第３３卷第１９期 ・３２２・ ２ ０ ０ ７年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ Ｖ０１．３３ Ｎｏ．１９ Ｊｕ１．２００７
文章编号：１００９—６８２５（２００７）１９—０３２２．０２
双曲拱桥加固结构分析和设计思路探讨
张 丽
摘要：介绍了长沙东山大桥的病害情况，通过对该桥进行结构计算，分析了桥梁产生病害的机理，提出加固处理方案和 工艺流程，并与桥梁加固前后的检测结果进行对比，为双曲拱桥的加固改造提供了可以借鉴的工程实例和设计思路。
关键词：双曲拱桥，检测，结构计算，加固 中图分类号：Ｕ４４５．７ 文献标识码：Ａ
我国在２０世纪５０年代～７０年代建成的双曲拱桥经过几十 年的使用，随着超重车辆的增多和交通量的增大，以及外界各种
因素的影响，出现了一些病害，比如通过能力差，强度低，整体性
弱，桥梁的安全运行难以保证，而建设资金的缺乏，又难以将所有 的双曲拱桥拆除重建。所以，此类桥型的加固改造显得极其重 要。文中结合长沙东山大桥加固改造工程实例，为双曲拱桥的加
固改造提供了可以借鉴的工程实例和设计思路。
１ 工程概况
东山大桥在长沙东山跨越浏阳河，于１９７２年建成通车，全长 １７８ ｍ，桥宽为净一９ ｍ＋２×１．５ ｍ人行道，主桥为３ ｍ×５０ ｍ跨
等截面悬链线双曲拱桥，墩台为片石混凝土。 荷载等级：汽一１８，拖一８０，矢跨比：厂：Ｌ＝１：８。 １９９２年发现该桥主拱波开裂，１９９３年曾对该桥进行维修，增
加了主拱圈横系梁。由于车流密度和超载车辆不断增加，本桥承
受着越来越大的负重，从１９９９年开始，又发现多处病害，存在着 极大的安全隐患。 ２００４年６月开始对东山大桥进行加固改造设计。
２病害情况
１）桥面系：破损严重，人行道板松动，开裂，栏杆已移位、外
倾，桥面铺装有一条长３６ ｍ的纵向裂缝，两条贯通的横向裂缝， 两岸桥头均有跳车现象。２）主拱肋存在较多细微裂缝。拱肋存
浅谈对刚架拱桥的病因分析及加固改造
文章通过对我国大多数的刚架拱桥普遍存在的病因作出分析，论述常见的病因和造成病因的主要原因，并提出相应的加固改造措施。
【关健字】刚架拱桥; 病因；病害分析;加固改造
近三十几年，我国的道路建设蓬勃发展，修建了四通八达的的高速公路，在公路的建设中考虑到某些地区的地理特征和施工的难易性及成本的问题，于是采用了结构简单、建造方便、成本较低的高架拱桥。但由于原材料的质量问题、施工中的种种原因和这些年不断加重的交通负担，使这些拱桥出现了不同程度的病害，极度地影响了桥梁的使用和行车安全。
1 我国大多数高架拱桥普遍存在的病因：
1.1 桥面最初铺设的混泥土层开裂，存在不同程度的纵向和横向的裂缝，伸缩缝也遭到严重破坏。
1.2 人行道板和栏杆混凝土开裂，钢筋严重锈蚀，栏杆基座混凝土开裂，钢筋外露
1.3 数道中间横隔板端头与拱肋松动，少数接头完全损坏；
1.4 大部分微弯板的跨中位置有纵向裂缝，一些微弯板可从下面观察到被雨水渗透的痕迹，一些微弯板拱脚支点处出现局部压碎破损及松动情况，一些接头严重甚至完全损坏；
1.5 弦杆的边腹孔外弦杆简支端,小节点附近,中腹孔大、小节点附近1~2m有严重超限弯剪、弯曲裂缝、剪切裂缝,裂缝开展高度基本与弦杆相当。跨中段竖向弯曲裂缝。弦杆为边腹孔主要承重构件,这给行车直接带来了安全隐患。
1.6 桥面裂缝
桥面出现裂缝，有的裂缝较大，大多的裂缝属于微弯板接缝开裂或板本身裂缝而反射到桥面上，形成有纵、横向的裂缝.同时，桥面的负弯矩区也出现较严重开裂.裂缝加多逐渐变宽，加剧了桥面的病害，在桥面出现坑槽，行车受到极大影响.
2 导致病因的主要原因
2.1 当桥梁的承载能力大于超载时，桥的各个部分还能正常工作。但这几年车辆超载量严重，载重量是车自身重量的几倍、十几倍、甚至达到几十倍，导致桥面桥面路况严重受损，桥面会对车造成振动，冲击，桥面就会发生巨大变形，
桥梁的56个加固技术方法
桥梁改建可以减少开主体发商的初期投资费用(包括拆迁费、土建费等)、缩短建设周期，体现较高的经济价值。目前桥梁加固设计与计算方面的研究还相对滞后，有些方面甚至连公认的算法都没有，使设计者感到难于动手。桥梁加固设计师除了有扎实的专业知识外，最好既有相当的设计经验，又有相当的施工经验，所完成的设计施工图才较合理、可靠、现实、施工质量容易保证、修改变更少、造价合理、加固效果好，不仅能治“标”，能治“本”的尽量治“本”。
如果只有施工经验，所出加固方案及施工图，可能缺乏对结构系统地受力分析及病害成因及趋势分析，往往该加固的部位加固不够或太多，不需要加固的地方也加固，造成多花了钱，加固效果还不好。很多设计者在加固材料的用量上比较随意，凭经验、凭感觉用材料的人不少，是否浪费材料或是达不到最好的加固效果，自己不清楚，业主更不知道，大多没有作加固计算，有的高资质设计单位也只对加固前的结构作些复核性计算，最多作加固后的承载力计算。但大家知道构件的病害往往在正常使用阶段中表现出来，承载能力主要说明构件是否安全，能安全使用的构件并非就没有病害，因此还要作截面上各材料的应力强度计算，才能反映出构件是否有病害、程度如何及发展趋势。
“应力强度计算是反映构件病害的必要依据，承载能力计算是构件安全使用的最后保障”两者均不可缺。现实加固计算中，常出现承载能力极限状态满足要求，但构件确实存在许多病害，于是一种做法是加大车辆设计荷载使承载力不满足要求，但又缺乏可靠的超载资料；另一种做法是根据各种病害及程度通过一些算法得出各种折减系数，对承载力进行折减，以说明构件不满足承载力要求，构件加固后又补足大于等于被折减的承载力，这种做法虽有一定科学依据，但也有不少人为评判因素，同样不能反映控制截面上各种材料的工作状况。
不同类型桥梁如何加固？
一、钢筋混凝土整体现浇简支板桥
常见的问题：
（1）跨中附近板底由下而上的竖向裂缝，一般有多条，静态裂缝宽度有可能超过规范限制值，有时还伴随着跨中下挠，表明抗弯能力已不足。 （2）跨中附近板底纵向裂缝，一般也可能有多条，有的静态裂缝宽度也会超过规范要求，这很可能是设计图采用了预制装配的标准图配筋，施工时却改用现浇，将单向板变成整体式双向板，改变了板的受力方式，导致板底横向配筋严重不足，在横向弯矩作用下，引起板底产生纵向裂缝。
第３１卷增刊 ２００６年６月 广西大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ Ｓｃｉ Ｅｄ） Ｖｏ【．３１．Ｓｕｐ． Ｊｕｎｅ，２００６ 文章编号：１００１—７４４５（２００６）增一０２６４—０３ 钢筋砼箱肋拱桥加固技术的应用及探讨
黄安芳 ，邓金星 ，刘春华。
（１．广西大学土木建筑工程学院，广西南宁５３０００４；２．南宁市公路管理处，广西南宁５３００００ ３．广西区高速公路管理局，广西南宁５３００００） 摘要：针对某钢筋混凝土箱肋拱桥出现的裂缝，应用一些常用的加固技术进行结构加固，并对其机理作分析 探讨． 关键词：箱肋拱桥加固技术裂缝机理探讨 中图分类号：ＴＵ３１１ 文献标识码：Ａ
１ 工程概况 五里大桥系位于广西桂柳高速公路上的一座双幅分离式等截面悬链线钢筋混凝土箱肋拱桥，由 １９９４年９月开始建造，于１９９６年４月竣工并投入使用．该桥为两拱每拱净跨８Ｏ ｍ，上游幅为三车道设置 三条肋，下游幅为二车道设置两条肋．两幅桥的墩台和基础共为一体，大桥全长２０５．９ ｍ，桥面总宽２６． ７８ ｍ．设计荷载为汽一超２０，挂车一１２０；上游幅外侧的一个车道按汽一１５，挂车一８０的地方车道标准设 计．混凝土设计标号为主拱圈Ｃ４０、拱上立柱及盖梁横系梁Ｃ３ｏ．经过了近十年的营运使用，随着最近几 年来交通量不断地增加、车辆超载以及诸多自然因素共同作用下，该桥也出现了主拱圈横裂缝、横系梁 斜裂缝以及立柱和盖梁开裂等病害．裂缝宽度一般在ｏ．１ ｍｍ～０．５ ｍｍ之间，最宽之处宽度也有达０．８ ｍｍ之多，有的裂缝已贯穿了整个截面，这对桥梁的安全运行带来了严重隐患，必须引起重视． ２主要病害及其成因分析 （１）拱肋及横系梁箱形拱肋底部特别是拱脚附近区域出现横桥向裂缝但尚未延伸到拱肋腹板， 最大裂缝宽度达０．８ ｍｍ，部分拱肋间横系梁出现有横向、竖向及斜裂缝，且大都贯穿了整个截面，宽度 在０．１ ｍｍ～０．５ ｍｍ之间．其主要原因是由于拱肋之间的横系梁较弱，连接刚度偏小而使得拱肋在荷载 的作用下特别是偏荷载的作用下变形不均匀所致．其中尤其以拱脚以及拱顶附近部位为著，其乃是由于 变形不均匀而使这些截面承了受较大拉应力的缘故． （２）盖梁及立柱多数盖梁以及部分立柱都出现剪切斜裂缝和横向弯曲裂缝，其主要分布在盖梁 与立柱的交接处和盖梁跨中部位，裂缝宽度多在０．１ ｍｍ～０．４ ｍｍ之间．其主要原因是由于拱肋变形不 均匀、拱上立柱间的横向联系比较弱而使得交接区域承受着较大的剪切应力，促使了斜裂缝的形成和发 展；同时由于不时承受着超重车辆荷载的作用，盖梁跨中这些容易达到应力峰值的部位就首先出现了弯 曲裂缝． ３加固方案及探讨 针对不同部位病害及其机理特点，分别对其进行加固处治： （１）对主拱圈的加固 采用增大截面法，即加大拱肋的截面面积．一是单箱双室拱肋间的接缝压 浆至饱满以达到增加有效抗压截面面积减小截面应力的目的；二是对于拱脚部位的拱肋还要加厚拱肋
