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双曲拱桥维修加固的施工要点及质量措施探讨摘要：针对双曲拱桥拱顶下沉现象，介绍一种结合地形，并充分利用桥位特殊地形，因地制宜进行维修加固的方法。
关键词：双曲拱桥；裂缝；维修加固；施工工艺双曲拱桥，是我国江苏省无锡县的建桥工人，在继承石拱桥传统的基础上，并吸取了装配式钢筋混凝土结构的优点，经过实践于1964年创造出的一种具有我国民族风格的新颖的圬工拱桥。
由于这种桥梁具有节省材料，比其他拱桥施工简便等优点，所以一经出现，迅速在全国得到了大量的推广应用，为我国公路桥梁建设事业的发展做出了重大贡献。
但是由于当时双曲线拱桥的设计荷载较现在都偏低，加上横向联系也偏弱。
在长期重荷载、大交通量运营情况下，都出现了不同程度的病害，限制了其进一步发展。
对如此众多有病害的桥梁，如全部拆除重建需要大量的资金，而且也是不现实的。
事实上双曲拱桥具有较大的超载能力，它们中的大多数经过维修加固是可以继续运营的。
2012年我区危桥维修加固中有一座双曲拱桥—高岗寺桥。
是70年代建成的坐落在县道x001上，1-38米，全长56米，全宽6.8米。
通过维修加固施工，总结一点心得，与大家共享。
1.双曲拱桥的裂缝处治方法众所周知，裂缝是双曲拱桥的主要病害，裂缝的大量存在不仅降低了结构的刚度、整体性、结构的承载能力等，也严重影响到桥梁结果的耐久性，同时裂缝还是其他病害的诱因，而产生裂缝的主要原因有几点：（1）当时拱上填料主要是粘土和毛石，造成拱上翼墙位移，最大位移6-10公分。
（2）拱肋水泥砼风化脱落，钢筋外露。
（3）拱上腹拱开裂。
（4）由于当时设计荷载较小，等级低，不能满足现代交通需求等。
而对双曲拱桥的裂缝处治方法可根据不同的裂缝种类采取不同的方法，主要为以下几种：1.1填缝填缝修补法的具体操作是：将裂缝清理干净，根据裂缝宽度不同分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作，所用灰浆通常采用1：2.5或1：3水泥砂浆。
填缝处理后，可在美观、耐久性等方面起到一定的作用，而对结构的整体性、强度等方面起到的作用甚微。
双曲拱桥维修加固处理研究摘要：双曲拱桥自上世纪60年代诞生以来，就一直在我国交通运输及国民经济建设中担任重要角色。
很多已经年久失修，文章结合永州市道县岑江渡双曲拱桥加固改造工程实例，在广泛查阅双曲拱桥相关文献的基础上，介绍了对主拱圈箱形拱改造同时拱背加厚综合加固法的方案，运用MIDAS软件对加固前后桥梁的强度进行了验算。
关键词：双曲拱桥；加固改造设计；MIDAS1 工程概况岑江渡双曲拱桥地处永州市道县，是G207上的一座重要桥梁，该桥始建于1969年，老桥设计荷载等级不详，设计、施工、竣工资料缺失，未对基础地质条件进行探明，地质情况不明。
通过对其进行现场测量和数据恢复，桥梁上部结构为3—净35 m双曲拱桥，拱上建筑采用拱式腹拱结构，拱轴线采用悬链线，拱肋为钢筋混凝土拱肋，拱轴系数m=2.24，净矢高5.833 m，矢跨比1/6，拱圈为等截面。
该梁下部结构采用重力式桥墩台扩大基础。
桥面宽为8.28 m（7.08 m 行车道+2×0.6 m防撞栏杆），桥梁总长127.0 m。
由于该桥使用时间长、设计标准低、加上长期的超载车辆通行，导致该桥部分结构损坏。
经检测，该桥已成为4类危桥，如图1和图2所示，急需对其进行维修加固处理，以消除安全隐患，改善交通条件。
2 维修加固建议岑江渡双曲拱桥在运营了几十年后主体结构存在不同程度的损伤和病害，难以确保设计荷载下使用期安全和具有足够的使用寿命，特别是在超载普遍存在的情况下，加固和改造是必须的。
建议对该桥进行如下加固处理。
①对结构表面裂缝进行灌浆封缝处理，防止内部钢筋腐蚀、混凝土碳化；②更换拱上砂砾填料，设置防水层；将拱上侧墙松动、移位部分更换；更换桥面系和桥面排水设施；③对台后部分填土进行换填，同时将3#台右侧耳墙鼓胀部位拆除重建，对砌体勾缝缺失部位进行补勾缝；④双曲拱肋拱截面转换为箱形拱截面，同时加厚拱背和增大拱脚截面。
3 主拱圈加固设计方案①在主拱圈拱肋底面之间增加15 cm厚C40现浇钢筋硂板，将双曲拱肋拱截面转换为箱形拱截面。
一、拱桥病害情况及原因针对北京郊区几座双曲拱桥调查，发现除了混凝土结构物共存的一些病害外，双曲拱桥普遍现状如下：1.等级偏低，桥的强度、刚度、宽度不够，不能满足现在的交通要求。
2.拱肋出现裂缝。
主拱圈的裂缝可以分为纵向缝、径向缝两大类：纵向缝是产生与拱肋和拱波的结合面上，平行于拱轴线方向的裂缝，其产生的原因主要是主拱圈整体性差和桥台水平位移较大所致。
纵向缝分为法向拉力纵向缝和剪力纵向缝两种。
法向拉力纵向缝多出现在拱顶附近正弯矩较大的区段，剪力纵向缝出现在拱角附近剪力较大的区段。
径向缝是垂直于拱轴线方向的裂缝，主要有拱肋径向缝和拱背径向缝两种，拱肋径向缝产生在拱顶附近正弯矩较大的区段，往往是由于桥台发生过大的水平位移，拱顶部位正弯矩大大增加，拱肋的拉应力超过极限拉应力所致，拱背径向缝多产生在拱角附近负弯矩大的区域，桥台发生过大的水平位移也常出现拱背径向缝。
3. 腹拱破坏。
在对郊区危改拱桥的调查中，发现几乎所有的拱桥腹拱都不同程度的被破坏，尤其在腹拱与横强交接的部位，常常破碎，这是因为腹拱圈预制分块太多以及勾缝水泥砂浆标号过低，致使其整体性差，在载荷反复作用下必然导致各腹孔产生不同程度的纵、横向裂缝。
4. 拱波破坏旧桥的拱波大部分是预制弯板，板板之间只通过沙浆进行联系，由于联系薄弱容易形成单板受力，拱波容易被压坏而出现裂缝，随着裂缝的扩展拱波容易出现渗漏现象。
5. 横系梁破坏由于横向联系薄弱，主拱圈容易出现偏载横系梁由于和主拱圈是刚结受力巨大，容易出现应力超限而被拉坏。
6. 桥面系病害：造成桥面破碎的原因主要有两个方面，一是缺乏基层，拱桥上填料厚薄不一，对面层的刚性不一，沉陷不一，沙砾填料只能算桥面的垫层，具有足够的强度但是整体性能差，二是重车交通量增长，加剧了桥面的病害。
另外，材料性能不好，施工工序或施工加载不正确、气温条件的影响也是产生和加剧病害的主要原因。
二、加固原理（一）首先分析危旧双曲拱桥内力分析的特点：危旧双曲拱桥内力分析和设计状态下的内力分析是有明显区别的。
双曲拱桥加固方案与施工控制1工程概况1.1某桥该路段的交通流量达14000辆/d，其中重载车辆所占的比重达40%。
为钢筋混凝土双曲拱桥，单孔、净跨20m，5肋4波。
桥面净宽为2×1.5m人行道+7m行车道，矢跨比为1/7，重力式桥台，设计荷载等级为汽车-13级，拖车-60。
曾对该桥进行加宽，老桥部分成为主车道、部分成为非机动车道。
经过多年的运营，该桥已进入大修期。
1.2外观状况及病害分析该桥桥面为水泥混凝土结构，目前有1/4破损严重，导致桥面有积水现象，主拱肋底部保护层基本脱落，钢筋外露，锈蚀严重，拱顶接头处部分钢板侧面已外露；腹拱拱波顶部有贯通裂缝，裂缝最大宽度达2.5mm，腹拱横墙墙身(特别是孔洞周围)、拱墩表面有裂纹，并且在近两年来的观察中发现，裂缝扩展较快；主拱肋横系梁基本完好，无明显病害，桥台基础无冲刷变形。
从外观上判断，该桥主要是由于主要承重构件刚度不足，其承载力有限，从而出现以上病害。
1.3试验检测通过测试桥梁在试验荷载(依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》第3.2.1条规定，基本荷载试验要求试验效率系数在1.05≥η>0.8范围内)作用下，其主要承力构件主拱肋在控制处的强度与刚度，以及主要裂缝的开展情况，来进一步准确掌握该桥的实际受力状态，及该桥的承载能力。
1.3.1静载试验检测数据静载试验检测的部分数据见表1～3。
表1跨中截面各测点挠度值1.3.2动载试验检测通过对该桥脉动的测试及跑车激振试验，实测竖向基频为2.5Hz，侧向实测基频为0.6Hz，说明该桥的竖向与侧向的振动位移都较大。
1.3.3检测结论(1)挠度平均校验系数为0.92，应力平均校验系数为0.98，校验系数小于1.0，表明结构的整体强度和刚度尚满足规范要求，但最大校验系数达1.02，表明承载能力与当初的设计能力接近，承载潜力已经不大。
(2)跨中截面在试验荷载作用下的最大挠度为0.96mm，小于挠度的最大限值L/800，满足规范相关要求。
钢筋混凝土双曲拱桥加固施工工法钢筋混凝土双曲拱桥加固施工工法一、前言钢筋混凝土双曲拱桥是一种常见的桥梁结构，但长期使用后可能会出现损伤和病害，需要进行加固施工以保证其安全可靠性。
本文将介绍一种钢筋混凝土双曲拱桥加固的施工工法，包括其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点钢筋混凝土双曲拱桥加固施工工法具有以下特点：1. 适用范围广：可用于各种形式的钢筋混凝土双曲拱桥的加固，包括不同尺寸和荷载条件下的桥梁。
2. 提高桥梁结构强度：通过采用特殊的加固材料和加固工艺，能够显著提高桥梁的承载能力和抗震能力。
3. 经济高效：相比拆除重建，采用加固施工工法可以节约投资，并在较短时间内完成加固工作，减少对交通的影响。
三、适应范围本工法适用于各种形式的钢筋混凝土双曲拱桥，包括不同尺寸和荷载条件下的桥梁。
具体的适应范围根据实际工程情况进行评估和设计。
四、工艺原理该工法的核心原理是通过加固材料的使用和施工工艺的实施来提高钢筋混凝土双曲拱桥的承载能力。
在施工过程中，首先对桥梁进行详细检查，确定损伤和病害的位置和程度。
然后，根据实际情况选择适当的加固材料，比如钢筋、碳纤维片等。
接下来，按照施工工艺要求进行加固施工，包括清理表面、加固材料的粘结、混凝土修复等步骤。
最后进行验收和监测，确保加固效果符合设计要求。
五、施工工艺钢筋混凝土双曲拱桥加固施工工艺包括以下几个阶段：1. 桥梁检查：对桥梁进行细致的检查，确定损伤和病害的位置和程度。
2. 准备工作：确定加固材料和机具设备，对施工现场进行清理和准备，确保施工安全和顺利进行。
3. 表面清洁：清理桥梁表面的杂物和脱落物，确保加固材料能够充分附着在混凝土结构上。
4. 加固材料施工：根据设计要求，采用适当的加固材料对桥梁进行加固，包括钢筋的布置和粘结碳纤维片等。
5. 混凝土修复：对桥梁梁面进行混凝土修复，填充裂缝和损伤部位，提高整体的抗压能力。
关于钢筋砼双曲拱桥加固维修的一些分析【摘要】.基于钢筋砼双曲拱桥建设年代较久和跨度较大的情况下，对基础较牢固，只是主拱圈不满足现行交通及重车通行的钢筋砼双曲拱桥，通过实例对钢筋砼双曲拱桥进行结构受力分析，进而采取加固方案，使主拱圈提高承载力，继续发挥老桥的经济和社会效益。
.【关键词】.钢筋砼双曲拱；桥梁；加固；工程实例；分析；主拱圈【abstract】.based on double reinforced concrete arch bridge during construction of a longer and larger span, on the basis of a strong, just not satisfied with the main arch of the existing traffic and heavy vehicles use the hyperbolic reinforced concrete arch bridge, for example through the reinforced concrete hyperbolic arch bridge structural analysis, and to take reinforcement, so that the main ring to increase capacity, continue to play an old bridge economic and social benefits..【key words】.reinforced concrete hyperbolic arch；bridge；reinforcement；project；analysis；main ring1. 引言.钢筋砼双曲拱桥，由于跨度较大和相对经济，作为七八十年代公路大中型桥梁而广泛存在。
随着我国经济的快速发展，交通量快速增加和重车的大量通行，原来施工较为落后和设计桥梁荷载相对较低，使钢筋砼双曲拱桥较频繁地出现：桥面开裂，腹拱圈开裂、断裂，主拱圈出现裂缝等病害。
虽然拱桥基础完好，但这些病害严重威胁桥梁的安全，况且双曲拱桥桥下净高都较大，对交通安全存在极大隐患，不可不引起重视。
对于基础较好的钢筋砼双曲拱桥，通过结构受力分析，适当地改变部分拱上结构，并对主拱圈进行加固，使其提高荷载抗力，是可以继续发挥钢筋砼双曲拱桥的结构和经济优势，继续为经济社会发展服务。
2. 具体工程实例.2.1 桥梁概况。
（1）XX省XX市永嘉县塘湾大桥横跨楠溪江，中心桩号为k0+470.65，于1978年12月建成通车。
塘湾大桥桥跨组合采用5×46m 的无铰双曲拱，拱轴线为悬链线，拱轴系数m=2.814，桥梁全长274.5m，桥全宽8.6m：7m(行车道)+2×0.8m(人行道)。
（2）桥梁上部结构采用5肋+4波的钢筋混凝土双曲拱，肋距1.93m，主拱圈全宽8m，拱肋底宽28cm、高45cm。
拱圈净跨径46m，设计跨径46.875m，净矢高为7.66m，矢跨比为1/6。
边肋采用“l”形截面，中肋为倒“t”形截面。
拱波为预制混凝土构件，厚8cm 净跨为165cm，净矢高为82.5cm，矢跨比为1/2。
现浇拱板厚13.5cm；横隔板为厚10cm，高99cm的钢筋混凝土构件。
主拱上设10个腹孔，其中8个明腹孔，2个暗腹孔，腹拱墩采用浆砌块石组成(见图1、2)。
（3）桥梁下部构造采用石砌重力式墩台，其中桥墩基础为低桩承台，每个承台打入30×30×800cm钢筋混凝土小方桩，桥墩基底四周铺设钢筋混凝土席块。
桥梁下部构造质量良好。
2.2 桥梁技术评定。
根据该桥检测报告结果，依照《公路桥涵养护规X》(jtg h11-2004) 的要求，对该桥总体技术状况等级评定，全桥结构技术状况综合评分dr=47.8，评定该桥为三类桥。
2.3 加固修复方案。
根据桥梁各部位构造的评定，主拱圈，横墙盖梁、腹孔拱圈，桥面系都在修复加固之列。
修复加固方式，一可以减少上部横载，提高安全系数；二加固主拱圈提高荷载抗力。
塘湾双曲拱桥的病害情况，兼采用上面两种方式：(1)凿除桥面系后，把腹孔拱圈更换为先简支后连续板式结构，与之配套就是横墙盖梁的修复及加高；(2)在上部结构减轻横载后，同时加固主拱圈，采用粘贴碳纤维材料或增大主拱圈截面积，加强截面抗弯拉应力。
2.4 按现状验算主拱圈承载力。
塘湾大桥原桥单孔构造如图3，塘湾大桥拱式结构改为板式结构后，单孔构造如图4。
以便结构受力分析，现将板式结构改造方案的具体内容分述如下：2.4.1 .桥面系。
原桥面铺装层破损严重，同时由于腹孔拱板改板的需要，原桥面铺装砼凿除后重新浇筑，更换全桥伸缩缝。
.（1）新桥面铺装横坡1.5%，为减轻拱上结构自重，横坡由立墙帽调整，铺装层厚均为10cm，采用c40砼，1210×10cm钢筋网。
（2）更换全桥伸缩缝，在墩顶中心及桥台各设置gqf-c40伸缩缝一道。
（3）拆除原桥人行道板与栏杆，改建为50cm宽钢筋砼防撞护栏。
桥面系采用拆建的方式，较每跨原桥面系的恒载减少737kn。
2.4.2 腹孔拱波更换为矩形板。
原桥腹孔拱波断裂严重，是原桥最薄弱的构件。
（1）靠近桥墩中心线两侧的腹拱波厚度为20cm，其余腹拱波厚度为10cm，每片宽度30cm，原设计腹拱波为250号砼。
腹拱波构造如图5所示：（2）腹孔拱波为圆弧形双铰拱，计算跨径300cm，矢高50cm，矢跨比1/6，拱腹线的半径r=250cm。
单片腹拱波整体强度差，只要有其中一片腹孔拱波跨中开裂成三铰拱时，又导致相邻腹孔拱波的开裂，破断；加之交通量日益增加，超载车辆的通行，腹孔拱波必须予以更换。
改腹孔拱波为板式结构；同时考虑砼护栏，在实腹拱段设置现较挑臂板。
（3）双曲拱桥拱上结构加固经验，将拱式结构腹孔拱波改为板式结构，两者相比板式自重减少、结构较为轻巧，使作用在主拱圈上的恒载减小。
如本施工图设计用厚26cm的连续板，每孔板自重为3249kn；虽较每孔拱背填料、侧墙等合计重量2715kn增加534kn，但综合桥面系则减少203kn，这无疑提高了主拱圈承载力。
2.4.3 验算主拱圈承载力。
主拱圈正截面的承载能力，是大桥维修加固设计的重点。
虽然上部恒载减轻，但由于主拱圈的拱波纵向裂缝拱波开裂占全桥的12.8%，在拱脚处的拱波断裂更多，裂缝可以进行灌浆封闭，要恢复到原设计状态是有问题的。
在这一点上我们认为，主拱圈截面抗力不能满足设计荷载的要求。
具体受力分析如下。
(1)设计主拱圈的组成。
双曲拱桥的主拱圈是由拱肋，拱波（俗称瓦片）及拱板三部分组合而成，塘湾大桥的主拱圈组合构造见图6：(2)主拱圈荷载组合验算。
考虑到拱板、拱波的断裂现状，验算主拱圈承载力时，假设拱波退出组合截面，但仍保留其自重。
这样假设略去拱波是偏安全的，也可作为结构上的安全储备。
不计f2时组合截面的各项要素见上表1的最后一行。
.将组合截面折算为换算面积，截面为114.0×.39.4cm矩形（如图7），倒“t”拱肋中部与顶部钢筋换算面积不在下缘，在承载力的计算中不起作用，故略而不计。
根据塘湾大桥设计资料，各种荷载内力见表2。
荷载组合计算见表3，表中荷载组合参照原设计，没有考虑永久作用效应与汽车作用效应的分项系数。
2.5 主拱圈加固设计。
由于将拱波退出了主拱圈的组成截面，使截面受到了削弱，导致了截面强度不足，加大现有主拱圈的截面是加固设计的主要措施，这就是“加大截面法”。
加大截面有两种方案。
2.5.1 加强拱脚，加大拱脚截面。
加大拱脚区段的截面使等截面无铰拱成为变截面无铰拱，增加拱脚截面的刚度也会增加拱脚截面的弯矩，只要能够求到加大拱脚的截面后，计算承载力强度不超过设计强度，验算才能通过。
根据无铰拱的拱顶弯矩影响性质；在拱脚负弯矩影响区间上加载，会减少拱顶正弯矩。
这点在直观上认为：拱脚部分压得愈重，拱脚截面大，在拱顶荷载下，拱脚不会翘起。
这种加固方案方法有利于改善拱脚，拱顶两个控制截面受力状态，提高拱桥的承载能力。
加固方法：在拱脚段的拱板上植筋与加高部分的钢筋混凝土联结成整体，共同受力。
2.5.2 .粘贴碳纤维材料。
碳纤维布或板，是一种新型复合型材料，具有质轻、耐腐蚀，抗拉设计标准强度是钢筋的10倍，施工便捷。
近年来在旧桥加固中广泛使用，我市77省道延伸线灵昆大桥，苍南龙港大桥都是粘贴碳纤维材料加固取得预期的效果。
.粘贴碳纤维材料是按下式换算一定用量的碳纤维材料：a cf=a s×r y/r cf.(1)a cf——碳纤维材料面积；a s——抵抗不足弯矩所需的普通钢筋面积；r cf——碳纤维材料抗拉标准设计强度；r y——钢筋抗拉标准设计强度。
按常规的钢筋混凝土受力分析模型进行理论分析和按桥涵设计规X（jtg d62-2004）进行截面配筋、稳定性、承载力等内容验算。
塘湾桥主拱圈是属于小偏心受压构件，拱顶截面作用正弯矩，拱脚截面作用负弯矩。
小偏心受压构件中受拉钢筋应力计算，是受拉区混凝土是否出现裂缝的关键，必须使其应力小于规X所规定钢筋的设计强度。
验算结果截面下缘贴cfs-120型碳纤维板一层。
主拱圈截面上缘因拱板顶横截面成弧形，碳纤维板不能粘贴，故粘贴cf-30型碳纤维布一层，宽度450mm。
2.5.3 两种加固方案的比较。
方案一，须对原桥主拱圈拱脚负弯矩影响线长度内植筋钻孔，加大拱脚断面增加恒载，影响了活载通过能力；同时也增加基础荷载。
加大拱脚断面后形成的无铰拱，拱背是一条不规则的几何曲线，线形不圆滑，影响外观。
方案二，对原桥主拱圈不作任何处理，保持原状，不增加恒载，加固后不存在方案一中各方面的缺陷，且施工方便，工艺成熟。
因此塘湾大桥主拱圈采用方案二，粘贴碳纤维材料加固。
同时对一般裂缝的处理：凡裂缝宽度δ≥0.2mm，对裂缝灌压环氧浆处理；δ＜0.2mm采用环氧胶封闭处理。
2.6 主要工程量及造价(见表5)。
.2.7 工程评价。
通过以上腹拱改板，使每跨结构恒载减轻203kn，又通过碳纤维材料加固主拱圈，恢复了主拱圈的承载力。
根据工程主要数量及造价表，老桥加固维修是较经济合理的。
.3. 结语.本文仅对钢筋砼双曲拱的某一类型，进行实例加固修复的受力分析，其它类型的双曲拱或拱桥也可以参考该工程实例的思路——改变上部受力结构，或同时加固主要承重结构（主拱圈），来修复、利用老桥，继续发挥拱桥的优势作用。
.参考文献.［1］.《公路工程技术标准》（jtg bo1-2003）［2］《公路桥涵设计通用规X》（jtg d60-2004）［3］《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规X》（jtg d62-2004）［4］《公路桥加固设计规X》（jtg/t j22-2008）［5］《公路桥梁加固施工技术规X》（jtg/t j23-2008）［6］《塘湾大桥竣工图》（1978.11）［7］《XX塘湾桥检测报告》交通部公路工程检测中心（2008.06.30）［8］童岳生，梁兴文编注.钢筋混凝土构件设计..科学技术文献，1995.。
