空腹式等截面双曲拱旧桥桥梁安全分析与加固方法
- 格式:pdf
- 大小:117.07 KB
- 文档页数:2
浅谈双曲拱桥常见的病害、成因分析及加固维修措施发表时间:2017-12-18T09:50:04.033Z 来源:《基层建设》2017年第26期作者:王少通杨勇[导读] 摘要:介绍了双曲拱桥的特性,结合多座双曲拱桥的定期检测结果,对双曲拱桥常见的病害进行了归纳、成因分析,并制定了相应的加固维修措施。
王少通杨勇中交瑞通路桥养护科技有限公司陕西西安 710075摘要:介绍了双曲拱桥的特性,结合多座双曲拱桥的定期检测结果,对双曲拱桥常见的病害进行了归纳、成因分析,并制定了相应的加固维修措施。
关键词:双曲拱桥;病害;成因分析;维修措施 1.概述拱桥是常见的一种桥梁结构形式,在竖直荷载的作用下,拱的两端除了竖直力外还会产生向内的推力,在水平推力的作用下,拱的内部弯矩大大减小;当拱轴线设计较为合理时,可使拱主要承受压力,剪力、弯矩较小,从而提高拱桥的承载力以及跨越能力。
由于拱桥主要承受压力,因此可以利用抗拉性能差而抗压强度较高的混凝土、石块、砖等圬工材料来修建拱桥。
由于双曲拱桥的主拱肋、拱波、腹孔的拱板均可以采取先预制(化整为零)然后现场进行拼装(化零为整)的施工方法,施工进度快;在山区谷深、河宽等施工现场条件差的地区,拱桥较大的跨越能力可减少下部墩台的修建,加上就地取材、节省成本,是一种较为经济、适用的桥型,因此在我国山区地段,分布着众多的钢筋混凝土双曲拱桥。
随着我国经济的快速发展,交通运输需求任务不断的增加,桥梁通行车流量日益增长且重型运输车辆数量较多,早期部分路段桥梁修建时荷载等级较低加上桥梁的老化、环境的影响,桥梁出现较多的病害,本文着重对同一时期、同一地域修建的双曲拱桥中常见的病害进行了归纳、成因分析。
2.双曲拱桥常见病害双曲拱桥因其主拱圈的横截面、纵截面都呈曲线而得名。
双曲拱桥主要由拱肋、拱波、拱板、横向联系(横系梁、横隔板)、拱上建筑组成。
2.1 拱肋拱肋存在竖向裂缝,拱顶两侧数量相对较多,拱肋竖向裂缝通常有三种形态:腹板竖向开裂;左/右侧腹板和底板贯通开裂(呈L 型);两侧腹板和底板贯通开裂(呈U型)。
0前言双曲拱桥具有结构美观轻巧、造价经济、施工方便等优点,20世纪60~70年代在我国桥梁建设中得到了广泛应用。
但双曲拱桥采用“化整为零”、“集零为整”的施工工艺、结构特点,导致其在整体性能和耐久性能方面具有“先天”缺陷。
随着日益增长的交通量、重载超载车辆严重,造成双曲拱桥病害日益突出,其承载能力和安全性能大为降低[1]。
双曲拱桥具有相同的结构特点,其结构检测与评定技术、病害特征及成因也具有相似性。
近年来,部分省市均出现双曲拱桥倒塌的事故案例,造成了严重的人员伤亡、财产损失及不良的社会影响。
公路桥梁的检测与现状评定已逐渐受到相关部门的重视,特别是针对双曲拱桥安全状况评定和养护管理迫在眉睫。
本文以江西省广昌县某双曲拱桥为例,对常见的空腹式双曲拱桥的结构检测、典型病害成因分析及现状评定进行研究,并根据评定结果提出维修加固建议措施,对同类型的桥梁检测具有借鉴意义。
因此,必须对双曲拱桥进行准确的检测和等级评定,为后期的加固维修养护提供重要依据,从而延长桥梁的使用寿命。
1项目概况江西省广昌县某双曲拱桥,建成于1986年,该桥上部构造为单跨跨径25m 空腹式钢筋砼双曲拱桥,净矢高为4m;主拱圈构造为7肋6波,主拱圈全宽690cm;主拱肋宽30cm,高66cm,主拱肋间净距80cm;肋间设横隔板,每跨设置5道横隔板,横隔板截面尺寸为30×60cm;拱上设6个腹拱,腹拱圈宽690cm,净跨径200cm。
腹拱墩为砼立墙式结构,腹拱圈采用装配式二铰拱结构。
普通砼桥面铺装,下部结构采用重力式混凝土墩台,松木桩基础。
该桥全长36.95m,桥面总宽7.35m。
桥面净宽为:净-5.85+2×0.75m 安全带。
按同年代修建的同类型桥梁推定桥梁的设计荷载为:汽车-15级,挂车-80级。
桥梁运营已近三十年,从外观看该桥主要存在以下病害:主拱圈拱肋多处出现砼空洞、骨料外露、露筋、锈蚀,并出现U 型裂缝;拱圈多处有明显渗水现象,渗水处伴有白色晶体析出;腹拱墩立墙砼破损,蜂窝麻面、渗水,并伴有白色晶体析出;腹拱圈出现横纵向裂缝,底缘砼蜂窝麻面、露筋,腹拱脚砼破损,并伴有白色晶体析出;部分栏杆砼开裂,钢筋外露、锈蚀;八字墙红砂岩表面风化剥落严重。
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。
双曲拱桥梁的加固方法和选择原则双曲拱桥梁是一种多用途的桥梁类型,它具有良好的抗震性能和超限性能,可以有效抵御气候变化和极端气候条件下的强迫荷载,可以达到节约资源、提高安全性、降低运营成本的目的。
双曲拱桥梁的加固也具有重要的意义。
本文针对双曲拱桥梁的加固方法与选择原则进行论述。
双曲拱桥梁加固主要包括钢筋加固、健康监测与维修等多种方法。
1、钢筋加固:钢筋加固是一种常用的加固方法。
用足量的钢筋构成桥梁抗震性能,构造桥梁抗侧偏强度,配以重新校核,可以显著提高桥梁抗强震能力,从而达到加固的目的。
2、健康监测:健康监测是一种长期而及时的双曲拱桥梁加固方法,通过借助中央控制系统和传感器,实时地监测桥梁结构的状态、性能和安全性,从而发现及时发现桥梁存在的问题并采取应急措施,确保桥梁结构性能符合要求,达到加固的目的。
3、维修与改造:维修与改造是指对桥梁结构发生变形、裂缝和焊接开裂的现场维修,或者对吊索和拉杆等组件进行改造,以增强桥梁抗震性能,从而达到加固的目的。
双曲拱桥梁的加固要从设计、施工和维护等方面考虑。
1、设计和施工:应根据桥梁设计荷载及抗震等级,选择符合抗震设计标准规范的材料及尺寸进行加固设计;在施工中,应以高精度仪器、排查变形、破损,严格控制焊接技术,确保施工质量。
2、维护:在维护上应定期检查桥梁结构,及时发现桥梁存在的问题,维修或改造桥梁结构,保持桥梁在良好的状态,延长桥梁使用寿命。
综上所述,双曲拱桥梁加固应结合设计、施工、维护和应急处理等多种因素进行考虑,合理的挑选加固方法和恰当的原则,有助于提高双曲拱桥梁的抗震性能,保障桥梁的正常使用以及提高桥梁的抗侧偏强度,从而达到节约资源、降低运营成本的目的。
双曲拱桥梁的加固方法和选择原则双曲拱桥梁是在道路、铁路、公路、街道等公共交通系统中用来承受大量车辆和行人荷载的重要桥梁结构。
由于地质、气候等因素的作用,双曲拱桥梁的结构状况可能发生变化,如果不及时加固,可能会造成巨大的经济损失和人员伤亡。
因此,双曲拱桥梁的加固工作具有重要的意义。
双曲拱桥梁的加固有多种方法,主要包括增加桥梁承载能力、更换腐蚀损坏的桥梁元素、改建桥梁支撑系统等。
其中,增加桥梁承载能力是最常用的加固方法,具体可以通过改变桥梁元素的几何尺寸或材料来实现,这种方法可以有效地提高桥梁的抗压、抗弯能力,从而增加桥梁的结构刚度,降低桥梁承载荷载的轻度。
更换腐蚀损坏的桥梁元素是另一种常用的加固方法。
由于地质、气候等因素的作用,双曲拱桥梁的某些部分可能会发生腐蚀,这些部分的损坏会降低桥梁的强度和刚度,因此必须及时更换腐蚀损坏的桥梁元素,以确保桥梁的安全使用。
改建桥梁支撑系统是另一种常用的加固方法。
随着桥梁使用寿命的延长,桥梁支撑系统可能会受到过大的荷载作用,从而出现变形和破坏。
为了确保桥梁的安全,必须及时进行改建,以增加桥梁支撑系统的承载能力。
在双曲拱桥梁加固工作中,应以安全、经济、可行性为原则。
双曲拱桥梁的加固方法多种多样,因此,在实施加固时要根据桥梁现状,从多种加固方案中选择合适的加固方案,以确保桥梁的安全性。
此外,加固方案不仅要考虑桥梁承载所需的设计强度,也要考虑加固方案进行施工所需的技术难度和经济实惠性,以确保加固方案的可行性。
双曲拱桥梁的加固工作具有重要的意义,可以有效地提高桥梁的抗压、抗弯能力,从而增加桥梁的结构刚度,降低桥梁承载荷载的轻度,保证桥梁的安全使用。
双曲拱桥梁的加固工作应以安全、经济、可行性为原则,从多种加固方案中选择合适的加固方案,以确保桥梁的安全性,同时考虑加固方案进行施工所需的技术难度和经济实惠性,以确保加固方案的可行性。
双曲拱桥梁的加固工作是一项重要的系统工程,应当以科学、严谨的态度开展加固工作,确保桥梁的安全可靠。
浅谈空腹式拱桥加固与改造摘要:近年来,我国桥梁迅猛发展,但部分年代较长和承载力较低的桥梁,已不能适应日益增长的交通量的需要,成为交通运输中的“瓶颈式”制约因素。
为此大力实施危桥改造工程,才能确保行车安全,为社会提供一个更加便捷畅通的交通服务网络。
本文作者通过对空腹式拱桥的加固改造,试探讨拱桥加固的原则、方法及措施,给旧桥加固工作提供参考。
关键词:拱桥、加固一.桥梁概况司庄一桥位于国道208线K880+199处,地处208国道祁县与武乡交界处的昌源河上,于1996年建成通车。
原桥设计荷载为汽-20,挂-100,桥面全宽9.5米,净宽8.5米,全桥长204.141米。
桥梁上部结构主跨采用108m空腹式石拱桥,拱圈采用悬链线,失跨比1/6,主拱圈全宽9m,拱上建筑采用空腹式梁板结构,跨径为8.5m的简支板,空腹墩采用立墙圬工砌体,厚度为1m和1.5m两种,东观方向边跨上跨旧国道208线,采用1-16m简支空心板,桥台为U型桥台,长治方向为重力式,基础采用整体扩大基础。
图1司庄一桥立面图二.桥梁病害2007年底,司庄一桥桥面板出现铰缝脱落,形成单板受力,造成桥面出现严重病害,主要病害是:(1)板与板之间纵向开裂,在行车作用下形成单板受力;(2)横向板下挠不一致,有的下挠小,有的下挠大,造成板出现横向裂纹,承载力下降;(3)由于板梁与墩帽之间设置简易油毛毡支座,造成板梁与墩帽混凝土之间碎裂;(4)沥青混凝土桥面出现大面积推移、龟裂、网裂和损坏,混凝土桥面铺装纵向、横向开裂;(5)桥面水渗入主拱圈,造成局部拱下渗水析碱和盐渍;(6)少数盖梁局部存在混凝土开裂、破损现象。
三.加固方案2009年,管养单位对司庄一桥进行大修,主要加固方案:1、原桥主桥空腹式板梁及引桥上部结构简支板全部拆除重建,均采用公路-I级标准进行重新设计,具体设计方案如下:(1)8.5m跨径空腹板及引桥上部结构上部结构采用预制钢筋混凝土空心板,板高40cm,边板宽135cm,中板宽145cm,横向布置6块,采用结构连续。
四孔悬链线等截面空腹式片石拱桥旧桥加固处理方案
四孔悬链线等截面空腹式片石拱桥是一种传统的古老桥梁类型,其结
构形式和建造方法决定了其较弱的抗震性能和承载能力。
在进行旧桥加固
处理时,需要充分考虑桥梁的使用年限、结构状况以及加固目标,制定合
理的加固方案。
1.结构评估:首先要对旧桥进行全面的结构评估,包括构件的强度、
刚度、稳定性和耐久性等方面的评估,确定旧桥的结构状况,了解主要病
害和存在的安全隐患。
2.増强支墩和桥面:针对旧桥支墩和桥面的病害,可以考虑采用混凝
土加固或喷涂聚合物改性材料来增强其力学性能和耐久性,提高其承载能
力和使用寿命。
3.加固拱肋:对于拱桥的拱肋部分,可以采用加固带和钢筋混凝土加
固墩台的方式,提高拱肋的承载能力和抗震性能。
4.加固桥身:对于桥梁的空腹结构来说,可以采用碳纤维布或玻璃钢
加固片来进行加固处理,以提高桥身的强度和刚度。
此外,可以考虑采用
钢筋混凝土外包剂的方式,加固桥身的同时也可以改善其外观和保护。
5.设计桥基和桥墩加固措施:针对桥基和桥墩的安全隐患,可以采用
补强柱、加固箍筋或增加剪力墙等措施来提高其抗震性能。
6.定期检查和维护:对于加固完毕的旧桥,应定期进行巡检和维护,
包括桥梁结构的清理、防腐、防水、涂刷等工作,以延长桥梁的使用寿命。
总之,对于四孔悬链线等截面空腹式片石拱桥的旧桥加固处理,应综
合考虑桥梁的结构状况、使用年限和加固目标,采用合理的加固措施和材
料,以提高桥梁的承载能力和抗震性能,延长其使用寿命。
在进行加固处理前,应进行充分的结构评估和设计分析,确保加固方案的科学性和可靠性。
1 概述双曲拱桥于1964年由江苏无锡建桥工人首创,主拱圈由拱肋、拱波、拱板和横向联系等部件组成,外形在纵横两个方向上均呈弧形曲线,且与主拱圈的曲线正交,称为双曲拱桥。
它以施工方便、桥型优美、节约材料等优点曾被广泛修建,为我国的公路交通事业做出了巨大贡献。
主拱圈的特点是先化整为零,再集零为整,施工时可以不要拱架、施工进度快、所用钢材不多。
它充分利用了预制装配的优点,使得施工过程适应了无支架施工和无大型起吊机具的情况。
为了加强主拱圈受力的整体性,在拱肋之间设置有横系梁。
根据桥梁宽度的不同,双曲拱桥主拱圈横截面可以做成单波、双波、多波、悬半波和高低波。
这种截面的截面抵抗矩比相同材料用量的板拱大,因而可以节省材料,且在施工等方面比板拱有较多的优越性[1]。
对于使用多年的双曲拱桥出现了许多的病害,诸如拱波纵向开裂、拱肋破坏露筋、拱上建筑开裂和横系梁破坏等。
这些病害影响桥梁的承载能力,对交通安全构成威胁,甚至会引发桥梁坍塌的恶性事故发生。
本文以某水库溢洪道双曲拱桥为工程背景,对既有钢筋混凝土双曲拱桥的病害及病害产生原因进行了分析,采用有限元软件MIDAS对桥梁结构的承载能力进行复核计算,并对维修加固措施进行了探讨。
2 双曲拱桥主要病害及成因1)主拱肋为钢筋混凝土结构,除少数部位存在钢筋锈胀、混凝土剥落、钢筋外露锈蚀外,主拱肋基本完好,无明显开裂等现象。
病害原因是拱肋截面配筋偏少,混凝土标号不高,拱肋的承载能力和抗开裂能力不高;且荷载横向分布较差导致拱肋受力的不均匀,使个别拱肋受力过大;拱肋破坏后钢筋锈蚀,锈胀的钢筋又使混凝土沿着裂缝继续开裂,造成恶性循环;桥墩承台基础下沉及倾斜造成拱轴线偏离,拱肋受力发生变化。
2)拱波存在纵向开裂现象,裂缝较多,但缝宽较小,病害产生的主因是拱波太薄,钢筋保护层不足,拱波配筋很少,钢筋网钢筋间距太大,由于横向联系较弱使得整体刚度不强,荷载横向分布较差,造成变形不协调,使拱波的受力变得复杂,加速了拱波裂缝的产生。
3)拱上建筑开裂,拱上建筑受力相对复杂[1]。
桥梁荷载通过拱上建筑向下传递到主拱圈,在拱墙与主拱圈连接处未设置“铰”而约束了拱墙的变形,这种变形对腹拱来说相当于施加了墩台位移;混凝土的碳化与钢筋锈蚀现象产生;从结构角度看,双曲拱桥的腹拱是一组小跨的连拱,单片腹拱的变形可影响到相连的腹拱。
4)横系梁破坏,双曲拱桥的横系梁在设计时就存在问题,在设计时横系梁的截面尺寸能够满足横向联系的要求,但在使用过程中却达不到预期的效果,说明横系梁的设计和计算存在着不足。
5)桥墩(台)开裂、混凝土剥落、钢筋外露;基础局部冲空,翼墙、耳墙破坏,锥坡、护坡破坏等[2]。
桥墩身混凝土常干湿交替变化,碳化速度大,墩钢筋锈胀现象普遍,造成墩表面较常见的混凝土剥落现象,混凝土耐久性遭到破坏;基础底部冲刷一般是由于基底围护缺失引起的,且水流速较快,冲刷形成孔洞;翼墙、耳墙破坏,锥坡、护坡的破坏等病害多为施工质量较差,后空腹式等截面双曲拱旧桥桥梁安全分析与加固方法The safety anlysys on the bridge construction and discuss on th e reinforcing measure of a double-curvatureArch Bridges张青松(安徽省水利部淮委水利科学研究院,安徽 蚌埠 233000)摘 要:空腹式等截面双曲拱桥具有很多的优点,在上世纪60年代发明之后广泛修建,其中有相当数量的部分仍在役。
由于设计建造标准偏低,钢筋混凝土结构老化,再加上多年超载运营,出现的病害情况也较多,诸如桥面损坏、桥墩砌石裂缝等,承载能力降低,对行车安全构成了严重的威胁。
本文阐述了双曲拱桥的常见病害,并以一座实际桥梁为工程背景,采用MIDAS计算软件复核计算了桥梁承载能力,并根据双曲拱桥的结构特点和病害特征,探讨了双曲拱桥的维修加固措施,希望本文所提出的桥梁鉴定与加固方法对该类双曲拱桥的处理具有参考价值。
关键词:双曲拱桥;病害分析;承载能力;加固措施Abstract:Reinforced concrete double-curved arch bridges were built aboard in 1970s. Most of them play an important role in the modern road transport till to now. The damage of them becomes so severe because of imprecise build criterion at that time and perennial excess load many years that the loading capacity of them is reduced, which threatens driving safety greatly. In this paper, damages of bridge are summarized, and then damages causes are pointed out, the load carrying capacity is checking calculation, and reinforcement measures of bridge are studied basing on structure characteristic and damages features and applied to bridge structure basing on an existing spillway bridge.Key words:double-curved arch bridge;damage analysis;load carrying capacity;strengthening measure中图分类号:U448.1 文献标识码:B 文章编号:1003-8965(2013)04-0097-02施工技术97期缺乏养护等因素引起。
3桥梁承载能力复核计算3.1工程概况该溢洪道桥建于上世纪七十年代,为等截面悬链线空腹式悬链线双曲拱桥,全桥为5孔双曲拱桥,每孔净跨径为25.0m;桥面宽为5.5m,设计荷载为汽车-10级。
主拱矢跨比为1/8,拱轴系数为m=2.814;主拱圈的截面尺寸见图1。
拱肋混凝土标号为C25,拱板和拱波混凝土标号为C20。
拱上建筑采用跨径为2.4m的空腹拱及浆砌石立墙,腹拱矢跨比1/6,混凝土标号为C15。
该桥处于水库溢洪道上,下部结构采用重力墩台。
3.2计算建模拱桥为多次超静定结构,双曲拱桥拱上建筑结构在一定程度上要参与拱圈受力,拱上建筑的联合作用受腹拱的矢跨比、拱圈与腹拱的相对刚度、拱圈与立柱的相对刚度、主拱的矢跨比、拱圈截面纵桥向的位置等因素的影响。
为客观评定其实际承载能力,合理计算拱上建筑的联合作用,利用1MIDAS有限元分析软件,采用梁格法建立双曲拱桥的空间计算模型[3][4]。
1)主拱圈、腹拱圈、立柱、墩台容重:25kN/m3。
拱上填料容重:19kN/m3。
拱顶填料总厚为500mm(未包括桥面铺装),在主拱圈计算时, 考虑冲击系数及汽车荷载横向分布问题。
桥面铺装混凝土容重:25kN/m3,铺装层平均厚为150mm。
车道荷载:公路-II级。
人群荷载:人群荷载标准值取3.0KN/m2。
2)应用MIDAS有限元分析软件,采用梁格法,在弹性理论范围内,建立双曲拱桥空间模型。
主拱圈用3根纵向曲梁来模拟;3根纵向曲梁间以横梁连接,横梁的横向抗弯刚度和抗扭刚度根据拱板、拱波和横系梁的横向抗弯刚度和抗扭刚度确定;拱圈上部建筑为砌体结构,为简化计算采用释放端部约束的杆件进行模拟,侧墙、实腹段填料及桥面铺装厚度仅作为附加恒载计入。
拱脚按固结边界条件考虑,故可按固定铰拱计算[5],主拱圈断面0.3m×0.3m计算模型见图1。
图1 主拱圈纵向梁格划分示意图3.3计算结果通过有限元模型内力计算及承载力验算:桥梁在恒载和活载作用下,拱圈以拱脚截面受力最大,弯矩为431KNm,轴力为2417KN。
按照此弯矩和轴力进行配筋计算,经计算截面相对界限受压区计算高度ξb=0.544,截面受压区高度ξ=0.728,ξb<ξ,拱肋属超筋破坏类型,拱肋截面尺寸明显不足,因此主拱肋不满足桥面安全使用承载力要求。
4 维修加固措施研究由于钢筋混凝土双曲拱桥的病害较多,对不同的结构构件采用不同的加固方法,主要修复各个损伤构件,加固后维持原状,避免对原有结构的损伤。
1)拱肋(主拱圈)拱肋作为双曲拱桥的主要受力构件,关系着整个桥梁的安全运营和承载能力。
桥梁承载能力适用的可采用环氧砂浆喷浆阻断混凝土碳化进程,对于承载力不足的桥梁建议采用粘贴钢板方法:采用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体共同受力,以提高其刚度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进一步发展,从而达到加固补强、提高桥梁承载能力,该方法具有施工简便、粘钢所占空间小、施工周期短等优点[6]。
2)拱波的维修加固对于拱波上的纵向裂缝先采用注胶法对裂缝进行修补,再用粘贴碳纤维布进行补强。
施工过程要严格按照施工工艺进行,注完胶后按要求进行养护;碳纤维布粘贴施工时,粘贴过程要严格按照施工工艺的要求进行,以保证碳纤维布的加固效果。
3)拱上建筑的维修加固采用挂网喷浆方法,凿除腹拱圈、拱墙和横隔墙的混凝土保护层,露出主筋,然后在各个部位种植锚固筋,并将钢筋网与锚固筋焊接,最后清除混凝土表面残留物,喷射混凝土保护层。
4)横系梁的维修加固采用增大截面法提高桥梁的整体刚度,新增加的横系梁设置在原有横系梁的中间,原有横系梁内部钢筋进行补焊,并将截面增加到与拱肋截面同高。
5 结论目前,数量众多的钢筋混凝土双曲拱桥仍在服役,其中的多数都存在不同程度的病害,给桥梁的安全性、耐久性和可靠性带来了不利影响。
正确的对桥梁进行检查分析和总结双曲拱桥的病害及其成因,有利于有针对性的对病害桥梁进行维修加固,对于保障交通安全有着重要意义,本文通过实例对桥梁进行检查、复核计算,并探讨了维修加固措施,希望对同类型的双曲拱桥的病害处理有一定的参考价值。
参考文献[1]宋俊杰,刘湘江,杨真春,拱上建筑加载顺序对主拱圈的影响[J] 山东交通学院学报 2003.02.35~37。
[2]王灿,朱新实.双曲拱桥病害原因分析及处治对策的研究[J].公路.2002 (11):74-76.[3]公路双曲拱桥上部构造设计计算 人民交通出版社(交通部科学研究院等)[4]杨志华,梁格法在混凝土连续箱梁桥计算中的应用[J] 中国水运(理论版) 2006.5(4).69~70.[5]黄侨,葛占钊,林阳子,梁格法在双曲拱桥承载能力评估中的应用[J] 中外公路,2007.12(27),89~92.[6]中华人民共和国交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004).2004.施工技术98。