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(guó)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(wú)支架施工等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在整體性與耐久性差的問(wèn)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(hù)，加固與改造問(wèn)題。本文以雙曲拱橋?yàn)檠芯繉?duì)象，論述了雙曲拱橋的受力特性，分析雙曲拱橋的常見(jiàn)病害及原因，介紹了幾種常見(jiàn)的加固方法，并重點(diǎn)介紹了頂推加固法的計(jì)算評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)與施工，為雙曲拱橋的設(shè)計(jì)與施工提供了參考。 雙曲拱橋是我國(guó)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(lái)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(wú)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(fēng)性能好，用鋼量少，無(wú)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(duì)結(jié)構(gòu)材

3、料抗拉性能的要求大大降低：同時(shí)，雙曲拱橋主拱圈橫截面由數(shù)個(gè)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(shí)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(duì)橋橫向強(qiáng)度要求的一致性和拱肋橫向連接強(qiáng)度的不均勻性之間的矛盾。 雙曲拱橋在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于環(huán)境因素、材料、荷載加重等原因，會(huì)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(tái)水平位移，直接導(dǎo)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(qiáng)度不足等問(wèn)題，拱上建筑也容易損壞。針對(duì)這些病害，雙曲拱橋常見(jiàn)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(jiàn)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(guò)

5、調(diào)整雙曲拱橋的恒載分布，也可以改變實(shí)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(wú)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(dāng)拱上建筑損壞嚴(yán)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(dāng)立柱無(wú)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(diǎn)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(tái)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(kāi)裂等病害。頂推法加固雙曲拱橋時(shí)，采用實(shí)測(cè)調(diào)查與分析計(jì)算相結(jié)合的舊橋評(píng)定方法。該方法是評(píng)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(yàn)現(xiàn)有雙曲拱上部結(jié)構(gòu)是否具有設(shè)計(jì)的承載能力，也適用于檢驗(yàn)?zāi)芊裉岣叱休d能力，包括結(jié)構(gòu)分析計(jì)算評(píng)定：當(dāng)橋臺(tái)水平位移較大時(shí)，對(duì)雙曲拱橋主拱圈進(jìn)行分析評(píng)定，考慮開(kāi)裂引起內(nèi)力重分布時(shí)結(jié)構(gòu)承載能力非線性分析評(píng)定，拱腳截面強(qiáng)度