石拱桥常见病害与加固技术探析

公路危旧石拱桥病害分析及加固方法的研究的开题报告一、研究背景公路危旧石拱桥是我国公路交通中常见的桥梁类型，在承载交通的同时，也受到了自然环境和人为因素的影响，容易出现各种病害。

病害的存在会影响桥梁的正常使用，甚至会对交通安全带来威胁。

因此，对公路危旧石拱桥的病害进行分析，并提出相应的加固方法具有重要的理论研究和实践应用价值。

二、研究内容和目的本研究将针对公路危旧石拱桥的常见病害，如裂缝、错台、弯曲、变形等进行分析，并探讨其形成原因和危害程度。

在此基础上，将提出具体的加固方法，如钢板加固、预应力加固、混凝土加固等，以提高桥梁的承载能力和使用寿命，保障公路交通安全畅通。

三、研究方法和步骤本研究将采用文献调研和实地调查相结合的方法，首先通过文献阅读和资料搜集，对公路危旧石拱桥的病害进行分类和总结，了解其产生原因和危害程度。

其次，将通过实地调查和数据采集，对选定的石拱桥进行现场勘测和监测，确定其病害类型和严重程度。

最后，根据病害的实际情况，提出相应的加固措施，并进行定量分析和评估，验证其效果和可行性。

四、研究意义和预期结果本研究将有助于提高公路危旧石拱桥的使用寿命和安全性，促进桥梁结构加固技术的发展和应用。

预计研究结果将在工程实践中得到广泛应用，对改善公路交通状况，保障人民生命财产安全具有重要的现实意义和社会效益。

五、研究进度和计划安排本研究计划分为以下几个阶段：1、文献调研和资料搜集，整理公路危旧石拱桥的病害类型、成因和危害程度。

2、实地调查和监测，选定若干典型石拱桥进行现场勘测和数据采集，确定其病害类型和严重程度。

3、病害分析和加固措施设计，根据现场监测数据和规范要求，提出相应的加固方法，进行定量分析和评估。

4、加固工程实施和效果评估，对加固后的石拱桥进行检测和效果评估，验证加固方法的可行性和有效性。

预计研究周期为一年，具体的进度和计划安排将根据研究情况进行调整和更新。

新月出云霄”，成为科学性与艺术性结合的杰作１４］（如图１－１）。

除赵州桥外，还有其他著名的石拱桥，如北京永定河上的卢沟桥，颐和园内的玉带桥和十七孔桥、苏州的枫桥等。

我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国，促进了与世界各国人民的文化交流【”。

图１．１赵州桥石拱桥在桥梁建筑中有其突出的优点：桥坚固耐久。

２００４年６月交通部发布的‘公路桥涵设计通用规范》中规定“公路桥涵结构的设计基准期为１００年”，而石拱桥历数百年而不败，建造维护得当，千年以上的古桥，至今令人追羡不已。

桥外形美观，色泽自然，载重潜力大，维修费用省，石料到处都有，所需的技术工种极少。

铁路传入中国，在１９０５～１９０９年（清光绪三十一年到宣统元年）期间，由詹天佑负责修建的京张铁路，共建石拱桥４０座，１７８ｍ，占桥梁总数的３３％。

１８９９～１９１２年建成的津浦铁路，共修砖石拱桥１２９０座，占桥梁总数的７７％。

５０年代末期到６０年代末期这段时间，是我国修建石拱桥的鼎盛时期。

各省相继修建了不少石拱桥，在技术上也进行了很多改革，取得了不少成绩。

新中国成立之后直到今天，石拱桥建设连绵不断，大致经历了三个时期：即利用老桥和小心谨慎的建设新桥时期；革新技术，超越老桥的兴旺时期；受其他桥式的冲击，放慢步伐缓进的时期【Ｉｌ。

西南交通大学硕士研究生学位论文第６页本文的主要目的是通过秧田沟大桥、通济桥的病害分析及加固方法的研究为石拱桥的维护加固总结一些经验，推动石拱桥的健康发展，使古老的桥型更好的为现代交通服务。

１．６工程概况１）秧田沟大桥巴中市平昌县秧田沟大桥位于省道￥２０２线（广开路）上，跨越秧田沟，为一座主跨７０ｍ的石拱桥。

该桥建于１９９６年。

全长１００．７７米，主跨为一悬链线空馥式石拱桥，净跨径７０ｍ。

净矢高１４ｍ，主拱圈厚度１．４ｍ；平昌岸有一引孔，引孔净跨径１５ｍ，净矢高５ｍ，拱圈厚度０．７ｍ。

在该桥的使用过程中发现了较严重的病害【”。

２００４年９月经重庆交院工程勘查设计院技术人员在现场勘查、作进一步病害调查的基础上，认为秧田沟大桥变形属施工过程中由于砂浆不饱满，卸拱架后短期内产生的；尽管拱石有开裂现象，但属局部开裂，未产生结构性横向裂缝，有进行加固处治的价值。

浅析拱桥的常见病害及加固方法[摘要]：本文分析了拱桥的受力及加固特点，总结了拱桥的拱圈常见病害及破坏形式及其原因，分析了拱圈病害，从而总结出拱圈破坏的规律，阐述了目前常见的拱圈加固方法。

[关键词]：顶推法拱桥加固方法中图分类号：u445.462 文献标识码：u 文章编号：1009-914x（2012）26-0155-01一、拱桥的特点拱桥的特点是：在竖向荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，还产生水平推力。

该水平推力使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩。

这使得拱圈成为主要承受压力的结构，因而拱圈可以充分利用抗拉性能差而抗压性能好的污工材料（石料、混凝土、砖等）建造，可以就地取材，节省钢筋和水泥，且承载能力大，拱桥跨越能力较大且构造简单，技术容易被掌握。

外形美观，能与周围环境很好地协调，修建于山岭沟壑的西部地区犹如彩虹飞架于崇山峻岭之间。

二、拱桥常见病害形式及成因（一）拱圈开裂拱桥的病害及加固该在的原因通常是由于主拱圈开裂，而主拱圈裂缝出现最多的部位是在跨中下缘和拱脚上缘的径向缝及双曲拱桥的拱波纵向缝。

一般来说主拱圈上的裂缝大体可分为三种类型：1、径向缝。

拱圈跨中下缘和拱脚上缘的径向裂缝是拱桥中最常见的裂缝形式。

径向缝多发生在跨中和拱脚，其方向与拱轴线垂直。

由于拱脚处产生负弯矩，其裂缝多发生在拱脚的上缘，其特征是上宽下窄，且裂缝垂直于拱轴线一直向下延伸。

拱脚裂缝有的在拱脚上缘，但也有的发生在拱座与拱脚连接处（多为一条，缝较宽）。

发生这种裂缝通常是由于拱圈本身刚度不足和桥台发生位移引起的。

2、纵向缝。

污工拱桥和双曲拱桥属于拱圈宽度较大（8-l0m以上）的，且常见的这种拱桥较容易出现纵向裂缝，这种裂缝通常在桥面中线附近，沿着顺跨径方向延伸，严重时会贯通全桥并有将拱圈“一分为二”的势头。

当拱圈宽度很大（大于20m）时，还可能会出现第二条纵向裂缝。

3、水平缝。

拱肋与拱波在结合上的水平裂缝仅仅发生在双曲拱桥中。

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。

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。

对于石拱桥而言，基础和墩台出现的最常见病害是其不均匀沉降与位移。

这些病害产生的原因主要是由于外部荷载太大或地基承载力不足等原因，致使墩台、基础发生沉降、位移，或者由于水流冲刷，将墩台基础掏空，使得墩台处于悬空状态，很容易就发生沉降或位移。

分析石拱桥的桥梁病害及防护措施摘要：从古至今，石拱桥作为桥梁建筑中的一员，对交通建筑的发展有重要影响，桥梁建筑在年代变迁中遭受的病害也是不计其数。

本文重点讨论了石拱桥容易出现的一些病害情况，细究其影响因素，探讨桥梁病害的治理方案及防护措施。

关键词：石拱桥；桥梁病害；防护措施简单的设计、低廉的造价是石拱桥的两大特点，但也正因为其设计简单，良好的使用性能只在短期内比较明显。

随着年代的增长，病害增多、改造不易造成石拱桥养护难的局面，所以分析病害的成因来找出对应的治理和防护方案，更有利延长石拱桥的安全使用年限。

石拱桥病害的总结通过对全国各地的石拱桥进行实地调研，总结出以下几点最为常见的病害:(1)风雪雨水侵蚀石材料，降低了石材的强度，引起老化现象，从而影响拱桥结构的承载力。

(2)桥面的防水层被破坏或者严重至失效,造成了拱圈的漏水,对结构安全产生影响,缩短了桥梁的使用寿命。

(3)桥台发生剪切变形，造成走动，同时影响拱圈变形、跨度变化，甚至是拱顶界面开裂。

(4)产生裂缝并由桥墩的竖向向上发展到拱圈的纵向开裂，同时纵向开裂到侧墙的下方，从拱桥的顶端到底端不断消失(5)在地基的纵向和横向分别发生无规则沉降，造成的拱圈的破坏，还会出现侧墙的倾斜、扭转、开裂，甚至是脱离现象。

(6)能挡住拱背填筑的侧墙由于厚度不足挡土力量不够而向外突出，或者出现两种侧墙开裂情况，第一是拱圈和侧墙连接界面的脱离，第二是侧墙自身的分裂。

(7)拱桥底端的拱圈被压碎，在一些拱桥上都能发现，经常会发生拱圈石料的碎裂和剥落现象。

(8)最严重的一种就是跨度不好的拱桥被洪水冲垮，需要重建，无法修复。

2.桥梁病害原因分析关于以上八种常见的病害，经过分析和比对，大致影响原因有以下几点：(1) 从设计上来看，石拱桥的设计一般多是无矫正拱形设计,均为超静定结构,所以容易发生拱桥的地基沉陷、墩台移动的现象。

当拱桥桥墩在横向出现沉降不规则的现象时,主拱圈及侧墙将会发生倾斜、扭转,严重的将会导致开裂。

浅析道路桥梁常见病害与加固技术
道路桥梁是连接城市交通的重要组成部分，但经过长时间的使用和自然环境的影响，
桥梁会发生各种病害，影响其使用寿命和安全性。

本文将对道路桥梁常见病害及其加固技
术进行浅析。

混凝土桥梁常见病害包括裂缝、表面剥落和钢筋锈蚀。

裂缝是混凝土桥梁最常见的病
害之一，主要分为结构裂缝和非结构裂缝。

结构裂缝通常是由于桥梁结构受力不均匀引起的，如梁板结合处的竖向裂缝。

非结构裂缝则由于温度变化、使用载荷和地震等原因引起。

表面剥落是指混凝土表面的碎裂和脱落，主要是由于冻融循环和化学腐蚀等因素引起的。

钢筋锈蚀是指混凝土中的钢筋锈蚀，主要是由于混凝土中的氯离子和二氧化碳引起的。

针对这些病害，常见的加固技术包括钢板加固、碳纤维加固和预应力加固。

钢板加固
是将钢板粘贴在桥面混凝土上，增加其抗弯和抗剪能力。

碳纤维加固则是使用碳纤维片或
布覆盖在混凝土表面，通过碳纤维的高强度和耐腐蚀性，提高桥梁的承载能力和耐久性。

预应力加固是在桥梁上加设预应力构件，通过预压力的引入，增加混凝土的受压能力，提
高桥梁的承载能力。

还有一些特殊病害需要特殊的加固技术。

对于桥梁的拱肋病害，常见的加固技术包括
拱肋钢板加固和预应力加固。

对于桥面铺装的坑槽和疲劳裂缝，可以采用填补坑槽和局部
加固的方法进行修复。

道路桥梁常见病害包括裂缝、表面剥落和钢筋锈蚀等，针对这些病害可以采用钢板加固、碳纤维加固和预应力加固等技术进行修复。

在实际应用中，针对具体的桥梁情况选择
合适的加固技术和材料非常重要，以确保桥梁的安全使用和延长其使用寿命。

浅析道路桥梁常见病害与加固技术道路桥梁是连接两个地点的主要交通通道，承载着车辆和行人的重量和运动力，并且必须承受各种自然和人为因素的影响。

长期以来，由于气候变化、车流量增加和设计不当等原因，道路桥梁往往会出现各种病害，对桥梁的安全性和持久性造成威胁。

加固技术对于道路桥梁的保护和维护至关重要。

道路桥梁常见的病害主要包括裂缝、腐蚀、疲劳和变形等。

裂缝是指桥面或桥墩中的裂缝，常见于受到压力或变形的地方，如承重点和连接点。

裂缝的存在会导致结构强度的减弱，进而影响桥梁的承载能力。

腐蚀是指桥梁结构中的金属材料遭受化学物质、潮湿环境或大气的侵蚀，导致金属材料腐蚀和表面附着物的脱落。

腐蚀的存在会减少桥梁的稳定性和承载能力。

疲劳是指桥梁结构长期受到荷载作用而导致变形和破损，主要发生在连接点和护栏等部位。

疲劳的存在会导致桥梁结构的崩溃，危及行车和行人的安全。

变形是指桥梁结构由于重力和外力的作用而发生形状变化，主要表现为桥面的下沉和桥墩的位移。

变形的存在会导致桥梁的稳定性和完整性受到威胁。

为了解决这些常见病害，道路桥梁加固技术应运而生。

加固技术主要包括预应力加固、纤维增强聚合物（FRP）加固和钢板加固等。

预应力加固是通过施加预应力力量来补偿桥梁的裂缝和变形，增强桥梁的结构强度和稳定性。

预应力加固主要包括预应力拉筋、预应力钢板和预应力钢索等。

纤维增强聚合物加固是将高强度纤维增强聚合物材料粘贴在桥梁受损部位，通过材料的粘结强度和刚性来增强桥梁的承载能力和稳定性。

钢板加固是将钢板焊接或钢板粘贴在桥梁的受损部位，通过钢板的强度和刚性来增强桥梁的结构强度和稳定性。

道路桥梁常见病害是由于气候变化、车流量增加和设计不当等原因引起的，包括裂缝、腐蚀、疲劳和变形等。

为了解决这些问题，加固技术成为对道路桥梁进行保护和维护的重要手段。

预应力加固、纤维增强聚合物加固和钢板加固是常用的加固技术，它们通过施加预应力力量、粘贴高强度材料和焊接钢板等方式来增强桥梁的结构强度和稳定性，保障桥梁的安全和持久性。

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。