石拱桥的灾害与防治
石拱桥裂缝处置方案
石拱桥裂缝处置方案石拱桥的结构特点石拱桥是利用石材砌筑拱形桥身的一种桥梁结构。
它的主要结构部分是拱、桥墩、桥面和护栏。
石拱桥的优点是稳定性强、寿命长、固定程度高、抗震性好等等。
石拱桥裂缝的形成原因石拱桥裂缝的原因有很多,比如天气的影响,重载车辆的经过、人为操作等等。
有时候,这些裂缝可能只是轻微的表面缺陷,但是如果不加以处理,它们将会不断扩大,最终导致桥梁的结构变得不安全。
石拱桥裂缝处置方案表面修补对于一些小裂缝,我们可以进行表面修补。
在这种情况下,我们使用特殊的材料来修复裂缝。
表面修补的特点是迅速简便,不需要断桥维修,只需在桥面表面开设一些洞口或孔洞,灌注修补材料于其中即可。
内部加固对于一些较大的裂缝,表面修补是不够的。
这时我们可以进行内部加固。
内部加固的方法是通过在桥梁内部安装一些钢筋、钢板或钢结构等,并使用高性能胶等材料将其粘固在一起。
这种方法可以加强桥梁的承重能力,防止裂缝扩大。
重建如果裂缝过于严重,那么就需要考虑重建的可能性。
在这种情况下,我们需要关闭石拱桥,拆除原有的桥梁,在原有位置上重新建立一座新的桥梁。
这被认为是最彻底的方法,它可以确保新的石拱桥具有更好的安全性和承载能力。
结论石拱桥是一种古老的桥梁结构,由于其本身特性的局限性,裂缝出现是比较常见的。
面对不同程度的裂缝,我们可以采用不同的处置方法,以确保石拱桥的安全和可靠性。
然而,我们也应该注意到这些石拱桥都蕴藏着重要的文化价值,同时也是城市发展的重要组成部分。
因此,我们需要遵循其保护原则,在处理裂缝时应受到尽可能的保护。
某地区石拱桥病害分析及整治方法探讨
() 3墩台身圬工砌体表面风化剥落或受损。 侧墙变形、 开裂, 应挖开拱上填料 , 修补防摊水系 2 基础病害 . 4 统, 拆除变形部分侧 墙后重新砌筑 。 重新回填拱上 基 础是桥 梁结构 的 重要 组成 部 分 , 承受 着 填料及 它 重做路面。 同时, 应注意—般对于旧桥更换 上部结构的全部荷载及墩台本身的重量 ,基础任 拱 E 填料时尽量采用轻质的陶粒混凝土,并严格 、 何部分出现问题, 都直接影响整个桥梁的安全。 该 保证陶粒混凝土的密实度使得拱桥结构协同受 地区早期中小跨度石拱桥的基础多采用天然地基 力 。 上的浅基础。 近年来, 随着车流量和超载超速车辆 若侧墙与拱圈之间脱开,或是侧墙斜向开 的不断增加, 墩台基础在长年使用过程中, 原设计 裂, 应检查墩台与主拱的变形, 若开裂轻教 目 不荐 标准荷载值远不能满足当前实 际的荷载标准需 发展的, 可 叫 l 殳 的裂缝修补盘 , 嚏 若变形开裂 严 要, 使墩台的负担在不断增加, 造成不同程度的损 重或裂缝进一步发展的, 应采甩格构粱拉杆对拉 和现实 意义 。 坏, 也产生各种病害。 该地区石拱桥基础的主要病 加固变形侧墙, 止 防 侧墙进一步夕橱阴: 同时灌 } 裂, 2常 见 寤 及成因分析 蘼 害: 基础的沉降和不均匀沉降; 墩台基础的滑移或 浆封闭侧墙裂缝 , 以达到增大德墙刚度提高桥梁 2 拱圈开裂 l 倾斜; 基础结构物埋置深度浅, 受到冲刷而出现基 承载能力的 目的。 拱式结构以受压为主。在竖向荷载作用下, 础淘空, 目相应构造物受损。 3 3墩台病害整治 拱桥产生水平反力 ,造成墩台基础竖向沉降及水 2 5桥面铺装病害 墩台构件出现裂缝后可根据不同类型裂缝 平位移 , 而墩台的位移往往引起主拱体系产生较 桥面铺装层是车辆直接作用的部分, 它起着 进行专门处理。就椤i } 丽言 , 教 若桥墩竖向裂缝 , 应 大的位移附加应力,使得压力线和拱轴线发生偏 防止车辆直接磨损桥面板,保护 E 部结构主要承 离,造成拱圈截面锫 爱压。当偏心距大于限值 重结构免受雨水侵蚀 ,分布车辆轮重等集中荷载 严重裂缝可采取外包 时, 拱圈将产生裂缝。 的作用。 桥面铺装的好坏直接影响着行车的舒适、 加固; 若为非受力的墩网 状裂缝 。 应采用环氧砂浆 主拱圈开裂是石拱桥最为常见的结构性病 通畅和 安全, 是桥梁养护工作的重点之一。 桥面铺 修补即可。 害, 裂缝—般有纵向裂缝与径向裂缝两种。在拱桥 装层的主要病害有桥面不平整、铺装层开裂、 车 若桥台侧墙开裂则采用精轧螺纹钢施加预 的设}过程中经常是以拱唧截面负弯矩和拱顶截 辙、 { . 坑槽及异常变形等, 而这些病害均会降低行车 应力对拉的 力 n 固桥台,以此抵抗挣 台 面正弯矩控射没计, 故由抗弯不足和墩台移动引 舒适 度 。 侧墙产生的土压力并在桥台内 排水管排水。若 设 起的裂缝。多发生在拱顶区的拱圈下缘和侧面以 分析纵多原因, 发现在车辆荷载不断增大的 由基础沉降及前墙 自 身抗剪不足引起的前墙 开 ;由于抗 剪 不足引 起 情况下,铺装层刚度不够是石拱桥桥面破损的症 裂, 其整治方法同桥墩竖向裂缝。 的裂缝主要发生在拱脚、 空腹拱的侧墙下端; 由于 结。 在过去的桥梁i 1 殳}过程中, ‘ 设计 ^员对铺装层 、 若圬工墩台砌体表面风化受损应先清理表 材料强度较低引起的裂缝为劈裂状或破碎状 ; 墩 直没有引起足够的重视,将桥面铺装单纯地作 面风化层 , 再采取外包水泥砂浆的方法防 止 风化 台不均匀沉降引起的开裂多出现在拱顶区段 , 且 为桥面凿平层考虑, 桥面两 不够, 啵 配筋不足甚至 继 续。 横桥向贯穿整叶 圈。 蛾 墩台纵向 前移造成的裂缝, 没有配筋。 又由 于桥面铺装层受种种因素的影响, 3 4基础病害整治 则多出现在拱顶段拱圈上缘与侧面、拱脚处的拱 很难与主体结构结合—体 , 而使用过程中, 由于桥 对于冲刷过深或基底局部掏空的基础 , — 技 圈下缘与侧面。 面直接承受越来越多的超限车辆荷载的冲击 , 所 应采取抛填块石、 片石或铅丝石笼等进行维护, 对 2 2侧墙变形、 开裂 以较 容易损 坏 。 于受水流冲 刷较严重的桥梁还可以 增设缓流井或 由调查发现侧墙变形、 开裂是该地区大多数 3病 害整治 方法 是带有阶睇的水槽等消能渤 瞳 。对于撇 面风 石拱桥的通病, 对于地处弯道的桥梁更是如此。 侧 31 .拱圈开裂整治 化、剥落等可 墙变形、 开裂的主要原因有 : 石拱桥主拱圈开裂的原因纵多 , 当然其整治 修补, 若破损严 () 1 汽车荷载过大, 或重载车辆其冲击作用太 方法也很多。对主拱圈结构性裂缝要进行调查和 超过其设计值; 观测 , 查明裂缝产生的原因, 采取相应维修加固措 3 桥面铺装病害整治 5 () 匕 2拱 建筑中的填料不密实, 在竖向汽车荷 施。裂缝跨度在限值以内则采用表面封闭法处理 对于沥青混凝 土 铺装层出现泛油、 开裂、 波 载作用下填料实际土压力超过设计土压力; 裂缝 ,涂刷裂缝修补材料或用改 陛环氧胶泥适当 浪、 坑槽等病害时应及时整治, —般可采用局部翻 ( 蝴蹬渡 和稳定性不足, 3 侧墙出现开裂削 加压刮抹; 大于规范限值时, 自 采用 动低压渗注法 修或整孔铺装凿除, 重新铺筑新的桥面。 但不宜在 弱了侧墙的刚度: 和压力灌浆法封闭裂缝 ; 发展严重时应查明原因 原路面上加铺桥面以免增加桥梁恒载。 () 4汽车荷载在弯道产生的静 £ 力使侧墙承 对症下药, 封闭裂缝后, 采取适当的补强措施。如: 对于混凝土铺装层 出现开裂 、破损等病害 受较大的 横向推力, 使得傻 蟠汐卜瞳 形直至开裂。 因墩台位移及沉降等原因引起的裂缝 ,先加固基 时, 俺 应将原铺装层凿除行车道板顶面桥面板并露 2 3墩台病 害 础, 再封闭裂缝 ; 因承载能力不足引起的裂缝 , 要 出桥面板骨料 3 m, m 该地区 石拱桥墩台多为重力式圬工墩台 , 此 先封闭裂缝, 再采取对主拱圈喷射混凝土、 外包混 理干净 , 凿除松动砂石 、 浮浆及种油渍, 保证新老 成 因有 : 凝土等增大拱匿l 截面 混凝土粘结牢固。同时注意铺装层混凝土 标号不 () 1 桥墩裂缝 : I 基碡曦向不均匀沉降引起的墩 能力。比 , f I 对于实腹式石拱桥也可采用改变结构 宜低于 C 0 外 3,且铺装层需 内置钢筋直径不小于 身竖向裂缝;砌缝砂浆强度不足或砂浆强度低引 体系, 减轻拱上建筑恒载重量, 减少主拱圈的内力 8 m的钢 筋网 。 m . 起的 身 网状裂缝。 的方法来控制裂缝。 桥面铺装层作用重要, 日 在 常的养护工作中 () 2桥台裂缝 : 桥台排水不畅, 台填土重量 后 3 2侧墙变形 、 开裂整治 应保持桥面清洁、 排水顺畅。在当其遭到破坏后, 增加引起的桥台侧墙开裂 ; 基础沉降及前墙 自身 对于侧墙开裂、 变形的桥梁同样应先查明原 桥梁的正常荷载传递和防排水系统均将失效 , 直 抗剪不足引起的前墙开裂。 因, 再做相应处理。 若填料不实或拱腔积水引起的 接引起拱圈渗水, 加速拱圈风化降 I 下转 5 页’ 9
浅谈石拱桥常见加固施工方法
浅谈石拱桥常见加固施工方法1前言石拱桥是砌体结构,具有因地制宜、就地取材、造价低、桥型雄伟壮观的特点,其抗压能力强,但抗拉和抗弯能力差。
主拱圈受力主要以受压为主,充分利用了圬工材料抗压性能优良的特点,是我国早期桥梁的主要结构形式。
随着交通运输事业的发展,交通量日益增长,重型交通数量增大,导致现有石拱桥出现了各种不同程度的病害,承载力不断降低,不能满足现有交通量需求和公路等级要求,加固改造迫在眉睫。
2 影响石拱桥稳定性的因素2.1主拱圈开裂主拱圈裂縫是石拱桥最致命的病害,主要分为横向开裂与纵向开裂,主拱圈开裂严重影响到桥梁的安全,一旦出现,必须立即处理。
造成主拱圈开裂的主要原因有以下几点:①建桥年代久远,原设计荷载标准较低,随着交通量的日益增长,桥梁在长期超负荷运营下主拱圈出现开裂现象;②墩台、基础等的位移引起拱圈开裂。
石拱桥多为超静定结构的无铰拱。
基础沉陷或墩台位移会引起主拱圈产生较大的附加应力导致主拱圈开裂;③主拱圈受力不对称。
主要发生在弯桥上。
车辆在弯桥上转弯时产生向心力,造成拱圈弯道外侧开裂。
2.2 侧墙开裂与外鼓侧墙开裂与外鼓是石拱桥拱上结构最常出现的病害。
侧墙常出现顺桥向、横桥向裂缝。
侧墙外鼓则与侧墙开裂相伴产生。
其产生的原因为:①交通荷载过大,或其冲击作用太强使侧墙承受的土侧压力增大;②建桥时未设置沉降缝,当桥台有沉降时候,拱上侧墙就发生不规则的裂缝;③拱上建筑中的填料不密实,或填料质量不好,桥面破损后积水渗透至拱上填料,降低其强度,经过浸泡后发生膨胀对侧墙产生挤压,使得侧墙发生外鼓甚至开裂等。
2.3 基础或墩台的不均匀沉降、位移基础与墩台的使用状况是确保桥梁运营安全的重要因素之一。
对于石拱桥而言,基础和墩台出现的最常见病害是其不均匀沉降与位移。
这些病害产生的原因主要是由于外部荷载太大或地基承载力不足等原因,致使墩台、基础发生沉降、位移,或者由于水流冲刷,将墩台基础掏空,使得墩台处于悬空状态,很容易就发生沉降或位移。
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法石拱桥是传统建筑中常见的一种桥梁类型,其古老的结构和特殊的设计在很大程度上限制了对其进行加固和拆除的方法。
本文将介绍石拱桥加固和拱上建筑安全拆除的一些方法。
一、石拱桥加固方法1. 加固桥基:石拱桥的基础是其稳定性和承重能力的关键。
加固桥基的方法包括加固桥墩的基础,增加桥墩的高度以提高桥梁的位移能力等。
常用的加固方法有钢筋混凝土加固、注浆加固等。
2. 补强拱腹:石拱桥的拱腹是承受桥梁荷载的主要构件,如果其受损或存在缺陷,将对桥梁的稳定性产生严重影响。
补强拱腹的方法有增加箍筋、加固拱顶、加设横向钢筋等。
3. 加固拱脚:石拱桥的拱脚是承接桥墩和拱腹的部分,也是承受桥梁荷载的重要构件。
加固拱脚的方法包括增加箍筋、增加台阶梁的强度等。
4. 修补石料:石拱桥的石料可能存在龟裂、脱落等情况,这将对桥梁的稳定性和美观性产生影响。
修补石料的方法包括清理石料表面、填补石体裂缝、修补块石的破损部分等。
二、拱上建筑安全拆除方法1. 剪切拱上建筑:对于位于石拱桥拱顶上的建筑物,可以使用剪切法进行拆除。
具体操作包括在建筑物与桥拱接触的地方进行剪切,以分离建筑物和桥拱。
2. 拆除拱上建筑:对于位于石拱桥拱顶上的建筑物,可以使用拆除法进行拆除。
具体操作包括集中人力和机械力量,逐步拆除建筑物的各个部分,直到将其完全清除。
3. 保护桥拱结构:在拆除拱上建筑时,需要特别注意保护桥拱的结构完整性。
可以采用临时支撑等措施,以确保拆除过程不对桥拱产生影响。
4. 处理拆除废料:拆除完成后,需要对拆除废料进行处理。
可以选择回收利用或者妥善处理废弃物,以减少对环境的影响。
总结:石拱桥加固和拱上建筑拆除是一项复杂而又重要的工作。
在进行加固和拆除时,需要权衡技术要求和安全风险,选择合适的方法和措施。
同时,还需要注意保护桥梁的文化遗产价值,尽量保持其原貌和历史性。
加固和拆除过程中应严格按照相关规范和要求进行操作,确保工作的质量和安全。
石拱桥病害及加固方法分析
石拱桥病害及加固方法分析摘要:本文就石拱桥的常见病害及产生的原因进行了分析,探讨了石拱桥常用的加固方法,并以实际工程为背景,具体的介绍了加固方法的应用。
关键词:石拱桥;病害分析;加固方法Abstract: this paper common disease of the bridge and the analysis of the causes of, probes into the stone bridge reinforcement method commonly used, and for practical engineering in the background, introduces the strengthening of the specific application of this method.Keywords: stone bridge; Disease analysis; Reinforcement method1引言随着国民经济的发展,桥梁的交通量不断增大,由于设计荷载标准偏低、施工质量和使用养护不当等原因,许多石拱桥出现了不同程度的病害,危及行车的安全与畅通。
因此有必要对石拱桥的常见病害及成因进行分析,以便采取合理的加固措施,恢复或提高其承载能力,保证其正常运营。
2石拱桥常见病害2.1上部结构常见病害上部结构是桥梁承受荷载并将荷载传递到基础的主体结构,其病害主要发生在主拱圈、腹拱圈、桥面、侧墙及拱上建筑等部位[1]。
1)主拱圈开裂主要有主拱圈横向开裂与纵向开裂。
横向开裂其主要原因包括主拱圈厚度太薄;材料强度不够;墩台基础等产生位移;拱圈受力不对称;施工质量差等。
纵向开裂的主要原因包括桥墩台基础产生不均匀沉降;拱上填筑和活载对拱墙产生横向推力等。
2)腹拱圈开裂腹拱开裂的主要原因有由于主拱圈变形而产生的拱上构造的外加应力;腹拱曲率过小;铰缝处理不当;拱与拱上建筑的联合作用显著影响拱上建筑的内力;拱上建筑刚度较大等。
石拱桥施工中出现的病害与加固处理分析
2 石 拱桥 常用 的维修 技术
在对石拱桥进行维修 时, 常用 的维修方法有 以下几种 : ( 1 ) 在 对 石 拱 桥 上 的裂 缝 进 行 维 修 时 , 应 该先 找 出 出现 裂 缝 的 原 因 , 而 后 在 选 择 维 修 的方 法 , 如 果 是 石 拱 桥 的 结 构 拱 圈 出现 裂 缝 的话 , 就 需 要对其进 行裂缝封 闭维修, 如果是石拱桥 的非结构 出现 裂缝 , 就 需要先 采取相应的措施, 然 后在对裂缝进行封 闭。 ( 2 ) 如果 是石 拱桥的防水层 出现 问题 的话 , 就 需要 对砖和石 拱桥都 进行防水层 的施 工处理 , 从而防止 水分的渗透 。如果是发现石拱桥中没 有 防水层或者是石拱桥 的防水层 已经遭受到 了严重的破坏 , 不能发挥其 原有的作用 , 就需要先将石 拱桥上 的填料 区域 挖开, 进行重新的填料, 并 在石拱桥桥面上进行 黑色 路面的铺 设, 以防石拱桥的桥面出现渗漏的现
象。
( 3 ) 石拱桥的保护层没有受到风化 的影响 , 且要注意对砖 、 石拱 桥的 灰缝的保养工作, 如果放线 出现脱落 的问题应该及时的修补上 。
1 . 2 对 腹 拱 圈 开 裂 的 原 因进 行 分 析
如果石拱桥 的腹拱过 于平坦的话 , 就会产生 很大的腹拱 推力 , 而影 响桥梁 的施 工质量, 较容易出现裂缝 ; 在对石 砌腹拱圈进行施工 时, 一定 要选 用石质 坚硬且没有裂缝存在 的石 料使用 ,铰石在使用 的过程 中, 应 该增加 其接触 面积 , 如果不能达到此要求 , 就 会破坏铰石 , 从而 出现开裂 的现象 ; 石 拱桥上 的拱上建筑 刚度 越高 , 对 拱上建筑 内力的影响也就 越 大, 综合 计算拱上建筑 和石拱桥所产 生的内力和将两者分 开计算 之间存 在着较 大的差异, 如果石拱桥的构造不合 理, 将会对其进行分 开计 算, 就 会 导致 拱上建筑存 在着出现严重开裂现 象的可能性 , 会对石拱桥 的腹 拱 圈造 成 严 重 的 开裂 。
桥梁灾害病害分析及防护治理措施
目录
01 桥梁发展概况
02 桥梁灾害情况及防治措施
02 04 桥梁病害情况预防整治措施
未来桥梁发展方向、亟待解决问题及创新趋势
01 桥梁发展概况
桥梁发展历史
在古代 汉代 南北朝 宋代
木料 石料 浮桥和木梁桥 拱桥 敞肩式石拱桥
现代化 清朝末年 民国
钢铁 钢筋混凝土 兰州黄河铁桥 钱塘江大桥(茅以升)
湖南凤凰堤溪沱江大桥垮塌事故
桥梁灾害防治措施及建议
提升设计与施工质量标准 强化灾害防治与养护机构 完善监测与预警体系 增强应急抢险能力 加强防洪安全宣传教育
灾害防治--设计与施工(核心)
采用先进设计软件模拟洪水
利用HEC-RAS等专业软件,精准模拟不同 量级洪水对桥梁冲击,优化设计参数,增强 结构稳定性,减少洪灾风险。
撞击(冲击)—落石
2023年7月6日凌晨,恩广高速公路 达万段K230+679的6号桥部分垮塌, 斜坡上的1个柱式墩被崩塌落石砸断, 2孔简支T梁坠落,3人受伤,2车自 燃受损。该桥位于四川省达州市
撞击(冲击)—落石
2020年9月20日,雅西高速石棉至栗 子坪段的姚河坝隧道出口发生山体高 位塌方,落石导致姚河坝特大桥成都 至西昌方向右幅桥梁断垮损毁,左幅 桥梁受伤,大桥下方的国道108线也 随之中断
灾害防治--完善监测与预警体系
制定应急预案和储备物资
建立实时监测网络
预警 系统 分析 报警
制定分级应急预案
应急响应 风险评估
制定
储备专业救援物资
救援通讯 救生工具 储存条件
加强应急演练频次
加强 安全预防 应急演练 模拟演练
灾害防治--完善监测与预警体系
浅谈石拱桥病害与维修加固
道路桥梁Roads and Bridges56浅谈石拱桥病害与维修加固李智(宜宾市公路局四川宜宾 644000)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2017)05-0056-03摘要:石拱桥在我国的桥梁建筑中极为常见,由于受当时设计、施工技术等条件的限制,整体质量及荷载等级不高,且随着通行车辆轴载重量提高,特别是超载车辆运行,部分桥梁出现病害,因此需对石拱桥进行维修加固处理。
本文根据我市近年来先后对二十多座石拱桥进行维修加固所积累的经验,先是对石拱桥中常见的病害和产生的原因进行概述,再详细介绍石拱桥加固改造常用的方法,以使石拱桥加固改造经验得到交流和借鉴。
关键词:石拱桥;病害;维修加固石拱桥是我国传统桥梁的基本类型之一,因跨越能力较大,构造简单,技术容易被掌握,桥型古朴美观,耐久性好,建筑材料能够就地取材,节省大量的钢材和水泥,造价低廉,养护费用少,特别是在我国南方,是上世纪九十年代以前广泛采用建造的主要桥型。
我国最早出现且有记录的石拱桥是在公元282年建成的“旅人桥”,现存最早的石拱桥是著名的“赵州桥”,因此石拱桥在我国出现的历史较为悠久。
由于受当时技术经济条件限制,目前我国现存的石拱桥荷载等级较低,承载力弱,大都处在超负荷运行状态下;石拱桥本身的恒重已经很高,石拱桥的拱圈在受到强大的压力之后,会产生较大的水平推力,因此对石拱桥的地基、墩台要求更高,我国的石拱桥大多出现病害缺陷,严重影响了道路的畅通,给通行车辆和人员造成了极大的安全威胁。
一、石拱桥中常见的病害及原因分析1、主拱圈的开裂(1)主拱圈横向开裂一般说来,这类病害较为少见,主要是在石拱桥施工的过程中产生的。
众所周知,石拱桥拱圈的重要受力特征为受压构件,而横向裂缝产生的条件是拱石受到纵向拉力的作用,但作为受压结构的拱圈几乎不可能受拉,所以横向裂缝一般为施工过程中造成的。
在拱圈砌筑时,砌缝砂浆或混凝土未达到一定强度,过早地脱模,引起拱圈下沉,导致砌缝开裂,甚至拱石自身开裂;多层拱石组成的拱圈,在砌筑上层拱石时,第一层拱石砌缝基本已达到强度,如果此时发生支架下沉,也将引起拱腹横向开裂。
浅析拱桥典型病害及快速加固维修措施
浅析拱桥典型病害及快速加固维修措施拱桥是一种非常古老的桥型,它以其优美的线形、合理的受力特性及潜在的跨越能力而被大量运用。
本文以两座典型拱桥为例,对较常见的圬工拱桥及肋拱桥典型病害进行介绍分析,并提出在安全允许条件下如何对桥梁进行快速加固维修,恢复承载力,延长使用年限的常用措施。
标签:拱桥;病害;快速;维修桥梁作为公路的重要组成部分,直接影响行车安全和畅通。
而拱桥是我国最常用的一种桥梁形式,拱桥的形式多种多样,为各种桥型之冠。
随着时间的推移,许多桥梁由于施工时质量控制不够严格、使用年限较长、交通量的倍增、超重车辆通行和地震、水毁等自然灾害的影响,出现不同程度的安全隐患,时有桥梁坍塌事故发生,造成人员伤亡和经济损失,在民众中引起巨大反响,桥梁安全问题已成为社会关注的焦点,如何安全有效、经济快速的对现有病害桥梁进行加固维修,保通保畅,恢复其承载力,延长使用年限,将桥梁的社会效益发挥到最大,是桥梁专业技术人员必须思考的问题。
本文列出兩座常见拱桥桥型的病害和加固维修方案,供讨论学习。
1 圬工拱桥圬工拱桥由于易于就地取材,构造简单,外形美观,载重潜力大,所需技术工种少,不需要钢筋和混凝土,是早期常用的一种拱桥桥型;由于其不苛求支承条件和伸缩装置以及养护费用低等特点,目前,许多公路上有大量圬工拱桥仍在使用。
1.1 桥梁概况打枪湾桥,始建于20世纪70年代,桥面净宽12.4m,全长85.0m,桥梁上部为3×25m空腹式圬工拱桥,下部为重力式桥墩、重力式桥台。
1.2 病害情况根据现场检测:全桥石块风化较严重;主拱圈出现裂缝大面积渗水,腹拱有石块掉落现象;桥墩局部渗水;墩台基础局部受到冲刷外露;钢筋混凝土桥面铺装有横向开裂,伸缩缝破损,钢筋外露,护栏不同程度损坏。
经综合评定,该桥为四类桥梁,需要加固维修。
1.3 病害原因分析根据现场踏勘及沿路走访,调查分析得出桥梁病害产生的原因有以下几方面:(1)由于桥梁使用时间在20年以上,圬工桥石块风化属于正常老化现象,风化造成表面缺陷,从而影响其耐久性。
探讨拱桥常见病害原因分析及处理方法
探讨拱桥常见病害原因分析及处理方法摘要:石拱桥在我国历史悠久,经历了几百甚至上千年的风吹雨打和自然灾害的考验,如今仍然坚如磐石、稳如泰山,这离不开坚固的石料和精湛的工艺。
然而,近年来随着经济的快速发展,公路交通量及重载车猛增,很多石拱桥受到不同程度的损伤,各种病害也开始显露,结构强度也不同程度下降。
为了保护这些历史文化遗产,需要对石拱桥进行维修加固改造处理。
关键词:拱桥;病害原因;处理方法1桥面病害成因分析根据提供的信息,该桥为轻型石拱桥,全长97.5m,桥面总宽度9m。
上部结构为1×9.8m+1×50m+1×9.8m板拱,下部结构为重力式墩台,扩大基础。
修建于2006年,2014年采用自密实钢筋混凝土加固过主拱圈及两桥台,但未对涉及拱上部分加固。
1.1墩台裂缝墩台裂缝的主要成因是荷载过大、台身原施工填料压实不到位、台身排水不畅以及砂浆石料强度低等原因。
1.2拱上回填层破坏产生的原因是施工时拱上回填材料质量把关不严,施工时质量把控不到位。
在营运重载车辆的频繁碾压下,回填料内部机构发生改变,横向或纵向不均匀压缩变形。
严重时会造成侧墙外鼓,造成桥面面层损坏和拱圈渗水。
1.3拱圈渗水渗水原因很多,主要是防水层自身老化损坏,加之桥面面层铺装密水性能差,或者桥面破损没有及时修补,导致桥面水沿桥面结构层不断下渗,最终造成拱圈渗水。
长时间拱圈渗水会对拱圈料石之间的黏接胶凝材料产生破坏,进而会影响拱圈承载力。
2拱桥常见病害的处理方法2.1墩台裂缝处治2.1.1材料选择裂缝宽度<0.15mm,采用表面封闭法进行修补,封闭用聚合物水泥;裂缝宽度≥0.15mm,采用低压渗透注浆,压力注胶浆采用专门配制的混凝土裂缝修补胶浆。
2.1.2施工工艺(1)表面处理。
用专用钢丝刷或吹风机等工具沿裂缝方向清除表面灰尘等污物,然后用毛刷蘸丙酮或酒精等有机溶液,沿裂缝两侧2~3cm宽擦洗干净并使其干燥。
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法石拱桥是一种传统建筑形式,具有独特的美学价值和文化意义。
然而,随着时间的推移,石拱桥会面临各种问题,如损坏、老化和承重能力不足等。
因此,石拱桥的加固和拱上建筑的安全拆除方法非常重要。
石拱桥加固方法:1. 结构评估:首先需要进行结构评估,确定桥梁的损坏程度和承重能力。
可以通过检查桥梁的外观和内部结构,进行非破坏性测试和重点部位的检测,以了解桥梁的实际状况。
2. 补强材料:根据结构评估结果,选择合适的补强材料进行加固。
常用的材料包括钢筋、预应力钢束、纤维增强复合材料等。
这些材料可以增加桥梁的抗弯、抗剪和抗震能力,提高整体结构的稳定性。
3. 加固技术:根据桥梁的具体情况,选择适当的加固技术。
常见的加固技术包括板梁加固、预应力加固、外包钢板加固等。
这些技术可以增加桥梁的刚度和承载力,延长桥梁的使用寿命。
4. 维护措施:加固完成后,需要进行定期的维护保养工作,包括清理桥面、防水涂层修复、草坪修剪等。
这些措施可以保持桥梁的良好状态,防止再次出现损坏。
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法(二)1. 前期准备:在进行拱上建筑安全拆除之前,需要进行充分的准备工作。
首先要制定详细的拆除方案,包括拆除顺序、拆除方法和安全措施等。
然后,组织专业人员进行拆除前的检查和评估,确保拆除操作的安全性和可行性。
2. 支撑结构:在拆除过程中,需要对拱体进行支撑,确保拱体的稳定性。
可以使用钢架、钢筋或者混凝土支撑结构,根据拱体的形状和大小进行设计。
支撑结构要牢固可靠,能够承受拆除操作引起的负荷。
3. 拆除工具:根据拆除的具体情况,选择合适的拆除工具。
常用的拆除工具包括旋锤、切割机、爆破器材等。
在使用这些工具进行拆除操作时,要注意安全,戴好防护设备,确保工人的人身安全。
4. 废料处理:拆除完成后,需要及时清理废料和垃圾。
可以使用机械设备进行清理,将废料装车运走。
同时,要对拆除现场进行清理和修复,恢复原有环境。
拱桥常见病害及原因探讨
拱桥常见病害及原因探讨本文主要介绍了圬工拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、肋拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥、钢管混凝土拱桥、系杆拱桥、钢拱桥等各类拱桥的常见病害,并对可能产生的原因进行了探讨。
标签:拱桥;病害拱桥是我国公路和城市道路上使用广泛且历史悠久的一种桥梁结构型式,外形宏伟壮观,经久耐用。
拱桥与梁桥不仅外形上不同,而且在受力性能上有着本质的区别。
梁式桥梁在竖向荷载作用下,梁体内主要产生弯矩,且在支承处仅产生竖向支反力,而拱式桥梁在竖向荷载作用下,支承处不仅有竖向反力,还有水平推力。
由于这个水平推力,使拱体内的弯矩大为减小。
拱桥在全国桥梁中约占比重61%左右,特别在西部地区高达80%以上,而且拱桥的型式多样,构造各异,将拱桥按材料及结构型式分为:石拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土箱形拱桥、钢筋混凝土肋拱桥、钢筋混凝土桁架拱桥、钢筋混凝土刚架拱桥、钢管混凝土拱桥、系杆拱桥、钢拱桥。
由于拱桥类型的多样性,判明各类拱桥的病害类别和成因就不可避免的成为运营养护中的技术难点。
1、圬工拱桥圬工拱桥系石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥,跨越能力较小。
我国圬工拱桥数量巨大,特别是在石料丰富、山高谷深的西南山区,圬工拱桥占90%以上。
圬工拱桥结构多以超静定为主,受力相对复杂,承重结构属圬工材料,脆性大,抗弯拉能力差,且容易受风化、水蚀而削减强度。
由于圬工拱桥修建年代久远,设计荷载普遍偏低,再加上自然环境的侵蚀等影响,造成桥梁的损伤和局部破坏。
圬工拱桥常见病害主要包括:主拱圈及腹拱纵横向裂缝、腹拱与拱上立柱开裂、侧墙开裂与外倾、拱圈屈曲变形、拱石脱落、拱圈渗水以及拱脚裂缝、变形、缺角等病害。
①主拱圈横向开裂。
是圬工拱桥最常见到,也是最严重的病害。
常见的横向开裂一般发生在拱顶区段,特点是沿砌缝开裂,贯通拱圈底面全宽,有两条以上裂缝,在封拱石一侧或两侧,开裂后有部分砂浆脱落。
裂缝形成主要原因是:主拱圈过薄;砌缝材料强度过低;基础沉陷,墩台移位;拱圈受力不对称;拱轴线偏离压力线。
石拱桥病害分析及加固方案
山区石拱桥修建年代久远,社会快速发展车辆通行量增加快,远桥梁设计荷载不满足现行要求。
导致原石拱桥出现各种病害,本文就石拱桥出现的典型病害行进分析并提出切实可行的加固方案。
1、石拱桥主要病害1.1上部结构石拱圈砌缝砂浆脱落、渗水析白、砌体风化、拱上侧墙裂缝垮塌、拱脚出现裂缝。
1.2下部结构主要病害为桥台渗水、基础冲刷、外露基岩风化。
1.3桥面系桥面铺装裂缝、局部破损。
2、病害分析2.1上部结构石拱圈的砌体砌缝砂浆脱落严重、渗水析白、砌体风化、拱上侧墙裂缝垮塌、拱脚出现裂缝。
该类型病害是石拱桥的通病,主要原因是由于当时建设条件如资金、修建工艺等的限制,采用的砂浆强度较低且砌缝砂浆不饱满,经过几十年的风雨侵蚀、活载震动,导致砌缝砂浆逐渐掉落。
又因缺乏防、排水措施,桥面雨水渗入拱腔内,沿拱体砌缝渗漏,在拱底形成渗水、结晶析白的现象;行车荷载增加超过原桥设计荷载导致桥梁拱圈出现裂缝。
2.2下部结构桥台基础冲刷严重。
主要原因是基础未设置防护,常年洪水冲刷导致基础冲刷。
2.3桥面系原桥拱腔填料长期受水侵泡,在车辆荷载作用下导致桥面铺装裂缝,局部破损。
3、加固方案3.1石拱桥加固遵循的基本原则:(1)维修处治设计严格按照相关规范进行。
(2)尽量减少对原结构的损伤;(3)加固技术成熟可靠,具有长期加固效应,能满足结构耐久性要求;(4)施工设备简单,施工操作方便;(5)材料用量少,费用低;(6)后期养护工作量少;(7)加固施工时尽量不中断交通。
3.2加固方案讨论通过对老桥的核算分析,不满足公路现行荷载等级要求;为提高桥梁的承载能力,应对老桥进行加固。
结合该桥实际情况,讨论以下几种加固方案:3.2.1.1 贴钢板法加固补强方案本方案一般采用环氧树脂将钢板材料粘贴在钢筋混凝土构件表面,使之与结构物形成整体,从而取得提高构件的抗弯、抗剪能力,以及减少裂缝扩展的效果。
该加固方案以下特点:(1)施工方便;(2)粘贴钢板所占空间较小,不减小桥梁净空;(3)加固施工工期短,消耗材料少;(4)粘贴加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置,并可在不影响或少影响交通的情况下施工。
石拱桥病害成因分析与加固措施研究
石拱桥病害成因分析与加固措施研究作者:李汉平来源:《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2016年第2期李汉平汉中市勉县农村公路管理局陕西汉中724200摘要院本文分析了石拱桥需要加固的原因,就加固和维修方案进行了论述,对提高石拱桥的承载能力,有实际意义。
关键词院石拱桥;病害原因;分析;加固措施1 常见病害及成因分析1.1 桥面破损桥面破损对行驶车辆的舒适性和安全性造成一定影响,且可能加剧其他部位损坏。
分析成因如下:对实腹式拱桥来说,与拱上填料有关,填料施工时未按设计和规范要求,容易在受力的情况下,发生不规则变形,或者台后排水没有处理好,渗入填料,使其变形,造成桥面破损。
空腹式拱桥腹由于拱铰的存在,这些部位往往是裂缝的起源,应在桥面或者与侧墙设置伸缩缝或变形缝。
1.2 防水层失效或破坏防水层失效或破坏,无法起到防水功能,拱圈漏水,缩短了桥梁的使用寿命。
原因分析如下:实腹式拱桥易找到的一般亚粘土作为防水层,防水施工效果不佳;桥面有渗水,防水层易失效;空腹式拱桥施工时防水层采用油毛毡等易老化材,无法保证沥青麻絮密实。
1.3 拱圈开裂主拱圈开裂按照拱圈开裂方向可以分为横向裂缝和纵向裂缝。
横向裂缝分析原因如下:淤主拱圈截面石料强度不够或太薄。
对其进行内力分析可知,拱脚承受最大负弯矩,拱顶承受最大正弯矩,当荷载内力大于截面抗力时,拱脚上部或拱顶下部容易开裂。
于当主拱圈水平设置,坡桥坡度较大,造成拱圈受力不平衡,容易造成拱圈弯道外侧开裂。
盂石拱桥基础均匀沉降、墩台移动,造成拱圈横向开裂,且多发生在L辕4 处。
榆设计时拱轴系数选择不当。
虞由于施工质量差,出现砌筑工艺不规范、砂浆不饱满等现象。
主拱圈的纵向裂缝成因分析如下:淤基础非均匀沉降;于结构自身的受力特征影响,如弯桥受离心力作用;盂拱圈在施工时,环与环没有交错搭接,容易桥拱腹发生纵向开裂。
拱桥主拱圈横向裂缝使横向受力性能减弱,即使横向力不变,裂缝也将继续发展,继而导致拱桥承载能力的降低。
试析豫北地区石拱桥常见病害
试析豫北地区石拱桥常见病害1.豫北石拱桥情况简介:石拱桥线型优美,取材方便,造价低廉等特点在中国大地上几乎到处可见。
豫北地处河南北部、太行山东、南麓,多丘陵沟壑。
也正是石材丰富,促进了石拱桥在豫北地区的发展和推广。
豫北地区石拱桥主要有两种形式:其一是连接沟壑两端,跨越障碍物,桥面用来交通;其二是跨越路,桥面修筑成沟渠,用来农田灌溉。
第二种石拱桥病害大多数包含在第一种石拱桥。
本文主要针对第一种石拱桥形式做出介绍。
2. 豫北石拱桥主要病害及其原因豫北地区处于河南,山西,河北三省交界。
煤和其他货物的运输,使得交通繁重,超重现象也有发生,石拱桥也受石料风化等自然灾害的影响,逐步变成了旧桥、危桥。
2.1桥墩台、基础病害及其原因[1]石拱桥是一种水平推力结构,而且自重较大,承受竖向力后会产生较大的水平力,这对基础的抗推能力要求非常高。
因此基础是石拱桥结构最重要的部分,而且是最容易受损的部位。
2.1.1基础或墩台不均匀沉降或水平位移和转动墩台、基础的水平位移以及转动使墩台外移、倾斜,上部结构可能产生附加内力,甚至因为过大的位移、转动而导致构件开裂。
原因是外部荷载太大或地基承载能力不足等原因,致使墩台、基础发生沉降、水平位移位移、转动。
2.1.2基础或墩台被掏空、严重冲刷豫北地区石拱桥多修筑于河滩之上。
汛期和旱期水流有明显区分。
汛期水流量大。
基础的基底和表面冲刷严重甚至被淘空。
墩台表面岩石和砌筑砂浆冲刷外漏,甚至出现颈缩现象。
原因是基础长期遭冲刷侵蚀,材料强度下降,基础整体性破坏,防护构造设置不当或未采取措施保护;或者下游的不合理亂采乱挖砂石,造成水流冲击增大,致使基础冲刷严重或出现基础裸露。
2.1.3桥台开裂桥台的侧墙或前墙常出现顺桥向、横桥向的横向裂缝或者竖向裂缝。
裂缝沿砂浆或石料的接触面发展,有的裂缝同时贯穿砂浆和砌筑石料层;裂缝宽度的形式多为中间宽两头窄的形态;裂缝深度不等,可能为表面裂缝也可能为深层裂缝。
拱桥维修施工技术的论文
拱桥维修施工技术的论文关于拱桥维修施工技术的论文一、概论我国拱桥的分类有很多,但是就其作用与意义上来说,我国的拱桥则主要以双曲拱桥和石拱桥为拱桥的主要代表。
双曲拱桥是我国近年来始建与20世纪60年代的一种新型拱桥。
石拱桥是一种原材料简单、造价成本较低、承载力较强且外观造型优美的拱桥,广泛应用于我国大部分地区。
二、拱桥存在的危险隐患及维修加固的意义(一)我国石拱桥存在的危险隐患及危害第一,拱桥的拱圈开裂。
由于石拱桥的主要承重部分是主拱圈,如果拱圈开裂,会直接影响石拱桥的安全。
拱桥在承重的情况下,容易出现各种不同的开裂。
还有就是建筑材料选材的自身原因所造成的,如石块的选用的强度不达标,施工质量控制不严等造成强度不均匀,也容易造成石拱桥在使用过程中开裂。
除此之外,如果原设计荷载较低(汽-13、汽-15),再加上近些年来车辆超限超载现象严重,又或者有些石拱桥坡度比较大,建造的不对称,在外力的作用下也容易造成拱桥开裂,从而影响石拱桥的安全。
第二,石拱桥的侧墙外倾或开裂。
在石拱桥的使用过程中由于拱桥上的建筑材料在填料过程中不密实或者外力承受的负荷较大,从而容易导致由于侧墙的压力过大而致使侧墙的开裂。
第三,桥面不够平整。
第四,石拱桥的基础不均匀移动或沉降。
石拱桥的上部结构是由石拱桥的基础部位直接承担的,经过一定时间的累积,当所承受的外部能力超过其负荷时,容易导致石拱桥的基础位移,从而导致构件的开裂。
(二)我国双曲拱桥存在的弊端及危害双曲拱桥与石拱桥的危害大多相同,但是引起这些危害的原因却有所不同,主要表现在:第一,拱桥的拱上填料不足。
拱上填料的不足容易导致排水不畅,从而引起桥面的破坏。
第二,拱桥横向联系。
拱桥横向联系不足容易引起结构的不稳定。
第三,墩台的位移而导致的破坏,由于双曲拱桥有着自重较大的特点,因而其水平推力也会相应的增大,当承载力不足就容易出现下沉、断裂。
第四,桥面栏杆的破坏。
由于双曲拱桥的桥面缺乏稳定的层面,又在车辆的外力作用下,桥面容易破损。
石拱桥的保护与修缮教案
石拱桥的保护与修缮教案。
一、简介石拱桥是中国传统建筑文化的重要组成部分,它不仅具有重要的工程和历史价值,同时也是民间艺术的代表。
然而,石拱桥在漫长的岁月里,经受了多次的自然和人为因素的磨损,不少石拱桥也面临着严重的破坏和威胁。
因此,石拱桥的保护与修缮工作变得尤为重要。
二、石拱桥的保护作为文化遗产的代表,石拱桥的保护首先要从意识上入手。
很多地方的政府和民间组织已经开始注意到这一问题,进行了一些有效的工作。
以下是针对石拱桥的保护方法:1.收集资料在进行石拱桥的保护工作之前,首先需要对其进行资料的收集和整理。
包括历史传承等相关信息。
通过对这些信息的收集和整理,可以更好地了解石拱桥的状况和历史背景,以便更有针对性地开展保护工作。
2.制定规划在了解了石拱桥的相关情况之后,要制定针对性的规划来进行石拱桥的保护。
从地域因素、文化背景、历史传承等方面入手,全面考虑石拱桥的重要性和影响力,制定出科学、有效的保护计划。
3.强化宣传对于石拱桥的保护,必须进行科学、恰当的宣传工作。
通过宣传,可以让更多的人了解石拱桥的重要性、历史价值和文化内涵。
还可以让更多的人参与到石拱桥的保护和修缮工作中来。
4.开展保护工作在规划和宣传的基础上,必须要实际开展石拱桥的保护工作。
常见的方法包括加固建筑结构、修复石材表面、清理及维护桥面及周围环境等。
这些工作需要对石拱桥的材质、年代和状况进行全面的综合分析和计算,确保保护工作的可持续性和长效性。
三、石拱桥的修缮长久以来,石拱桥经受风雨侵袭,在修缮和保护方面面临不少难题。
如何科学、合理地开展修缮工作,是石拱桥保护工作的重要内容。
1.确定修缮原则在进行石拱桥的修缮工作之前,必须根据不同的石拱桥材质、年代、地理环境和历史价值等来确定正确的修缮原则。
比如说,在选择材料、样式、笔画等方面,都需要和原石拱桥保持一致,不改变石拱桥的原貌和历史风貌。
2.采用合适的修缮方法不同的石拱桥修缮方法也应该有所区别,如采用不同的修复方法、修补面层、压平模子等方法都需要针对石拱桥的详细情况来进行。
分析石拱桥的桥梁病害及防护措施
分析石拱桥的桥梁病害及防护措施摘要:从古至今,石拱桥作为桥梁建筑中的一员,对交通建筑的发展有重要影响,桥梁建筑在年代变迁中遭受的病害也是不计其数。
本文重点讨论了石拱桥容易出现的一些病害情况,细究其影响因素,探讨桥梁病害的治理方案及防护措施。
关键词:石拱桥;桥梁病害;防护措施简单的设计、低廉的造价是石拱桥的两大特点,但也正因为其设计简单,良好的使用性能只在短期内比较明显。
随着年代的增长,病害增多、改造不易造成石拱桥养护难的局面,所以分析病害的成因来找出对应的治理和防护方案,更有利延长石拱桥的安全使用年限。
石拱桥病害的总结通过对全国各地的石拱桥进行实地调研,总结出以下几点最为常见的病害:(1)风雪雨水侵蚀石材料,降低了石材的强度,引起老化现象,从而影响拱桥结构的承载力。
(2)桥面的防水层被破坏或者严重至失效,造成了拱圈的漏水,对结构安全产生影响,缩短了桥梁的使用寿命。
(3)桥台发生剪切变形,造成走动,同时影响拱圈变形、跨度变化,甚至是拱顶界面开裂。
(4)产生裂缝并由桥墩的竖向向上发展到拱圈的纵向开裂,同时纵向开裂到侧墙的下方,从拱桥的顶端到底端不断消失(5)在地基的纵向和横向分别发生无规则沉降,造成的拱圈的破坏,还会出现侧墙的倾斜、扭转、开裂,甚至是脱离现象。
(6)能挡住拱背填筑的侧墙由于厚度不足挡土力量不够而向外突出,或者出现两种侧墙开裂情况,第一是拱圈和侧墙连接界面的脱离,第二是侧墙自身的分裂。
(7)拱桥底端的拱圈被压碎,在一些拱桥上都能发现,经常会发生拱圈石料的碎裂和剥落现象。
(8)最严重的一种就是跨度不好的拱桥被洪水冲垮,需要重建,无法修复。
2.桥梁病害原因分析关于以上八种常见的病害,经过分析和比对,大致影响原因有以下几点:(1) 从设计上来看,石拱桥的设计一般多是无矫正拱形设计,均为超静定结构,所以容易发生拱桥的地基沉陷、墩台移动的现象。
当拱桥桥墩在横向出现沉降不规则的现象时,主拱圈及侧墙将会发生倾斜、扭转,严重的将会导致开裂。
石拱桥常见病害与预防措施
石拱桥常见病害与预防措施石拱桥具有因地制宜、就地取材、造价低、桥型雄伟壮观的优点。
我国修建了许多大跨径且经济又美观的石拱桥,如湖南省凤凰县乌巢河大桥,主跨120m,高42m,全长241m,成为该旅游区的一道风景。
但石拱桥运行过程中经常出现一些病害,给养护带来一定困难,甚至影响桥梁的安全。
1、石拱桥常见病害及原因分析1.1主拱圈开裂主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,主要有横向开裂与纵向开裂。
主拱圈横向开裂多发生在拱顶下部或拱脚上部,有时甚至会开裂至拱壁。
造成主拱圈横向开裂的主要原因:1)主拱圈厚度太薄或材料强度不够。
石拱桥主拱圈内力分析表明,拱顶正弯矩最大,拱脚负弯矩最大,拱顶、拱脚为设计控制截面,若截面抗力小于设计荷载内力,将造成拱顶下部或拱脚上部开裂。
2)基础沉陷,墩台移动。
石拱桥多按无铰拱设计,为超静定结构,基础沉陷或墩台位移引起的主拱圈附加应力相当大。
3)拱圈受力不对称。
主要发生在坡桥与弯桥上。
有些坡桥坡度较大,而主拱圈设计采用平置,造成拱上建筑不对称,使拱圈受力不对称。
车辆在弯桥上转弯时产生向心力,造成拱圈弯道外侧开裂。
4)设计时拱轴系数选择不当或施工造成拱圈变形,使荷载压力线与拱轴中心线偏离太大而开裂。
5)施工质量差。
如砂浆不饱满、砌筑工艺不规范等。
主拱圈纵向裂隙主要由施工引起。
拱圈多采用分环砌筑,如在施工时未注意环与环交错搭接,则会在拱圈下部腹石上发生纵向裂缝。
1.2腹拱圈开裂腹拱圈开裂最严重且普遍,是石拱桥最主要的病害。
主要原因:1)如果腹拱太坦,就会产生较大的腹拱推力,而施工质量较差,则不能满足设计要求。
2)铰缝处理不当。
石砌腹拱圈的铰石应选择石质坚硬且无裂纹的石料,一对铰石的接触面应较一般拱石多加修凿以增大实际接触面积,如果施工中未达到要求,会造成铰石破坏而开裂。
3)拱与拱上建筑的联合作用显著影响拱上建筑的内力,拱上建筑刚度越大,影响就越大。
考虑拱上建筑与拱共同工作所计算的内力与分开计算的结果可能迥然不同,如构造处理不妥而按分开计算设计,则拱上建筑可能严重开裂甚至破坏。
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石拱桥的灾害与防治
摘要石拱桥是砌体结构,是一种逐渐被现代桥梁边缘化的桥型,所以对石拱桥的关注与研究明显不如对其他桥型的研究。
然而, 据统计,拱桥在我国所有桥梁种的比例超过60%,在西部地区更是高达8成,石拱桥是数量最多、类型最丰富的桥型,也是我国早期桥梁的主要结构形式。
目前相当数量的拱桥,特别是石拱桥普遍存在承载力不足,病害较多的缺陷。
因此,对石拱旧桥的灾害分析以及防治加固技术的研究具有极大的现实意义。
关键字:石拱桥灾害防治
一、国内外研究现状
目前,在世界范围内,桥梁维修、养护、加固的技术己成为交通研究领域中的重要课题。
由西方24个发达国家参加的联合国“经济合作与发展组织(OECD)”,于1981 年召开“关于道路桥梁维修管理国际会议”,很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面提出众多有价值的论文。
1980年在巴黎和布鲁塞尔,1982年在华盛顿,都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会[1]。
然而,就石拱桥加固增强理论而言,国内外就此展开的理论研究很少,极少见诸于报告和文献。
20世纪80年代以来,我国在旧桥加固改造技术的研究试验方面进行了大量的工作。
交通部在“六五”、“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题,举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议,在公路梁桥和拱桥等旧桥承载力的加固改造技术和施工工艺等方面都取得了许多宝贵经验,有不少旧桥改造、加固的成功范例。
近年来,由于新材料、新理论和新技术的发展,出现了大量新的加固维修技术,大大提高了旧桥的承载力和通行的可靠性,取得了显著的经济效益和社会效益。
刘健宇在《石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究》文中分析了石拱桥的常见损伤病害产生的原因,包括对主拱圈开裂,桥面破损,防水层破坏或失效和桥墩台基础破坏病害的分析。
提出了针对病害的防治加固措施,包括锚喷加固技术,粘贴钢板加固技术,调整荷载压力线加固技术,粘贴高强纤维加固技术,钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术,下部结构维修加固方法[2]。
颜向群在《石拱桥常见病害与预防措施》文中认为,石拱桥的病害分为以下四类,主拱圈开裂,腹拱圈开裂,桥面破损,防水层破坏或失效。
通过合理确定拱轴系数、重视拱上建筑联合作用, 应用平面杆件系统程序或有限元程序对桥跨做整体内力分析和注重墩台位移与连拱计算来做到主拱圈与拱上建筑高度统一。
通过优化材料,优化拱上结构,采用刚性填料,改善防水措施,和合理布置坡、弯石拱桥达到优化构造,消除质量隐患。
通过合理设置预拱度,精心设计加载程序与卸载程序和完善施工工艺等措施来确保施工的质量[7]。
二、石拱桥病害防治加固措施
根据国内外在石拱桥病害防治的措施的研究,可以将石拱桥的病害防治加固措施分成两大类,上部结构的防治加固措施和下部结构的防治加固措施。
2.1 上部结构的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用钢筋混凝土复合主拱圈,增大拱圈截面以加固石拱桥承力结构。
这种方法主要针对主拱圈发生拱轴线变形、主拱圈开裂等病害而引起整个结构承载力不足或构件局部功能失效而提出的一种方法。
该加固技术通过在原主拱圈拱腹和两侧或拱顶增设一层钢筋混凝土加固层,使之形成复合主拱圈,通过复合主拱圈的协调变形、新旧拱圈共同承担荷载,达到增大主拱圈刚度、强度,提高桥梁承载力的目的。
2.1.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈法
通过沿主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍,形成复合拱圈,用复合拱圈协调变形,共同承担荷载的原理,达到增大主拱圈刚度、强度从而提高桥梁的承载力。
2.1.3 锚喷混凝土加固法
喷射混凝土有干式和湿式两种方式。
干式喷射混凝土的运输、加水拌和、振捣,均是利用空压机产生的压缩空气通过喷射机使混凝土以连续高速喷向受喷面,并和受喷面形成整体。
湿式喷射混凝土所采用的喷射机允许混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水,进行搅拌和均匀,然后再通过送料软管输至喷嘴,喷射到受喷面上。
2.1.4 塞缝灌浆法
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥砂浆、环氧树脂砂浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝并提高结构整体强度的作用。
裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。
结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。
塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。
通常水泥砂浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥砂浆造价低、效果好。
环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好。
环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
2.2 下部结构的防治加固措施
2.2.1 高压旋喷桩加固法
高压旋喷桩法是用水泥浆靠高压液流的冲击力破碎土层并与土体混合构成新的固体,通过物理化学反应,使土体整体强度提高,从而提高地基的承载力,减少地基沉降变形,增加应力扩散,达到加固下部的目的。
经过处理的土体压缩性明显减小,抗侧向变形能力有所提高。
此方法适用于地基补强,既不损坏结构物的上部结构,又不影响桥梁的正常运营。
2.2.2 扩大基础加固法
该方法通过扩大桥梁基础的承压面积,以恢复和提高基础承受荷载后的承载能力。
通常在刚性实体基础周围加石砌圬工或混凝土,以增加基础的面积,在新旧基础间增设锚固钢筋,使新旧基础牢固地结合成整体,共同承担荷载。
2.2.3 增补桩基法
在标准基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大承台,以此提高基础承受活载后的承载力,增加基础稳定性。
此方法适用于桩基或钻孔灌注桩。
2.2.4 桥台倾斜位移的治理
对于单孔小跨径桥台,可在两个桥台增设水平支撑梁,如浆砌片石或水泥混凝土支撑梁。
为防止因桥台台背土压力太大引起的桥台倾斜,可再增设一道挡墙,以增强挡土能力。
对于填土较高而受到较大土压力作用可采取更换台背填土,改善台背填料或者采用旋喷法、水泥桩进行治理。
三、展望
石拱桥病害种类较多,且相互作用、相互关联,对于石拱桥病害的防治措施的选择,应该调查和掌握桥梁的基础资料和实际情况,对全桥病害进行全面细致的调查和分析,正确判断桥梁状态,在确定实际加固整治方案时,应该综合运用各种防治加固措施,不能机械照搬照用单一治理方法应真正做到方案择优、综合治理、修饰美化,达到加固补强的目的。
随着科技的进行,各种新型材料的研发,对于石拱桥病害加固技术的措施也会不断的更新,未来石拱桥病害防治加固措施应该是更注重环保和经济两方面。
参考文献
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