双曲拱桥的构造
精品双曲拱桥病害启事剖析及预应力处治的研究
由于是单股钢铰线张拉，又是体外索，换索操作方便，不 受使用年限约制。如果在施工中多设预留孔道，还可通过 增减预应力索来调整结构受力。人为控制应力，给设计施 工来方便。
体外预应力法加固需注意的问题
预应力筋转向部位会对原结构产生很大的剪力，必须验算 此截面处主拱圈的抗剪强度。在冯寨桥工程中采用粘贴钢 板进行补强，这样做有两个好处：一是增加预应力筋转向 部位原结构的抗剪强度；二是针对横隔板的补强，防止主 拱在预应力的施加过程中出现失稳。
（1）膨胀混凝土补强在旧结构的表面时，由于膨胀的作 用，新浇筑混凝土受到两侧墩台及钢筋的约束而对原拱背 产生轻微的挤压，从而比普通混凝土能更好的结合老混凝 土，使得新旧两种材料能共同抵抗外荷载。
（2）适度的膨胀量下，钢筋混凝土中产生0．2MPa～ 0．7MPa的膨胀压应力，抵消混凝土在硬化过程中产生的 收缩，从而防止结构出现收缩裂缝。如果控制好膨胀率 （文献【8】），膨胀压应力还可以平衡一部分由负弯次采用预应力钢拱加固的双曲拱桥。 该桥建于 1976年， 是一座钢筋混凝土双曲拱桥 。扬州石
塔老桥主要结构构件存在应力水平过高、 承载力偏低的 现象， 局部尚有不同程度损伤和开裂。 东南大学土木工程学院丁文胜、刘钊等人首次在该工程中 提出了预应力钢拱承托加固法。该加固方法可以在不中断 交通、不影响通航净空的情况下，通过在加固钢拱内建立 预压应力，达到有效降低双曲拱桥混凝土主拱的应力水平 并提高其承载能力的目的。
双曲拱桥的缺点
处于软土地基上的桥墩、 桥台由于不均匀沉降和水平移 动、 转动等问题， 会引起上部结构的拱顶下沉 、拱肋开 裂 等问题。
普遍结构安全储备较小，整体稳定性差。 表现为组合拱 圈各部位开裂，横隔板开裂或脱落 。
双曲拱桥
双曲拱桥【two-way curved arch bridge】指的是拱圈由纵向拱肋和横向拱波组成的拱桥。 1964年江苏省无锡县建桥职工创造的一种新型拱桥。他的主拱圈由拱肋，拱波，拱板，和横向联系构件几个部分组成，外形在纵横两个方向均成弧形曲线，因之称为双曲拱。 主拱圈的形式有单波，多波，多波高低肋等。拱肋截面有矩型，倒T形，I形，L形，薄壁箱形等。 双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。若从主拱圈的横截面上看，它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形，且与主拱圈的曲线正交，故而称为双曲拱桥。这种桥型是20世纪60年代我国江苏省无锡县由建桥职工首创的一种桥型，它充分发挥了预制装配的优点，可以不要拱架施工，节省木料，加快施工进度，而所耗用的工料又不多。 双曲拱比单曲拱能承受更大的载荷，主要是因为双曲拱不仅在一个方向上呈拱形，而且在与其垂直的另一方向也呈拱形。自行车的挡泥板就是这种双曲拱形的。当它受力时，力使沿着两个拱的方向更均匀地传递；某一局部受力过大时，双曲拱能迅速自行调整平衡，使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。 拱形结构除了能用于建造桥梁外，另一个重大的用处就是建造水坝。特别是双曲拱形坝，由于拱形顶所受的水压力能通过拱体均匀地传递给河岸，依靠坚固的两岸来维持的稳定，它与完全靠自身重量来维持平衡的重力坝相比，不仅可以减少体积，节约材料，而且还有一定的弹性，对地基的局部变形具有一定的适应能力，有较好的抗震性能。 它的最主要特点是：将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的方式组合成承重的整体结构。因主拱圈分期形成，呈现组合结构的受力特征，整体性较弱，在地震荷载作用下容易破坏。 现存的最古老的石拱桥是我国的赵州桥。赵州桥是隋朝石匠李春设计监造的，自公元616年建成，到现在已经有1300多年的历史了。这座石桥横跨在河北赵县城南洨河上，有着一个弧形的桥洞，犹如跨在河上的长虹。在漫长的岁月里，赵州桥经受了地震的摇撼，洪水的冲击，车马的压轧，仍然屹立在洨河上。赵州桥不但有个弧形的大拱，而且在桥肩还有4个小拱。当山洪暴发时，小拱可以把洪水泄走。赵州桥坚固的秘密正在拱上。我国科技人员和工人继承并发展了拱桥建筑的传统，运用现代强度理论以及工程学，创造了双曲拱桥。双曲拱桥的外形同一般的空腹式拱桥好像没有什么区别。但是你如果走到桥下一看，就会发现它的肚皮是凹的，好像由几条自行车的挡泥板拼起来的，真是拱中有拱。这种桥的优点是造价低，载重负荷大，施工方便，节省材料。宏伟的南京长江大桥的公路引桥便是这种双曲拱桥。 我们的脚上就长着“双曲拱桥”，它就是人的足弓正常的脚都可以区分出三个足弓：两个纵向的纵弓和一个横断面上的横弓。
双曲拱桥
双曲拱桥【two-way curved arch bridge】指的是拱圈由纵向拱肋和横向拱波组成的拱桥。
所谓双曲拱是指桥梁有纵、横两个方向的桥拱。
纵向拱的是指桥梁的主拱圈，在外形上与一般拱桥完全一样，为弧度不同的拱圈。
横向拱是双曲拱的主要奥秘，它是指在纵向的大拱圈上，并排砌筑几组小拱圈，就像是一排排向上鼓起的瓦垄，由于切面像波浪一样，所以称为拱波。
这个波形的展开方向与纵向纵圈相互垂直，使桥梁整体表现为纵横两个方向的曲形，因此叫双曲拱。
1964年江苏省无锡县建桥职工创造的一种新型拱桥。
他的主拱圈由拱肋，拱波，拱板，和横向联系构件几个部分组成，外形在纵横两个方向均成弧形曲线，因之称为双曲拱。
双曲拱桥的最大优点是提高了桥梁的强度和稳定性，它克服了一般拱桥在重压下横向容易弯曲变形的弱点，使桥梁压力较好地分布于桥梁整体。
另外，双曲拱还可以以同样的材料，获得比一般拱桥大得多的跨度。
如跨度相同，则可以节约一半左右的钢材等建筑材料。
在造型上，双曲拱桥由于二向曲形，更富于变化，更加美观、舒展。
主拱圈的形式有单波，多波，多波高低肋等。
拱肋截面有矩型，倒T形，I形，L形，薄壁箱形等。
双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。
若从主拱圈的横截面上看，它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。
由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形，且与主拱圈的曲线正交，故而称为双曲拱桥。
最早的双曲拱桥－－－1964年，江苏省无锡的建桥工人在无锡县东亭小河上建起了我国第一座双曲拱桥，这座拱桥是一座农桥，全长仅9米，采用了钢筋混凝土预制构件，在现场安装而成，采用三肋二波砖结构，可通行手扶拖拉机。
目前最长的双曲拱公路桥－－－－是江苏省沐阳的新沂河大桥，全长1267米，有39孔，1969年建成通车。
河南省嵩县的前河桥是我国单孔跨径最大的双曲拱桥，孔距跨度达150米，矢跨比为1∶10，1969年建成。
在铁路工程中，也广泛采用了双曲拱型桥梁。
我国第一座用于铁路双曲拱桥是位于湖南省长沙与韶山之间的东方红双曲拱桥，1967年底建成通车。
双曲拱桥(精)
双曲拱桥双曲拱桥是常见的桥梁之一。
它由路面、主拱圈、拱上结构和墩台所组成。
除路面构造外，和双曲拱渡槽基本相似，但双曲拱桥在构造和内力计算方面也有一些特点，现简述如下。
（1）桥面构造（如图1）：为了分布车轮荷载的集中压力和减小冲击力的影响，主拱圈及腹拱顶部的填料厚度（包括路面），一般为30～50cm。
填料常为透水性较好的砂石或混凝土，路面设排水坡，并做好排水设施。
图1双曲拱桥构造图（单位：cm）（a）半正面图；（b）拱顶横断面图1—主拱圈；2—井注桥墩；3—两铰腹拱；4—拱肋；5—预制拱波；6—现浇拱波；7—填料；8—路面；9—栏杆；10—拉杆（2）初拟主拱圈的高度可用下列经验公式计算：kld)35100(+=（1）式中d——主拱圈厚度l——主拱圈计算跨径k——系数，可选用表1所列数值表1荷载汽车—15 挂车—80 汽车—10 履带—50 小汽车—10k 1.1~1.3 0.9~1.1 0.8~0.9 取用k值时，随跨径增大而减小，随矢跨比减小而增大。
当拱肋中距大于2m，单波主拱圈及矢跨比小于1/10时，主拱圈高度d 值应适当加大。
拱肋的高度，对无支架施工的矩形或倒T形的拱肋，一般不小于跨径的0.009～0.012；有支架施工，肋高dh)6.0~3.0(=,肋底宽hb)0.1~6.0(=，肋顶宽取（0.5～0.6）b。
（3）双曲拱桥主拱圈轴线常采用圆弧形和悬链线两种。
跨径在20m 以下时，多选用实腹式圆弧拱；大中跨径多采用空腹式悬链线拱。
矢跨比常用1/4～1/8。
悬链线拱轴系数m值的选择一般不宜过大，宜选在1.756左右。
（4）由于有车辆荷载的作用，为使主拱圈有较好的整体性，应加强横向联系。
对跨径较大的双曲拱桥，在拱顶、1/4拱跨、腹拱立墙（柱）下面、分段预制拱肋接头等处必须设置横隔板，板厚15～20cm，间距3～5 m。
对于小跨径的双曲拱桥，当桥面较宽时，拱顶处的横隔板应特别加强。
当桥面较宽时，为节省材料，人行道可用悬臂挑出。
双曲拱桥
双曲拱桥介绍
双曲拱桥介绍
世界上第一座双曲拱桥——东拱桥
双曲拱桥介绍
东拱桥桥宽1.5米，长13米，单孔净跨9米。 这座桥不使用钢筋水泥，只用三合土、石头和砖头，耗时15
天，建设成本600元，桥上可过拖拉机，桥洞下可过农用船。 这种桥造价低，承重力也强，在农村容易建造。作为桥梁家
族中的一个小品种，是中国一个特定历史时期的产物，它的 推广建设，对无锡市经济腾飞的贡献是惊人的，到1986年建 成永久性双曲拱桥农用桥和公路桥3900多座，在全国2000 多个县（市）中，率先实现乡乡村村通公路。
双曲拱桥的常见病害
双曲拱桥的常见病害
双曲拱桥的常见病害
4、修建在软土地基上的双曲拱桥 可能由于对基础的处理不当，使墩台发生不均匀沉
降和水平位移等，导致主拱圈过大的变形与开裂。
双曲拱桥的常见病害
常见病害及成因分析
桥面铺装病害
渗水病害
侧墙病害
腹拱病害
拱肋病害
拱波病害
下部结构病害
(二)将横系梁改造为横隔板。将原横系梁截面加高 使之与拱波相联结，并增设横向通长钢筋将其联成 整体。
(三)对于原来设置套管拉杆横向联系的双曲拱桥， 其套管只能起横向拉结作用，而对肋波的抗扭刚度 作用不大。加固时可拆除原套管而改为横隔板，也 可沿拱因增加新的横系梁或横隔板。
拱肋加固
(二)螺栓钢板结合加固拱圈法 此法与前述利用钢板加固拱肋的基本目的相同，但
不是单纯依靠粘结，而是除了利用胶粘剂之外，再 按一定间队凿孔并埋入螺栓，然后就钢板预钻孔对 预埋件位置穿入并以螺帽紧固。这种做法拱肋凿孔 比较费劲，埋设位置不易准确，因此，钢板钻孔要 留有富余，如采用椭圆形孔或扩大孔径，方可减少 对位时的麻烦。
双曲拱桥的加固方案
但是，由于双曲拱桥具有结构新颖、轻巧、 省料、便于施工等优点，曾在全国范围内得到广 泛推广，是我国20世纪60～70年代建设最多的一 种拱桥形式，为我国公路桥梁事业的发展作出了 重大贡献。
双曲拱桥常见的病害及其原因分析
一.主拱圈病害 ：
1.拱波顶部纵向裂缝：这类裂缝主要在拱波顶部沿 拱轴线方向发展，较多的出现在拱顶附近，有时 也出现在拱脚附近。其产生的主要原因有以下两 种：（1）由于拱波上现浇混凝土拱板厚度较大， 而拱波顶又是最薄弱的位置，因此在后期混凝土 收缩、徐变及温度的影响下沿波顶开裂；（2）主 拱圈横向联系不够，横系梁刚度小，往往因拱肋 扭转及横向挠度过大而引起波顶纵缝。因此，加 强横向联系是处理这类病害的有效方法 。
3.扩大截面尺寸固
适用情况 :主要受力构件截面尺寸偏小，受力性能 不良。可以采用钢筋和混凝土外包加大原拱肋， 以扩大拱肋截面尺寸，增加拱肋断面的含筋率， 提高拱肋的抗弯刚度。
4. 改善拱肋间联系梁加固
适用情况:横向联系薄弱引起拱肋变形，拱波纵向 裂缝发展迅速，致使桥梁整体受力性能下降。为了 增强肋间的横向联系，可将原有的横系梁加大截面， 并在每两道系梁之间加设一道，以加强拱肋的抗扭 刚度和横向的整体性。
主要内容
• 双曲拱桥的概念及特点 • 双曲拱桥常见的病害及其原因分析 • 常用的加固方案 • 结束语
双曲拱桥的概念及特点
双曲拱桥 【two-way curved arch bridge】 指的 是拱圈由纵向拱肋和横向拱波组成的拱桥。
什么叫双曲拱
什么叫双曲拱
双曲拱桥指的是拱圈由纵向拱肋和横向拱波组成的拱桥。
主拱圈由拱肋，拱波，拱板，和横向联系构件几个部分组成，外形在纵横两个方向均成弧形曲线，因之称为双曲拱。
其主拱圈的形式有单波，多波，多波高低肋等。
拱肋截面有矩型，倒T形，I形，L形，薄壁箱形等。
双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。
若从主拱圈的横截面上看，它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。
由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形，且与主拱圈的曲线正交，故而称为双曲拱桥。
这种桥型是20世纪60年代我国江苏省无锡县由建桥职工首创的一种桥型，它充分发挥了预制装配的优点，可以不要拱架施工，节省木料，加快施工进度，而所耗用的工料又不多。
双曲拱比单曲拱能承受更大的载荷，主要是因为双曲拱不仅在一个方向上呈拱形，而且在与其垂直的另一方向也呈拱形。
自行车的挡泥板就是这种双曲拱形的。
当它受力时，力使沿着两个拱的方向更均匀地传递；某一局部受力过大时，双曲拱能迅速自行调整平衡，使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。
拱形结构除了能用于建造桥梁外，另一个重大的用处就是建造水坝。
特别是双曲拱形坝，由于拱形顶所受的水压力能通过拱体均匀地传递给河岸，依靠坚固的两岸来维持的稳定，它与完全靠自身重量来维持平衡的重力坝相比，不仅可以减少体积，节约材料，而且还有一定的弹性，对地基的局部变形具有一定的适应能力，有较好的抗震性能。
它的最主要特点是：将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的方式组合成承重的整体结构。
因主拱圈分期形成，呈现组合结构的受力特征，整体性较弱，在地震荷载作用下容易破坏。
石拱桥_双曲拱桥检测与评估
《工程与建设》 2009 年第 23 卷第 1 期 5 1
试验与检测
S HI Y A NY UJ I A NC HE
郝加和 ,等 :石拱桥 、双曲拱桥检测与评估
桥面铺装 3 灯具 、标志 1
伸缩缝 2 人行道 1 栏杆 、护栏 1
3 承载能力验算
混凝土强度检测和结构模态测试等结果综合确定 。 如果检测结果表明 ,结构工作状况 、裂缝及其扩
承载能力检算系数是根据结构或构件的实际技 展情况等满足有关规定时 ,可采用荷载试验实测的主
术状况 ,对结构或构件的抗力进行折减或提高 。砖 、 要挠度测点和主要应力测点的校验系数 (两者中取较 石及混凝土结构与配筋混凝土结构的承载能力检算 大者) 作为桥梁承载能力检算系数 ,进行承载能力极
工程实例 :某大桥位于城市出入口干线公路 ,建 于 80 年代 ,该桥由 5 ×20 m 孔空腹式圬工拱桥和
30 + 3 ×45 + 30 m 双曲拱桥组成 ,孔空腹式圬工拱桥 与双曲拱桥间设置过渡墩 。该桥在养护中发现的主 要病害是 :桥台混凝土台身前墙出现横向贯通开裂 , 并有轻度外鼓现象 ;石拱桥主拱圈存在纵向裂缝 ,部 分桥墩存在少量裂缝 ;侧墙局部开裂 、渗水 。双曲拱 腹拱排架盖梁普遍存在露筋 、锈蚀 ,表面混凝土剥落 ; 桥面铺装存在纵横向裂缝 、网裂及破损等 ;全桥局部 渗水 、漏水严重 ;双曲拱桥拱波渗水等 。该桥发现病 害后进行检测评估 ,以确定是否满足目前交通荷载要 求 ,是否需加固提载 。该桥设计图纸缺失 ,设计荷载 未知 ,桥梁结构如图 1 所示 。
各种桥梁构造图解
各种桥梁构造图解各种桥梁构造图解箱型梁桥：(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的基本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁，而当主要荷载通过桥上的任何位置时，空心梁的所有各部分(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料，成为薄壁结构，提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室，双室,多室几种。
组合梁桥：(zhu he liang qiao) composite beam bridge指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥，既两种以上体系重叠后，整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重，构造细节及内力复杂。
空腹拱桥：(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱，横墙或支柱来支撑桥面系，从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
实腹拱桥：(shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面，这种拱桥称为实腹拱桥。
小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。
无铰拱桥：(wu jiao gong qiao) hingless arch bridge如图，在整个拱上不设铰，属外部三次超静定结构。
由于无铰，结构整体钢度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最广泛。
但由于超静定次数高，温度变化，材料收缩，结构变形，特别是墩台位移会产生较大附加应力。
混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥：(san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge 如图，在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。
属外部静定结构构。
因而温度变化,支座沉陷等不会在拱内产生附加应力，故当地质条件不良，可以采用三铰拱，但铰的存在使其构造复杂，施工困难，维护费用高，而且减小了整体刚度降低了抗震能力，因此一般较少使用。
第篇拱桥的构造
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• 内于弧形铰的构造较复杂，铰面的加 工既费工又难以保证质量，因此，对于 空腔式拱上建筑的腹拱圈，由于跨径较 小，可以采用(cǎiyòng)构造简单的平 铰。平铰是平面相接，直接抵承。平铰 的接缝间可用低标号的砂浆砌，也可垫 付油毛毡或直接于砌接头。
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• 对于跨径不大(如腹拱圈(ɡǒnɡ quān)) 或在轻型的结构物中(如人行桥)，可以 采用不完全铰。由于拱的截面急剧地减 窄，保证了支承截面处的转动而起到铰 的作用。在减窄的截面内，由于受压不 均勾，因此将发生很大的应力。颈缩部 分可能开裂，有时须配以斜钢筋，斜钢 筋应根据总的纵向力及剪力来计算。
• 对于片·石拱，其拱石的厚度不小于150mm，将尖 锐突出部分敲击即可。各类拱石，石料层面应与拱 轴线垂直。
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第二章 拱桥(gǒngqiáo)的构造及设计
2.1 主拱圈(ɡǒnɡ quān) 2.1.1 板拱的—构—造石拱桥构造
拱石编号
等截面圆弧拱的拱石编号
五角石
变截面拱圈的拱石编号
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截面抗弯、抗扭刚度大，拱圈整体性好；
单条箱肋稳定性好，能单箱肋成拱， 便于无支架施工； 箱形截面能适应主拱圈各截面抵抗正负弯矩的需要； 自重相对较轻；
制作要求较高，吊装设备较多， 主要适用于大跨径拱桥。
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第二章 拱桥(gǒngqiáo)的构造及设计
2.1 主拱圈(ɡǒnɡ quān)的构造
2.1.3 箱形拱 箱形拱的组成方式： 由多条U形肋组成多室箱形截面；
粘贴钢板法在双曲拱桥加固中的应用
粘贴钢板法在双曲拱桥加固中的应⽤粘贴钢板法在双曲拱桥加固中的应⽤樊祖振（⼴西壮族⾃治区林业勘测设计院道桥分院，⼴西南宁530011）摘要：⽂章简述了粘贴钢板法的加固原理和施⼯⼯艺，并以两座桥梁实例描述了粘贴钢板法针对双曲拱桥加固的应⽤。
关键词：粘贴钢板法；双曲拱桥；加固应⽤1 双曲拱桥的概况1964年在江苏⽆锡县建桥⼈员新创了⼀种拱桥形式，该拱桥形式的主拱圈由拱肋，拱波及横向梁等⼏个主要部分组成，外形上纵向和横向均成弧形曲线，被称为双曲拱桥。
在当时国情形势下，双曲拱桥以承载能⼒强、含钢筋量少、施⼯周期短、施⼯⽅便、造价低等多⽅⾯优势，适应了当时缺乏⽔泥，缺乏钢筋的基本国情，符合了当时社会发展的需求，故得以在全国范围内⼴泛的推⼴和应⽤。
在我国交通⾏业飞速发展的今天，双曲拱桥早已不是桥梁⾏业发展的主流，随着全国经济的迅猛发展，各地的交通流量和重型车辆都在急剧增加，双曲拱桥的承载能⼒已明显不⾜，并经过多年的使⽤，很多双曲拱桥都已出现了⽼化、开裂、破损等严重病害，⼀定程度上限制了交通⾏业的发展，同时也对今天的交通安全构成了威胁。
针对有病害的双曲拱桥要全部进⾏拆除再新建，这对于现阶段的我国国⼒⽽⾔是⼀种浪费，是不合理不合算的。
因此，对双曲拱桥旧桥的加固改造与合理利⽤，是现阶段国情形势下我们这些交通⼯作者应该着重抓紧的⼯作。
2 双曲拱桥的常⽤加固⽅法双曲拱桥的主要结构特点是将主拱圈先以“化整为零”的⽅式按顺序分别进⾏施⼯，后以“集零为整”的⽅式再进⾏整装组合，形成⼀个共同承重的整体结构。
由于主拱圈是分期形成的组合结构，所以其受⼒弱点是整体性较弱，易产⽣变形，并伴随出现主拱圈开裂（包括径向缝、环向缝和波顶纵缝三⼤类）、腹拱圈开裂、拱上侧墙外倾、桥⾯系渗⽔凹凸、防护栏杆破损⽼化等主要病害。
针对双曲拱桥的结构特点和主要病害，常⽤的加固⽅法有增⼤截⾯法、截⾯加筋法、改变结构体系法、粘贴钢板法、粘贴纤维复合材料法、增强横向联系法等。
双曲拱桥的构造
双曲拱桥的构造双曲拱桥由主拱圈、拱上建筑和墩台组成。
其主拱圈外形在纵横两个方面均呈弧形曲线，故称双曲拱桥。
如图1.2所示1主拱圈的构造双曲拱桥的主拱圈一般由拱肋、拱波、拱板和横向联系构件等几部分组成。
1、拱肋拱肋是施工阶段的拱架，又是主拱圈的主要组成部件，分段预制的拱肋在支架上拼装或无支架悬吊拼装成拱后，再在其上砌置拱波，浇筑拱背混凝土，然后设置拱上建筑并浇筑桥面，常用的拱肋截面形式有矩形、倒T形、槽形以及工字形等截面型式。
图1.2 双曲拱桥的结构组成2、拱波拱波一般都用混凝土预制，常做成圆弧形，有时为了节约水泥，也可因地制宜地采用砖砌或石砌拱波。
第一座双曲拱桥的拱波就是用砖块砌成的拱波不仅是与主拱圈共同承受荷载的组成部分，而且是浇注拱板混凝土的模板。
3、拱板拱板多采用现浇混凝土，它把拱肋、拱波结合成整体，使拱圈能以实现“集零为整”。
因此,拱板在加强拱圈整体性方面起着重要的作用。
早期建造的双曲拱桥的拱波曾采用填平式拱板，因其体积大，且主拱圈截面厚薄不均，刚度相差较大，波顶最弱，在活载和混凝土收缩、温度变化等附加荷载作用下，常导致波顶纵向开裂。
后改用波型或折线型拱板，既可以节省材料，减轻自重；又使主拱圈截面刚度均匀，截面形心接近中部，受力也较合理。
4、横向联系主拱圈设置横向联系的目的，是为了保证主拱圈的整体性。
在无支架施工中，它可提高裸拱肋的横向稳定性，并承受砌筑拱波和拱板时的横向水平推力。
在主拱圈形成后，它可以提高截面的横向刚度，使主拱圈在活载作用下受力均匀，避免拱波顶可能出现的纵向裂缝。
横向联系常用的结构形式是横系梁和横隔板，通常布置在拱顶、腹拱墩下面以及分段吊装的拱肋接头处等。
2 拱上建筑的构造拱桥主拱圈以上的部分称为拱上建筑，用来构成平缓的桥面，有的与主拱圈共同承受活载。
拱上建筑分为空腹式和实腹式两种，双曲拱桥一般多设计成空腹式。
空腹式拱上建筑一般由腹拱、横墙或立柱、底梁与盖梁、拱上填料、桥面、侧墙等组成。
各种桥梁构造图解
各种桥梁构造图解各种桥梁构造图解箱型梁桥：(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的基本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁，而当主要荷载通过桥上的任何位置时，空心梁的所有各部分(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料，成为薄壁结构，提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室，双室,多室几种。
组合梁桥：(zhu he liang qiao) composite beam bridge 指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥，既两种以上体系重叠后，整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重，构造细节及内力复杂。
空腹拱桥：(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge在拱桥拱圈上设置小拱，横墙或支柱来支撑桥面系，从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
次超静定结构。
由于取消了拱顶铰，使结构整体刚度较三铰拱大。
由于铰的存在，较之无铰拱可以减小基础位移，温度变化，混凝土收缩和徐变等引起的附加应力。
在墩台基础可能发生位移的情况下或坦拱中使用。
悉尼海港大桥单铰拱桥：(dan jiao gong qiao) single-hinged arch bridge拱圈是一根连续的曲杆，为了减小拱的刚度以减少拱圈附加力的影响，在拱圈上设一个铰以降低拱圈的高度。
属于两次超静定结构，在桥上用得很少。
拱桥：(gong qiao) continuous arch bridge多孔拱桥，如果当某孔主拱受荷时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去，这样的拱桥称为连续拱桥，简称连拱。
双曲拱桥：(shuang qu gong qiao) two-way curved arch bridge１９６４年江苏省无锡县建桥职工创造的一种新型拱桥。
他的主拱圈由拱肋，拱波，拱板，和横向联系构件几个部分组成，外形在纵横两个方向均成弧形曲线，因之称为双曲拱。
双曲拱桥的设计与施工
双曲拱桥的设计与施工摘要阐述了双曲拱桥的设计理论，并对设计及施工等各个环节进行详细研究，以期为双曲拱桥设计提供参考。
关键词双曲拱桥；设计；施工1 双曲拱桥的设计1.1 计算理论的采用双曲拱桥是介于板拱与肋拱之间的一种新的推力结构形式，拱圈的工作状态基本上处于弹性受力阶段，故整个计算理论仍然采用弹性理论。
各种外力考虑曲拱圈单独承受，拱圈内力按无铰拱（个别按双铰拱、三铰拱）计算，断面应力按圬工计算。
当抗应力和偏心距均超过圬工允许值时全断面含筋率达到钢筋砼构件标准时，则按钢筋砼验标应力。
另外，由于温度应力混凝土收缩和徐变影响等因素，结构强度上应留有一定的潜力储备，所以采用弹性理论的设计是必要的。
1.2 矢跨比的选择应用矢跨比应根据地形条件、地质情况、净空要求和施工方便、单跨或多跨、大跨或小跨、等跨或不等跨、空腹或实腹等多种因素综合考虑。
从结构应力来看，矢跨比小则弹性压缩，砼收缩和温度附加力均较大，对拱圈不利。
矢跨比减小后水平力的增加要比垂直反力的减小迅速得多。
因此，坦拱对墩台受力来说是明显不利的，尤其是当地基不好时则导致较大的位移。
反过来又对拱圈产生不利因素，根据营口地区公路桥矢跨比，多选用1/8～1/5。
从拱的纵向稳定考虑，拱过坦或过陡不利。
1.3 拱轴线型选择与拱轴系数M值的确定一是基本线型选择原则。
营口地区拱圈形式有圆弧线、悬链线、高次抛物线3种线型，不论哪种线型都应满足以下2个条件：①谋求与恒载压力线（三铰拱压力线）基本相吻合的轴线，就是要使拱桥在自重作用下尽可能地处于均匀受压的状态，尽量避免弯曲应力的出现，保证主拱稳定。
②保证施工方便，节省材料。
二是拱轴系数M值的确定。
根据拱桥使用情况看，有裂纹的多在拱顶下缘，M 值的增加对正弯距控制的拱顶断面不利，因此应着重控制拱顶正弯距，选用较小的拱轴系数M值是有利的。
如果设计时选用较大的M值，将使裸肋、裸拱在施工过程中产生较大偏心，受力不利。
增加施工的加载困难，甚至威胁施工安全。
南京长江大桥双曲拱桥拱肋增大截面加固材料及施工关键技术
中 图 分 类 号 ：Ｕ４４８．２２１；Ｕ４４５．４
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７１－７７６７（２０１９）０２－００８３－０５
１ 概 述 双 曲 拱 桥 是 中 国 ２０ 世 纪 ６０～７０ 年 代 自 主 发 明
的一种桥 梁 结 构 形 式。 双 曲 拱 桥 由 于 具 有 节 省 材 料、造价低廉、施 工 简 便、造 型 美 观 等 特 点，２０ 世 纪 ６０ 年 代 末 ～８０ 年 代 初 ，在 全 国 范 围 内 得 到 广 泛 推 广 和 应 用 。 随 着 双 曲 拱 桥 服 役 期 增 长 ，在 交 通 量 剧 增 、 自 然 侵 蚀 、材 料 老 化 等 多 种 因 素 影 响 下 ，桥 梁 结 构 出 现不同程度病害，存在严重安全隐患。
（２）拱肋增加截面厚 度 小。根 据 规 范 和 ［２］ 传 统 做 法，双 曲 拱 桥 拱 肋 增 大 截 面 厚 度 要 求 不 小 于 １５ ｃｍ。 该 工 程 拱 肋 增 加 截 面 侧 面 厚 度 为 ６．５ｃｍ（回 龙 桥 ）或 ７ｃｍ（南 、北 引 桥 ）、底 面 为 １０ｃｍ，均 小 于 规 范 要求，因此 必 须 对 混 凝 土 级 配、工 作 性 能 进 行 专 门 研究。
收 稿 日 期 ：２０１８－０９－２５ 基 金 项 目 ：南 京 市 科 技 计 划 项 目 （２０１７２７００２） 作者简介：吴中鑫（１９７９－），男，高级工程师，２００４年毕业于武汉理 工 大 学 工 程 力 学 专 业，工 学 学 士，２００６ 年 毕 业 于 武 汉 理 工 大 学 结 构 工 程 专 业 ，工学硕士（Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｚｈｏｎｇｘｉｎ＠ｒｂｓｅ．ｃｎ）。
块延缓钢筋锈蚀 。结合人工电锤＋高压水冲洗的综合凿毛方式、限位卡片 和 木 条 限 位 的 植 筋 精 准 定 位 法、压 灌 结 合 混 凝 土 浇
双曲拱桥的结构特点及加固浅析
导设计的双曲拱桥本身就存在不少隐患。虽然随着
广大设计及科研工作者 的不懈努力 ， 使计算理论和
分析方法进一步完善 ， 但很多双曲拱桥的设计仍然 存在很多不合理的地方 。 随着交通事业的发展， 车辆载重不断增大 、 车速
相继提高， 原来设计的标准轴载 已远远不能适应现 在交通发展的要求； 而且现在道路上 的超重车辆很
本文主要介绍双 曲拱桥 的构造、 病害现象、 分析病 害产生的原因， 并提 出适合双曲拱桥加 固的
处理技 术。
关键词
双 曲拱桥
病 害 加 固技术
１ 双 曲拱桥 的发 展 简史
施工方法的改进 ： 最初的双 曲拱桥是搭设简单
支架 ， 用以拼装预制构件或进行现场浇筑。７ Ｏ年代 桁架悬臂拼装法修建 １６ ， ９４年 江苏省无 锡县的建桥工程 队， 把传统的石 后又先后采用了缆索 吊装法、
科研等有关工程技术人员的努力下 ， 曲拱桥的建 双
肋多波组合截面、 ｕ型多波组合截面、 双箱单波截面
等。
２ ２ 拱肋 ．
设在 以下几个方面得到 了进一步改善 。
拱肋截面型式 的改进 ： 曲拱桥主拱 圈的拱肋 双 最初采用矩形端面 ， 这样不利于拱肋与贡波的结合。
后来改成上形 、形 、 Ｉ Ｕ形及箱形截面 ， 少肋少波的形
第６ 期
２ ３ 拱 波 ．
魏
军： 双曲拱桥的结构特点及加固浅析
・２ ・ １３
拱波主要是将拱肋连接成整体， 使外荷载可 以
土收缩应力的计算 尚欠完善 ； 徐变影响未考虑 ； 活载 横向分布按均匀分布等。因此按当时的计算理论指
在拱肋间互相传递。
拱波一般采用混凝土预制成圆弧形 ， 矢跨 比一
双曲线拱桥设计技术手册
双曲线拱桥设计技术手册一、引言双曲线拱桥是一种具有很高美学价值和结构稳定性的桥梁形式。
它独特的曲线形态和强大的承载能力使得其在现代桥梁设计中得到了广泛的应用。
本技术手册将介绍双曲线拱桥的设计原理、计算方法以及施工要点，以帮助工程师们更好地理解和应用这一技术。
二、设计原理1. 双曲线拱桥的基本构造双曲线拱桥由两个对称的双曲线形拱腿和连接两腿的平曲线形拱肋组成。
这种结构形式既保持了拱桥的承载性能，又表现出了良好的美学效果。
2. 双曲线拱桥的力学特性由于双曲线拱桥的结构形式，其力学特性相较于其他桥梁形式有所不同。
首先，双曲线形的拱腿能够提供较好的承载能力，使得桥梁能够承受更大的荷载；其次，平曲线形的拱肋则起到了分散荷载的作用，保证了荷载的均匀传递。
三、设计步骤1. 预设计阶段在进行双曲线拱桥设计之前，需要进行一系列的预设计工作。
首先，根据桥址地形条件，确定适宜的拱腿和拱肋形态；其次，进行地质勘察，获取必要的地质信息；最后，确定荷载标准和设计要求。
2. 结构设计阶段在进行结构设计时，需要考虑以下几个关键因素：拱腿和拱肋的几何特征、材料的选择、受力性能的计算以及桥梁的稳定性分析。
为了保证桥梁的安全性和经济性，需要进行详细的计算和模拟分析。
3. 施工图设计阶段施工图设计是保证工程顺利进行的重要环节。
在施工图设计时，需要将结构设计的结果转化为具体的施工方案，并考虑施工过程中可能遇到的问题，制定相应的施工措施。
四、施工要点1. 施工准备在进行双曲线拱桥的施工前，需要进行一系列的准备工作，包括场地清理、基坑开挖、临时支撑结构搭设等。
此外，还需要准备施工所需的材料和设备，保证施工的顺利进行。
2. 拱腿施工拱腿施工是整个双曲线拱桥施工过程中的关键步骤。
在进行拱腿施工时，需要根据结构设计图纸，按照一定的工艺和施工顺序进行施工。
同时，对于大跨度拱桥，可能需要使用合适的提升设备来完成拱腿的安装。
3. 拱肋施工拱肋施工是双曲线拱桥施工的最后一步。
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双曲拱桥的构造
双曲拱桥由主拱圈、拱上建筑和墩台组成。
其主拱圈外形在纵横两个方面均呈弧形曲线，故称双曲拱桥。
如图1.2所示
1主拱圈的构造
双曲拱桥的主拱圈一般由拱肋、拱波、拱板和横向联系构件等几部分组成。
1、拱肋
拱肋是施工阶段的拱架，又是主拱圈的主要组成部件，分段预制的拱肋在支架上拼装或无支架悬吊拼装成拱后，再在其上砌置拱波，浇筑拱背混凝土，然后设置拱上建筑并浇筑桥面，常用的拱肋截面形式有矩形、倒T形、槽形以及工字形等截面型式。
1—拱肋；2—预制拱波；3—橫隔板；4—防水层；5 —填料;6—路面；？一人行道;
8 —侧墻；9—腹拱：10 —盖梁：11—立柱：12—桥墩
图1.2 双曲拱桥的结构组成
2、拱波
拱波一般都用混凝土预制，常做成圆弧形，有时为了节约水泥，也可因地制
宜地采用砖砌或石砌拱波。
第一座双曲拱桥的拱波就是用砖块砌成的拱波不仅是与主拱圈共同承受荷载的组成部分，而且是浇注拱板混凝土的模板。
3、拱板
拱板多采用现浇混凝土，它把拱肋、拱波结合成整体，使拱圈能以实现“集零为整”。
因此，拱板在加强拱圈整体性方面起着重要的作用。
早期建造的双曲拱桥的拱波曾采用填平式拱板，因其体积大，且主拱圈截面厚薄不均，刚度相差较大，波顶最弱，在活载和混凝土收缩、温度变化等附加荷载作用下，常导致波顶纵向开裂。
后改用波型或折线型拱板，既可以节省材料，减轻自重；又使主拱圈截面刚度均匀，截面形心接近中部，受力也较合理。
4、横向联系
主拱圈设置横向联系的目的，是为了保证主拱圈的整体性。
在无支架施工中，它可提高裸拱肋的横向稳定性，并承受砌筑拱波和拱板时的横向水平推力。
在主拱圈形成后，它可以提高截面的横向刚度，使主拱圈在活载作用下受力均匀，避免拱波顶可能出现的纵向裂缝。
横向联系常用的结构形式是横系梁和横隔板，通常布置在拱顶、腹拱墩下面以及分段吊装的拱肋接头处等。
2拱上建筑的构造
拱桥主拱圈以上的部分称为拱上建筑，用来构成平缓的桥面，有的与主拱圈共同承受活载。
拱上建筑分为空腹式和实腹式两种，双曲拱桥一般多设计成空腹式。
空腹式拱上建筑一般由腹拱、横墙或立柱、底梁与盖梁、拱上填料、桥面、侧墙等组成。
1、腹孔
腹孔采用较多的是等截面圆弧形混凝土板拱，施工时可按全厚度预制后安装也可先预制6-8cm厚的板拱，安装后再在其上现浇一层混凝土。
腹拱也可以采用等截面圆弧形双曲拱或薄壳的形式，对于无填料的拱上建筑，为了减轻自重，也可以采用梁板式腹孔。
2、横墙或立柱
双曲拱桥的腹拱墩常采用横墙和立柱。
横墙施工简便，节省钢材，常用于基础较好及河流有漂浮物时。
为了节约场工，横墙也可以在横向挖空。
当地基较差时，为了减轻自重，腹拱墩可采用立柱。
3、底梁与盖梁
底梁的作用是传递横墙和立柱的荷载并较均匀地分布到拱圈，同时也便于横墙砌筑和立柱的安装。
当腹拱墩采用立柱时，在立柱上需设有盖梁，一般采用整根预制的钢筋混凝土连续梁。
4、拱上填料
主拱圈拱顶和腹拱拱顶上的填料可以减轻车辆的冲击，起到分散荷载的作用。
填料常采
用沙砾，也有采用较轻的炉渣。
软土地基上采用轻型拱上建筑时，
可不设填料，而在拱圈上直接铺筑混凝土桥面，但行车道边缘的厚度不得小于
8cm。