雙曲拱橋病害分析及加固技術(shù)研究.pdf

1、雙曲拱橋是在我國60～80年代廣泛修建的拱橋橋型，具有截面挖空率高，用材省，便于少支架，無支架施工等優(yōu)點，但同時也存在整體性與耐久性差的問題，目前該橋型已基本淘汰，但大量使用中的雙曲拱橋存在維護，加固與改造問題。本文以雙曲拱橋為研究對象，論述了雙曲拱橋的受力特性，分析雙曲拱橋的常見病害及原因，介紹了幾種常見的加固方法，并重點介紹了頂推加固法的計算評價，設(shè)計與施工，為雙曲拱橋的設(shè)計與施工提供了參考。 雙曲拱橋是我國創(chuàng)造的拱橋橋型，

2、第一次在拱圈截面上采用曲線形，打破了一千多年以來只是矩形的傳統(tǒng)，上部構(gòu)造的輕型化引起拱橋的下部構(gòu)造的尺寸亦得以減少，地基承載力要求亦得以降低，雙曲拱的出現(xiàn)使拱橋?qū)崿F(xiàn)了無支架施工，并由此基礎(chǔ)上發(fā)展了轉(zhuǎn)體施工法、懸臂施工法。雙曲拱橋具有拱橋構(gòu)造的一般特性，比斜拉橋抗風性能好，用鋼量少，無支架施工方便，充分利用了地基的豎向承載力和水平承載力。在受力上，雙曲拱橋自重輕，拱腳處有水平推力，水平推力使結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的彎距大大降低，也使對結(jié)構(gòu)材

3、料抗拉性能的要求大大降低：同時，雙曲拱橋主拱圈橫截面由數(shù)個小拱組成，在橫向和縱向上均呈曲線型，其截面抵抗距比相同截面的實體板拱圈為大。在構(gòu)造上，雙曲拱橋存在主拱圈的可組合性與整體性之間的矛盾，拱波對橋橫向強度要求的一致性和拱肋橫向連接強度的不均勻性之間的矛盾。 雙曲拱橋在長期的運營過程中，由于環(huán)境因素、材料、荷載加重等原因，會產(chǎn)生各式各樣的病害，主要有由于雙曲拱橋水平推力不足和穩(wěn)定性差，使雙曲拱橋產(chǎn)生橋臺水平位移，直接導致了拱頂

4、下沉，拱軸線變線，橋面積水的危害；在橫載，活載作用下，由于雙曲拱橋存在結(jié)構(gòu)缺陷，雙曲拱橋容易產(chǎn)生拱肋與拱波結(jié)合面處的環(huán)縫，波頂處的縱縫，拱肋的徑向縫，拱腳截面，拱背徑向縫；由于主拱圈變形，排水不暢，材料強度不足等問題，拱上建筑也容易損壞。針對這些病害，雙曲拱橋常見的加固方法有不影響原結(jié)構(gòu)的尺寸，技術(shù)含量高的粘貼鋼板或加筋加固法；增大截面加固法，常見的包括增大拱肋截面，加厚拱板，-拱波，增加拱圈整體性加固法；也可以采用調(diào)整橫載加固法，通過

5、調(diào)整雙曲拱橋的恒載分布，也可以改變實際壓力線的位置，使其與拱軸線吻合：或增設(shè)拱肋加固法，新肋可加在拱波波頂下緣，也可加在拱波連接處的下緣，即將無肋雙曲拱橋變?yōu)橛欣唠p曲拱；改變結(jié)構(gòu)體系加固法，當拱上建筑損壞嚴重，在主拱圈質(zhì)量有保證的情況下，可將原拱上建筑拆除，以原主拱圈為下弦桿，增設(shè)腹桿和上弦桿后，改建為桁架拱橋，當立柱無鋼筋則改造為桁架有困難，可將拱上結(jié)構(gòu)改造為剛架拱。 本文重點介紹的頂推法加固雙曲拱橋主要解決由于地基承載力不足

6、引起的橋梁墩臺的水平位移，扭轉(zhuǎn)不均勻沉降以及由此引起的拱頂下沉、拱軸線變位較大、拱腳開裂等病害。頂推法加固雙曲拱橋時，采用實測調(diào)查與分析計算相結(jié)合的舊橋評定方法。該方法是評定既有雙曲拱橋上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)有技術(shù)狀況的主要方法，既適用于檢驗現(xiàn)有雙曲拱上部結(jié)構(gòu)是否具有設(shè)計的承載能力，也適用于檢驗能否提高承載能力，包括結(jié)構(gòu)分析計算評定：當橋臺水平位移較大時，對雙曲拱橋主拱圈進行分析評定，考慮開裂引起內(nèi)力重分布時結(jié)構(gòu)承載能力非線性分析評定，拱腳截面強度