双曲拱桥梁的加固方法和选择原则

双曲拱桥梁的加固方法和选择原则

双曲拱桥梁的加固方法和选择原则

赵伟

(广西大学土木建筑工程学院,南宁530004)

【摘要】目前一些双曲拱桥都出现了病害现象,须进行加固处理或进行分析处理的桥梁很多.文章主要介绍了双

曲拱桥的研究概况,矛总结了适合双曲拱桥的加固方法和选择原则.

【关键词】双曲拱桥加固

【中圈分类号】U445,72【文献标识码】A【文章编号】1674-0688(2007)14—0113-03 双曲拱桥具有造价低,材料省,施工丁艺简便,跨径适应

大等优点,而且桥型美观,具有民族特色.双曲拱桥虽然造价

低,材料省,但随着国民经济的快速发展,运输量大增,荷载

等级提高,其已经不能满足需要,部分双ff}f拱桥甚至已经成为

危桥.对于其中某些桥而言,由于拱肋依然就有足够的承载

力,只要技术合王甲,施J_:措施得当,刘此类拱桥经过改造,

提高荷载等级后仍町以利用,改造这类桥梁仍有较好的社会效

益和经济效益.

一

,研究概况

双曲拱桥梁出现于20世纪60年代中期,是中闷独有的桥

型,所以对它的研究没有外经验可以参考和借鉴.它的结构

特点和施T方法适应了我阳当时的生产技术水平.双曲拱桥梁

一

开始是由民间建造的拱桥,其没计并'『殳有很确切的计算方法

和计算理沦,有经验的成分,这个时期修建的双曲拱桥梁主要

应用于农村公路或低等级公路.到r70年代中后期,随着双

曲拱桥梁被捧,到大跨度重载干线公路后,存相荚交通部门的

探索和研究下,较成熟的计算理论才逐步形成,但仍有许多近

似的假定.町以说,相当数量的双曲拱桥梁的设计是在半理论

半经验的条件下完成的.同时,由于受到当时的材料及施T技

术的限制,这些双曲拱桥粱在运营了30～40年后部不同程度

地出现了病害,部分桥梁已经成为危桥.

自20世纪90年代开始,随着大量双曲拱桥病害的出现,

全国各级交通部门均对双曲拱桥的加同进行了探索.针'对桥梁的具体情况,形成了不同的JJⅡ同方法.汀苏省阜宁古颜桥,【J1 东省泗河大桥,道县潇水人桥等均采用扩大拱肋截面的方法进行加固,提高桥梁的荷载等级;…西省静乐县五村桥,云南省

大理四十里桥,江西省香电大桥等采用挂钢筋网锚喷混凝土加同主拱圈的方法对桥梁进行改造,取得了较好的经济效益;IJI

西省胜利桥,南京张湾大桥,湘阿古丈北门桥等在拱脚粘贴碳

纤维布或钢板,为新材料在双曲拱桥加固中的应用作出r有益的尝试;湖南省衡阳县东山大桥,』flI东省冯寨桥采用体外预应力加固方法对桥梁进行改造,保障了公路的畅通;广西兴安升

坪大桥,深渡大桥,杭州南渡大桥采用改变结构体系加固方法

获得成功:重庆交通学院周志祥教授对大宁河大桥(主跨l10 米)采用改变拱上建筑结构体系,加强主拱圈横向联系,加强

拱顶薄弱部位相结合的综合加同方法,将桥梁从汽车一I3提高到汽车一15级,取得r显着的经济效益.

现有的一些研究成果均是一些具体的加同实例,研究主要

集中在采用的加固方法,如加大截而法,粘贴碳纤维布法,

锚喷混凝土等双曲拱桥梁的加同方法.研究中主要针对这几类加c占1法的具体步骤和施中主要采取的措施,研究成果均是在解决独立的]二程问题中进行的,没有系统的分析和上升到理论性的阶段来,没有形成系统的钊'对双曲拱桥梁加阎的方法.而

且对双曲拱桥梁旧桥的检测,分析评价双曲拱旧桥的承载能力

和加固可行性方面,以及对加同后的效果的评价研究很少.仵

加r占f计算分析方面,目前研究不多,从已有的研究资料来看,

没有太多的介绍,只是简要提到加固截面验算的大致思路.

二,双曲拱桥梁的加固方法

加同及施t技术方法的主要内容是双曲拱桥的梁裂缝处置

方法,上部结构和下部结构的补强措施及加固方法.

(一)双曲拱桥的裂缝处置方法

一

般情况下,裂缝的大量存在会降低结构的刚度,整体

性,结构的承载能力,也会严重影响到桥梁结构的耐久性,同

时裂缝还会诱发其他病害因此,重视裂缝研究,找出裂缝产

【作者简介】赵伟(1979一),男,广西南宁人,广西大学土木建筑工程学院2005级研究生.

2007.14企业科技与发展113

生的原凶,埘于双曲拱桥的加同改造有着重要的意义.

1裂缝类型

根据裂缝对结构的危害性,可以分为三种:贯穿裂缝;深层

裂缝;表面裂缝.

2.裂缝修补方法

对于裂缝的修补,其主要目的是恢复结构的整体性,保持

结构的强度,刚度,耐久性,抗渗性及外形的美观.常用的修

补方法有:表而封闭修补法,压力灌浆法和壁可法.

(1)表而封闭修补法

桥梁结构的裂缝表面修补,常用的法有:填缝,表i葡抹

灰,凿槽嵌补,表面粘贴和表面喷浆等.

(2)压力灌浆法

力灌浆是指施加一定的力,使某种浆灌人结构内部裂

缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度,耐久性和抗

渗性能的一种修补方法.此法一般用于裂缝多且深入结构内部或结构有隙的修补法场合.按灌浆材料的不同,压力灌浆可

分为水泥,石灰,勃上灌浆,化学灌浆和沥青灌浆.

(3)壁叮法

壁可法是指采用特制的橡胶管,利用橡胶的收缩力,自

动地控制注浆.其核心是裂缝全封,恒压力和慢速注浆.它

的原理是利用缓慢均匀的压力,通过浆液将微细裂缝中的空气压人混凝土的毛细空中,并由混凝土的自然作用排除,克服裂

缝叶t的气阻现象,使其灌注的胶液达到微细裂缝的末端,从而确保修补质量.

(二)双曲拱桥上部结构加固

1双曲拱桥加固基本原理

总体卜讲,对桥梁结构进行加固补强可以从外冈和内因l两

个角度进行分析.

(1)从外角度是通过结构的性能改变提高主拱圈的承载力

①增大主拱罔截面面积

埘主拱圈采用喷射混凝上,现浇混凝土,外包混凝土等加

同7r法,部是属于此类加f^1技术和_疗法.采用增尺主拱圈截面的方法加阎,其目的是当荷载等级不变的前提下,减小主拱圈

截而承受的拉血力.当简载等级增加时,保持或适当减少主拱

罔截面承受的拉应力,保持在主拱圈材料性能承受范闱内,从

而达到加固主拱圈,提高承载力的目的.

②增加拱的强度

对主拱圈采用环氧树脂砂浆(胶浆)粘贴钢板,钢筋,玻璃

钢,碳纤维布,芳纶纤维布等高强度材料,增加主拱圈的强度

都是属于此类加同方法和技术.采用增加主拱圈强度的方法加,其目的是当衙载等级不变或荷载等级增加时,增加主拱圈

的强度,使荷载对主拱产生的拉应力小于补强材料的强度,

从而达到加同主拱圈,提高承载力的日的.