双曲拱桥加固方法研究
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双曲拱桥维修加固设计要点分析摘要:本文根据一座双曲拱桥的具体病害情况提出相应的维修加固措施。
通过对该桥的病害原因及结构受力分析,提出了整体桥面系改造的方案,包括拱上填料、整体式桥面板及人行道栏杆改造以及主拱圈增大截面加固的措施。
实践证明,该维修加固方案能够有效解决该类双曲拱桥的病害问题,达到维修加固的预期目标。
关键字:双曲拱桥;桥面系改造;增大截面加固;1概述K561+517池河闸桥位于G328启老线池河镇,东西走向,跨越池河,全长144.9m。
上部结构为4x27m空腹式双曲拱,矢高5.1m,拱肋厚1m。
下部结构为重力式墩台,扩大基础。
桥梁全宽9.9m,净宽7.1m,混凝土栏杆。
桥梁建设年代为1981年,设计荷载:汽车-15级,挂车-80。
池河闸大桥2桥梁病害情况(1)上部结构:主拱肋存在90处渗水并伴有结晶吸附;拱波存在6条裂缝,3处破损;横向联系存在12处渗水并伴有结晶吸附;拱上立柱存在多处表面缺陷剥落及3条竖向裂缝;盖梁存在多处表面缺陷剥落;拱上填料排水不畅等病害。
(2)下部结构:桥墩及桥台存在11处渗水并泛白吸附。
(3)附属结构:桥面板存在少量裂缝并伴有渗水结晶;桥面铺装存在1处裂缝及1处破损;人行道栏杆全桥分范围内存在开裂破损的病害。
综上,该桥主要问题为:主拱圈承载能力不足以及两侧人行道栏杆无防撞能力,存在安全隐患。
(4)病害原因分析:①拱波纵向裂缝:拱波与拱肋之间的安装缝处往往是砂浆或混凝土强度较弱的部位,在外荷载作用下,容易产生裂缝,甚至碎裂,从而导致拱波嵌固状态的改变,使拱波的承载能力下降;拱肋的横向刚度不足。
在车辆荷载作用下,拱肋的横向变形较大,可能使微弯板的约束边界发生变化,即拱波的板脚有位移,从而产生混凝土裂缝;对于窄条形预制拱波,由于预制板在搬运、安装过程中均处于无推力支承的状态,而且钢筋又是布置在中和轴附近不起受力作用,这种情况下,拱波易产生裂缝。
②拱上立柱混凝土开裂:钢筋锈胀局部区域应力增大引起表面混凝土开裂剥落。
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。
关于双曲拱桥加固施工关键技术的探讨摘要:随着中国科学技术的进步,它直接推动了建筑业的快速发展。
然而,由于设计和施工经验不足以及其他各种原因,许多双曲拱桥的承载能力较低,经过一段时间的使用后,出现了不同程度的疾病。
随着交通量和车辆载荷的增加,桥梁存在很大的安全隐患。
目前,现有的桥梁一般位于交通喉部,在施工过程中处于有利位置。
重建将长期影响交通,需要大量资金投入。
仍然可以使用正确的桥梁病害原因分析和有效的加固措施。
因此,提出了现有双曲拱桥结构性能的检测和评价及加固方案,对确保桥梁结构安全,保证交通畅通具有重要意义。
关键词:双曲拱桥;加固施工;关键技术引言双曲线路桥施工技术在我国早期路桥施工方法中占有十分重要的地位。
它是当时最受欢迎的桥梁建筑结构。
该技术的发明极大地促进了中国交通运输业的发展。
但是,大量的实验数据表明,在使用这种技术时存在一些问题,虽然结构新颖、重量轻、节省材料,但整体性能差,加固量小,载荷水平低,施工等原因,桥梁类型在一定时期后有不同程度的病害使用,同时,与运输原因相关的原始双曲拱桥的发展已不能满足目前大流量使用的要求。
由于需要仍然存在少量需要加固和使用的这种桥。
1. 双曲拱桥概述近二十年来,随着改革开放的不断深入,中国的道路建设行业呈现出强劲的局面。
高速公路的服务水平,容量和使用寿命都有了很大提高。
特别是在进入“十二五”规划后,国家进一步加大了对基础设施建设的投入,使全国各地的道路焕然一新。
但是,中国幅员辽阔,地理环境复杂。
它分析整个道路网络。
它在国民经济中的比重非常重要,但其设施和基础设备存在严重缺陷。
今天,这些问题并没有从根本上得到救济。
分析我们目前熟悉的道路。
有成千上万的旧桥梁结构。
由于当时的施工条件和历史原因,这些桥梁设计标准低,施工技术不成熟。
由于多年的使用和缺乏维护,大多数桥梁已成为危险的桥梁。
作为20世纪五六十年代最常见的桥梁结构,双拱桥在国家经济条件下发挥了重要作用和优势。
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。
钢筋混凝土双曲拱桥加固计算研究
1综述
钢筋混凝土(RC)双曲拱桥在建成后,由于土地条件及荷载等原因,可能造成桥梁的损伤和破坏。
为了改善桥梁的稳定性,维护桥梁的可靠性,以减少桥梁构件的破坏,可以采用加固技术,为了保证加固技术的经济、安全性,以及技术有效性,计算都是必不可少的环节。
因此,RC双曲拱桥加固计算研究就变得十分重要。
2加固原理
双曲拱桥加固有很多方法,可以根据桥梁特点综合考虑,本文主要讨论的是当过度拱受力过大,或荷载大于拱刚度的情况,可以采取在拱腹内设置钢筋的方式进行加固的情况。
根据双曲拱桥加固矩形容量理论,可以得出拱截面最大弯矩Md,拱使用约束效应Fd,跨径大小Yb等信息,来对双曲拱桥进行加固。
3加固计算
RC双曲拱桥加固计算,主要分为混凝土材料本构特性和钢筋配筋的计算。
混凝土材料的本构特性的计算,根据拱截面的形状,复杂性进行考虑,考虑钢筋配筋的百分比、直径、位置,才可以得出相应的加固结果,保证拱的稳定性和安全性。
4计算软件
RC双曲拱桥加固计算,由于计算复杂度大、时间长,故采用计算软件进行模型参数输入、材料参数输入、荷载准备、拱截面分析、钢筋配筋设计、断面受力计算等,可以实现RC双曲拱桥加固计算的自动化,有效减少工作量,提高效率。
5结论
双曲拱桥加固计算研究,采用计算原理和计算软件相结合,可以得出有效、可行的双曲拱桥加固方案,保证桥梁稳定性和可靠性,避免桥构件受力过大而造成破坏。
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。
公路双曲拱桥改造加固研究公路双曲拱桥是一种常见的公路桥梁结构,其设计具有较强的工程难度和技术挑战。
当前,国内外对于公路双曲拱桥的改造加固研究日益重视,以提高其安全性和使用寿命。
本文将对公路双曲拱桥改造加固研究进行探讨,为相关领域的工程技术人员提供一定的参考和借鉴。
一、公路双曲拱桥的特点和存在问题1.曲线造型:公路双曲拱桥通常采用双曲线造型,桥面呈现出流畅的曲线美感,成为城市道路景观的一部分。
2.结构复杂:公路双曲拱桥的结构复杂,需要考虑到曲线形态对结构受力的影响,以及曲线形态对荷载传递的影响。
3.地质条件:双曲拱桥通常跨越河流、山谷等地理地质条件复杂的地区,桥梁基础受到地质因素的影响较大。
4.安全隐患:随着桥梁使用年限的增长,公路双曲拱桥存在着结构疲劳、裂缝、锈蚀、变形等安全隐患。
基于以上特点,公路双曲拱桥改造加固研究具有重要意义。
存在问题亟待解决,必须加强对双曲拱桥结构的监测和评估;改造加固技术的研究和应用能够提升桥梁的安全性和使用寿命。
二、公路双曲拱桥改造加固的技术需求1.结构增强:对于存在结构疲劳、裂缝等问题的双曲拱桥,需要采取有效的结构增强措施,提升桥梁的承载能力和抗震性能。
2.监测评估:建立公路双曲拱桥的实时监测系统,定期对桥梁结构进行评估和检测,及时发现问题并采取相应的修复措施。
3.材料选用:选择适宜的材料进行桥梁加固,包括高强度混凝土、碳纤维布、预应力钢束等新型材料,以提高桥梁的整体性能。
4.技术创新:通过技术创新,研发适用于双曲拱桥的新型改造加固技术,提高桥梁的安全性和使用寿命。
综合以上技术需求,公路双曲拱桥改造加固的研究将涉及结构设计、材料科学、监测技术等多个领域,需要工程技术人员的不懈努力和创新探索。
目前,国内外已经涌现出了一些成功的公路双曲拱桥改造加固实例,为相关领域的工程技术人员提供了宝贵的经验和借鉴。
1.国外案例:美国旧金山湾区大桥的改造加固工程是一个成功的案例。
该项目利用了预应力混凝土技术,对桥梁进行了全面加固,提升了桥梁的抗震能力和承载能力。
公路双曲拱桥改造加固研究公路双曲拱桥是公路桥梁中的一种常见结构形式,其设计理念源于古代的石拱桥,具有美观大方、结构稳定的特点。
随着时间的推移和车流量的增加,许多古老的公路双曲拱桥出现了一定程度的老化和破损,给行车安全带来了一定的隐患。
对公路双曲拱桥进行改造加固研究,保障桥梁的安全性和可靠性变得尤为重要。
一、改造加固的背景和必要性公路双曲拱桥多建于上个世纪,如今已有数十年甚至上百年的历史,其结构和材料难免会有一定程度的老化、损坏或者变形。
随着车流量的不断增加,原设计的承载能力可能已无法满足实际需求,这就需要对公路双曲拱桥进行改造加固,提高其承载能力和稳定性,保障桥梁的安全使用。
由于技术的发展和新材料的应用,如今有更先进、更耐久的材料和工艺可供选用,可以为公路双曲拱桥的改造提供更多可行的方案。
对公路双曲拱桥进行改造加固研究,不仅可以提高桥梁的承载能力和安全性,同时也可以延长桥梁的使用寿命,降低维护成本,对于保障道路交通的安全和畅通具有重要意义。
二、改造加固的技术手段1. 结构加固结构加固是公路双曲拱桥改造的重要手段。
在结构加固中,可以采用增加横隔墙、增设拉杆、加固扭箱等方法,来提高桥梁的整体稳定性和承载能力。
为了增加桥梁的使用寿命,还可以采用局部加固的手段,如通过加固桥墩、修补破损的拱肋等方法,来延缓桥梁的老化和破损程度。
2. 材料改进材料的改进是公路双曲拱桥改造的重要手段之一。
传统的钢材和混凝土材料在造桥中应用广泛,然而它们也存在着一定的缺陷,如受潮易腐蚀、寿命短等问题。
如今,随着复合材料和新型金属材料等技术的发展,我们可以选择更耐久、更轻便、更环保的材料,来替代传统的材料,从而提高桥梁的耐久性和稳定性。
3. 技术改良技术改良是公路双曲拱桥改造的另一个重要手段。
在工程技术方面,我们可以采用更为先进的设计理念和计算方法,来确保改造工程的可行性和实用性。
我们也可以利用新的监测技术和维护手段,来提高桥梁的运行管理水平,延长桥梁的使用寿命。
某大跨度双曲拱桥维修加固设计与研究摘要随着社会经济的发展,我国的交通运输行业有了飞速的发展,同时交通运输与流动量大大增加。
为了保证桥梁的正常使用和安全的前提下,针对城市内建设超过20年的老旧桥梁进行了全面的检测和监测。
本文对D级状态下的双曲拱桥结构维修加固,适当提高荷载等级进行了研究和设计,使桥梁在安全的前提下能够更久的服务两岸居民出行做出贡献。
关键词桥梁设计;维修加固;加固措施;应用引言随着社会经济的发展,我国的交通运输行业有了飞速的发展,同时交通运输与流动量大大增加。
为了保证桥梁的正常使用和安全的前提下,针对城市内建设超过20年的老旧桥梁进行了全面的检测和监测。
本文对D级状态下的双曲拱桥结构维修加固,适当提高荷载等级进行了研究和设计,使桥梁在安全的前提下能够更久的服务两岸居民出行做出贡献。
风采大桥位于韶关市浈江区风采路,横跨浈江,东接启明路,西连风采楼。
该桥于1975年5月筹建,1979年底建成通车。
桥梁采用双曲拱的结构形式,有三跨相同主拱横卧江面,彰显着古朴优雅的历史文化氛围。
风采橋是连接韶关市区与浈江区桥梁之一,在日常的生活中起着重要的作用。
桥梁全长约341m,跨径组合形式为3×25m(板拱)+3×72m(双曲拱);桥面总宽12m,桥面横向布置为:2 m(人行道)+8.00m(车行道)+2.00m(人行道)。
下部结构为重力式混凝土桥墩,桥面为沥青混凝土铺装层。
风采桥东、西桥头分别与浈江河道两岸道路相连,西桥头引道长约27m,连接东堤中路平交口;东桥头引道长约140m,连接执信路交叉口。
风采桥建成使用至今已接近40年,经过多年的运营,主拱拱肋、拱波、腹拱、立墙、墩台、桥面系等均出现不同程度的病害。
随着交通量的日益增长和使用荷载的提高,该桥已存在一定的安全隐患。
为避免桥梁发生安全事故,目前桥梁管养单位对其采取了限高、限载等安全措施。
1 主要病害及检测结果广东省建设工程质量安全监督检测总站于2014年对风采桥进行了检测并提交了检测报告。
双曲拱桥维修加固可行性研究分析根据双曲拱桥的特点,通过对双曲拱桥的主要病害进行成因分析,提出相应的加固方案及加固工艺,并通过对案例的结构验算、分析,对比加固方案的可行性。
标签:双曲拱桥;病害分析;加固;方案可行性双曲拱桥以其施工便捷、造价低、造型美观等优点,六七十年代出现后即得到了迅速的推广应用。
随着国民经济的发展,交通运输量的增加,重载车增多,双曲拱桥上部结构的主要病害(拱波纵向开裂;拱肋横向开裂;横系梁(横隔板)开裂或脱落;拱顶下沉开裂;侧墙鼓胀外倾及腹拱纵裂;腹拱圈纵横向开裂等)也不断表现出来。
所以,有必要根据现有技术状况,存在的病害情况,车辆通行的需要,以及将来交通发展的趋势,对病害双曲拱桥进行结构验算分析,提出既经济又施工可行,且能满足加固后承载力要求的加固方法。
1.主拱圈加固主要方法:1.1 扩大拱肋截面加固法外包钢筋混凝土加大拱肋,从而扩大拱肋的截面尺寸,增加拱肋断面的含筋率,以提高拱肋的抗弯刚度。
采用增大截面法进行旧桥加固改造时,由于新旧结构的材料性质或混凝土之间收缩率的不同,引起结构内力的重分布,在新旧材料或新旧结合面处将出现较大的拉应力,极易出现裂缝而影响结构的整体性。
因此,必要时应该进行收缩应力的计算;在新旧材料或者新旧结构之间的结合面处采用增加纤维和采用性能相近的材料进行补强。
1.2 粘贴法加固主拱圈通过在主拱肋受拉区底缘或受力薄弱部位粘贴钢板或碳纤维布等材料,本法要求卸载之后再粘贴,才会产生作用,不然仅承担活载。
2.工程案例:现以某3*50m双曲拱桥为例,桥梁全长182m,行车道宽8.5m,桥面采用水泥混凝土铺装。
桥梁每跨均由6片拱肋、15道横系梁组成,拱圈矢跨比为1/6,组合式U型桥台及双柱式桥墩,立柱直径为2.5m。
原桥设计荷载标准是汽—15级,挂—80,计算荷载标准提高为公路Ⅱ级;原桥拱上填料为素混凝土,容重按25 kN/m3计(2004年旧桥加固将填料由砂砾更换为素混凝土)2.1 原桥结构验算:病害情况:墩顶处腹拱圈纵向贯通裂缝,对应横墙开裂,裂缝宽度约20mm;第三跨拱顶处拱肋横向开裂,裂缝宽度约5mm;第二第三跨边拱波纵向开裂,裂缝宽度约5mm;验算条件:主拱圈的横断面中,由于拱肋、拱波及拱板均存在开裂现象,所以断面的承载能力等性能指标相比整体现浇的断面有所下降。
双曲拱桥梁的加固方法和选择原则双曲拱桥梁是一种重要的桥梁结构形式,它的独特的优点在于可以克服梁段和拱段复杂的结构,从而获得良好的结构效果,具有很强的综合效果。
然而,由于双曲拱桥梁弯曲、屈曲等形式的复杂性,加固和选择变得更加困难。
因此,本文将从加固方法和选择原则两方面介绍双曲拱桥梁的加固及选择方法,以便更好地满足桥梁建设的需要。
双曲拱桥梁的加固方法可以分为两个方面:一是通过结构加固实现双曲拱桥梁的强度和刚度的提升,另一个是采用外加支座,避免桥梁的变形和损坏。
首先,通过结构加固实现双曲拱桥梁的强度和刚度的提升,可以采用多面体拱壳,实现梁段和拱段的加固,以提高桥梁的综合性能,它可以抵抗侧向和吊车作用,提高双曲拱桥梁的耐久性。
另外,在桥梁的拱肋位置进行增强加固,可以更有效地抵抗风荷载和振动,减少桥梁的结构变形。
其次,采用外加支座的方法,可以有效的解决桥梁的支座,减轻桥梁的变形和损坏。
采用支座增加桥梁的支承面积,克服桥梁变形、抗裂、剪力及基础失稳等几大问题。
考虑桥梁受力情况下外加支座的分布,可以使桥梁受力更均衡,使桥梁的整体结构分布更合理,减少局部结构的分布不均,从而减少桥梁的变形和损坏。
此外,对于双曲拱桥梁的选择,应根据项目具体情况选择最佳结构形式。
首先,应考虑桥梁的支座形式,比如受力状况、跨径、支座分布和结构容量等,根据支座及其受力状况确定桥梁形式,是选择简拱还是复式拱?其次,应考虑桥梁的形状,以及对项目本身的需求,比如桥梁的净高、拱内的宽度、桥梁的形状、连接形式等,然后结合项目情况决定桥梁的具体形式,一般来说,结构越简单,越有利于桥梁的加固。
总之,双曲拱桥梁的加固和选择是桥梁建设中非常重要的环节,加固方法和选择原则对桥梁建设起着至关重要的作用。
本文简单介绍了双曲拱桥梁的加固方法和选择原则,通过结构加固和外加支座的方式,可以有效地提高双曲拱桥梁的强度和刚度,同时选择的结构形式也要合理,满足项目的需求,以便桥梁的有效建设。
双曲拱桥的常见病害及加固方法研究张东进(华东交通大学,南昌330013)马俊霍德锋(辽宁省公路勘测设计公司,沈阳110000)摘要双曲拱桥的拱肋强度、横向联系不足,以及由于地基和设计引起桥墩位移等病害,使许多桥梁的承载能力有所下降。
为适应日益发展的公路交通需要,继续对其进行加固维修和技术改造。
关键词双曲拱桥上部结构病害加固拓宽双曲拱桥出现于20世纪60年代中期,是最具我国民族特色的一种桥型。
这种拱桥的拱圈横截面由一个或数个小拱组成。
由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线型,故称之为双曲拱桥。
其主要特点是将主拱圈以/化整为零0的方法按先后顺序施工,再以/集零为整0的组合形式进行整体结构承重。
由于它具有造价低、材料省、设备少、施工快、工艺简单、结构轻巧美观等优点,一经出现便得以迅速推广。
但是随着经济的日益发展,交通运输量急剧增大,双曲拱桥的一些通病,比如通过力差、强度低、整体性弱等日益突出,这极大地影响了桥梁的正常使用。
为适应日益发展的公路交通需要,急需对其进行加固维修和技术改造。
1双曲拱桥的常见病害(1)拱肋强度不足而引起承载力的降低拱肋是双曲拱桥主拱圈的重要承重部分,它与拱圈共同承受全部恒载和活载,是主要的受力构件。
因此,当其抗弯强度和刚度不足时,往往会使承载能力降低,同时也会引起其他构件的损坏,拱肋病害主要体现在拱脚上缘和拱顶下缘区段。
表现为严重的裂缝,拱顶下沉,拱脚纵向钢筋锈胀开裂等。
(2)横向联系不足而引起结构失稳横向联系对于拱圈的横向整体性起着十分重要的作用。
当拱肋间无横向联系或横向联系强度不足时,在集中荷载(车辆荷载)作用下,各拱肋的横向受力是不均匀的,会使拱波产生纵向裂缝,势必降低桥梁的横向稳定性。
有横向联系的拱圈,各拱肋间的受力和变形是比较均匀,而且随着横向联系的加强,各拱肋间的变形就更趋一致。
由于横向联系的设立,是单片的拱肋在横向联成整体,形成了一个拱型框架。
从而大大加强了拱肋的横向刚度,保证了拱肋的横向稳定性。
双曲拱桥加大截面加固方法的探讨随着国家经济的快速发展,城市交通系统建设项目越来越多,桥梁建设对交通系统的发展至关重要。
然而,由于桥梁的长期使用和自然风化,桥梁病害成为了桥梁安全的大敌,加固方法也越来越受到广泛的关注。
双曲拱桥作为桥梁的一种常见形式,在加固方面也是有其一定的特殊性。
本文将从双曲拱桥的结构特点、加固方法以及实际工程实例等方面进行探讨。
一、结构特点双曲拱桥采用双曲线桥面和拱形结构组成,具有结构简洁、美观大方等优点。
双曲线桥面使得桥面的通行性更佳,同时也增加了桥梁的强度。
拱形结构使得桥梁受力状态更为稳定,具有良好的承载能力,而且对于垂直荷载的抵抗能力也很强,是一种极具有实用价值和美观特点的桥梁形式。
但是,在双曲拱桥的使用过程中,由于环境、荷载等因素的影响,桥梁也会出现病害。
例如,由于车辆的频繁通过,会导致桥面的振动,从而产生裂缝;由于结构的老化,会产生钢筋裸露、混凝土剥落、钢筋锈蚀等问题。
这些问题都会对桥梁的使用造成一定的危害,因此,加固是必不可少的。
二、加固方法在加固双曲拱桥时,一般需要考虑以下几个方面的问题:1.加强桥墩结构双曲拱桥的桥墩是整个桥梁结构中最重要的组成部分,其承载能力和稳定性对桥梁的整体性能影响非常大。
因此,加固桥墩结构是提高双曲拱桥承载能力的主要方法之一。
常用的加固桥墩的方法包括加固柱身、加强地基、钢筋混凝土护套等。
其中,加固柱身可以通过增加柱身梁向带、增加柱身厚度等方法来提高其承载能力;加强地基可以使用钢板桩、大直径桩等在原有桥基周围挖洞加固的方法来提高桥基承载能力;而钢筋混凝土护套则可以提高混凝土的抗压强度和抗裂性能,从而提高桥墩结构的稳定性。
2.加固桥面双曲拱桥的桥面常常会出现裂缝等问题,因此加固桥面也是保障桥梁使用安全的重要环节。
常用的加固桥面的方法包括:大面积涂刷防水材料,增加桥面铺装层厚度等。
另外,在铺设防水材料时,也可以使用钢筋网格、玻璃纤维网、无纺布等增加防水材料的耐久性和稳定性,从而提高桥面的用途寿命。
双曲拱桥加固方法研究
文章对双曲拱桥的常见加固方法进行了总结,结合福建省连江县陀市桥加固改造工程,采用Midas建立有限元分析模型,对加固后的桥梁承载能力进行验算,表明该桥加固方法可行。
标签:双曲拱桥;加固;建模
1 引言
双曲拱桥是六十年代中期我国首创的一种新桥型,以其施工便捷、造价低、造型美观等优点,出现后即得到了迅速的推广应用。
但由于设计等级低,钢材用量少,横向联结能力及结构整体性能差等不足,在长期大交通量、重荷载运营情况下,大部分双曲拱桥都发生不同程度的结构病害,许多已成为了危桥。
既有双曲拱桥加固是确保交通的重要任务。
本文主要介绍双曲拱桥常用的加固方法,结合陀市桥加固改造工程,提出合理的加固方案。
2 双曲拱桥加固方法
2.1 增大截面法
该法是加固双曲拱桥最常用的方法,其采用与主拱圈相同的鋼筋混凝土,对拱肋或同时对拱肋及拱板等进行包裹从而增大了原结构的受力截面积及截面配筋率,达到增加构件承载力、截面强度及抗裂性及构件稳定性的目的,这种方法加固的同时也可以对已发生的部分裂缝进行修补。
增大截面可设计为单侧、双侧或三侧加固,以及四周外包形成箱形截面加固,或是在拱背上浇筑等高钢筋混凝土层,可分为仅以增大主拱圈截面为主的加固以及以加配受力钢筋为主的加固,或者是采用两者相结合的加固。
2.2 改变拱上自重及结构体系
该法是改善由于自重过大或地基承载能力不足而使主拱圈发生变形的受力状况,来达到加固的目的。
常见有以下几种方法:
(1)调整拱上填料。
减小拱顶断面高度,拆除拱上立柱及腹拱圈以外的拱上建筑,采用钢筋混凝土浇筑的整体桥面板,用轻型混凝土填料来增强拱上建筑与桥面板的联系从而增强了拱上建筑的整体刚度。
(2)改拱上建筑为梁式体系。
拆除拱上立柱以外的拱上建筑,增加拱上立柱高度,在拱上立柱之间架设轻型钢筋混凝土空心或Ⅱ形桥面板,变拱上建筑为梁式结构,使拱上建筑横载自重大大减小。
(3)改拱上建筑为桁架体系。
清除所有拱上建筑,变为桁架拱来减少拱上建筑自重,使全部恒载及活载引起的抽压力主要由主拱圈承担。
但清除拱上建筑的时候保留拱上立柱的脚钢筋以方便桁架节点固定到主拱圈,一般采用下节点较
少的三角形桁架腹杆;如果拱上立柱没有脚钢筋,在变桁架时将会有困难,这时可改造为刚架拱,刚架拱在空腹范围主拱圈内的弯矩比无铰双曲拱桥要小的多,拱脚弯矩也减小的特别多。
2.3 粘贴加固法
该法一般有粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维加固法等。
其原理是将比强度高的钢板或碳纤维通过环氧树脂等建筑结构胶,粘贴在混凝土受弯构件的表面,使其与原结构共同承受荷载,从而提高构件承载能力及减少裂缝的发展。
2.4 加强拱肋间横系梁
当横向拱肋横隔板破损严重或联系较弱时,可采用在原横系梁边上加一根横系梁或扩大拱肋间横系梁的截面来加强横向整体性和拱肋抗扭刚度,此加固方法可与增大拱肋截面法一起采用。
3 陀市桥加固实例
3.1 桥梁概况
陀市桥位于福建省连江县境内县道195线K32+734处,全长175m。
为5跨30米的钢筋混凝土双曲拱桥,主拱圈全宽为7.80米,采用1/8的净矢跨比,拱轴系数为m=4.32,桥面净宽为7+2×0.25米。
腹拱圈为圆弧拱,跨径为3.45米,净矢跨比为1/3。
公路等级为四级,原设计荷载为汽车-10级,履带-50,人群荷载3kN/m2。
3.2 桥梁现状
该桥在经过多年的营运后,结构出现了各种病害,且由于桥梁设计时对公路的交通发展趋势估计不足。
经福建省交通科研所检测,评定该桥当前整体技术状况为三类桥,存在安全隐患。
要提高该桥荷载等级,必须进行加固改造。
3.3 加固方案
经过必选,采用改双曲拱截面为封闭箱形拱的方法进行加固。
该法其实质是增大截面加固法,利用悬吊移动模板在肋下现浇施工,对拱肋只需在底部钻孔植筋,对拱肋破坏较小,同时这种方法能较大提高主拱圈的整体性。
图1 改为箱拱的拱桥横截面图
3.4 加固方案验算
3.4.1 建立模型。
本文采用桥梁专用有限元软件Midas,把拱肋、拱板及横隔板分开来建模,其中拱肋和横隔板用空间梁单元模拟,拱板用梁格法建模,拱
肋和拱板之间的联结用刚臂单元刚性联结。
建立全桥有限元模型如图2。
图2全桥模型
3.4.2 计算结果分析。
根据公路Ⅱ级的荷载进行加载,计算如下。
表1 加固后主拱圈截面强度验算
计算结果分析表明,加固后的主拱圈正截面抗压强度、偏心距满足安全要求。
加固后的桥梁能满足公路Ⅱ级的荷载等级标准。
4 结束语
陀市桥已于2011年底完成加固施工,恢复正常通行。
通过对陀市桥的加固实践说明,双曲拱桥具有较大的承载潜力,采用合适的加固方法对危旧双曲拱桥进行加固改造,可以提高双曲拱桥的承载能力,相比新建桥梁,不仅节省了投资,而且最大限度降低对当地人民生活影响,具有明显的经济效益和社会效益。
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