功能的前提下，经济效益最优。 采用维修加固和改造的方法保持和提高旧桥的承载能力，其费用约占新建桥梁的5%～30% ; 基于以上原因，2004年9月，我院以湘西和部分西南地区石拱桥为依托与交通部西部项目中心签定了“服役石拱桥安全性评估与加固改造技术研究”项目合同，合同编号为：2004-318-785-18。 二、项目总体目标 1、研究总思路 本项目旨在以理论为指导，充分吸收国内外已有的技术成果，通过对湘西地区及我国西南地区部分石拱桥的典型病害成因与防治研究、石拱桥安全性评估研
究和加固改造技术的研究，提出更切合实际的服役石拱桥安全性评估方法和加固改造技术途径，使我国大量的石拱桥资源得到更充分和更安全的利用，最大限度地发挥其潜在效益。 2、主要研究内容 专题一、服役石拱桥病害调查与成因分析研究 专题二、服役石拱桥理论与安全性评估研究 乌巢河大桥石料力学参数试验研究 石拱桥计算理论与程序开发研究 石拱桥使用健康状况的安全性评价研究 专题三、服役石拱桥维修加固改造技术研究 石拱桥实用加固改造技术研究 石拱桥加固改造效果评价研究 石拱桥加固的经济性评价研究 三、服役石拱桥病害调查与成因分析研究 通过对湘西地区526座的现役石拱桥和我国西南地区G319、S103以及11条县乡道路上的44座服役石拱桥进行调查，并对部分桥梁进行了重点抽查。 得出如下两点成果。 成果一：典型病害归类与成因分析 结构类别典型病害产生的主要原因备注 下部构造1、基础冲刷水流流速大，基础防护不到位 2、基础沉降、滑移施工质量问题、超载、基础冲刷严重。 3、桥台侧墙变形、 开裂 侧墙内土压力增大、超载等原因。 上部构造4、拱圈开裂、变形施工质量问题、超载、基础沉降、滑移等原因。