多层与高层建筑结构概念设计_风在跑

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1、多层与高层建筑结构概念设计_风在跑双曲拱桥的拓宽提载技术研究与实践谌洁君王群（江西省交通桥梁检测加固有限公司南昌330038）摘要：本文以走马岗大桥为例，阐述了对双曲拱桥进行拓宽提载的多种加固技术的综合应用，如粘贴碳纤维布、锚喷砼、改变拱上建筑形式、外包砼等。关键词：桥梁工程；双曲拱桥；拓宽；提载；综合应用0前言双曲拱桥是二十世纪60年代中期我国江苏省无锡县的建桥工人首创的一种轻型拱式桥型。由于不需要搭设拱架、节省木材、施工进度快、耗费钢材少，这种桥型一出现，迅速在全国得到大量的推广应用。但是由于当时设计荷载偏低，加上双曲拱由拱肋、拱波、拱板及横向联系按一定顺序组合而成，且肋与波、板

2、的结合面过小、截面受力复杂、整体性差，致使60～80年代建造的大量双曲拱桥梁在运营若干年后出现不同程度的病害，存在较严重的安全隐患，已不适应日益增长的交通量需求。由于拱式桥具有较大的超载潜能，它们中的大多数经过加固维修可继续使用，甚至能经过拓宽提载来达到更高的设计标准。本文以对走马岗大桥进行拓宽提载为例，与业内人士共同探讨如何有效利用双曲拱桥这一问题。走马岗大桥（见图1）位于修武公路K2+250处（新桩号），建成于1974年。上部构造为2跨40m等截面悬链线空腹式钢筋砼双曲拱及两岸各一孔净跨径4m的半圆弧拱副孔（设置在桥台上），全长105.7m。原设计荷载为汽车—13级，拖车—60；

3、桥面净空为：净—7+2×0.35m栏杆。由于修武公路按照二级公路技术标准进行改造，大桥现设计荷载：汽车—20级，挂车—100，人群—3.5KN/m2；桥面净空为：净—9+2×1.5m人行道。因此走马岗大桥按此标准已于2003年进行了拓宽和加固改造，改造后的走马岗大桥以其崭新的面貌适应了交通运输的发展，赢得了当地政府和人民的好评。EMBEDAutoCAD.Drawing.14图1走马岗大桥总体布置图1改造前大桥主要病害1.1拱肋变形及裂缝第一跨主拱肋尚好，未发现有影响结构受力的病害，仅在拱脚附近上缘发现因负弯矩过大产生的横向裂缝，裂缝最宽达1mm左右。第二跨主拱肋拱脚也存在同样类型裂缝

4、。第二跨主拱肋因长期受到重车荷载作用，加上武宁岸桥台在承受水平推力时有向后倾斜的趋势，拱顶产生较大的沉降，改变了原结构的受力状态；拱肋拱顶下缘因承受过大拉应力产生裂缝。1.2腹拱圈及拱上侧墙大桥自修水岸起算，3、6、11、14号腹拱圈为整体现浇腹拱圈，基本上存在横向贯穿全宽的裂缝，缝宽0.1～2mm不等；其余腹拱圈系由预制砼拱板用水泥砂浆砌筑而成，经现场检查，发现水泥砂浆不饱满现象比较严重，腹拱圈拱顶附近都存在横向贯穿0.5～6mm宽的裂缝。拱上侧墙砼风化及局部剥落严重，侧墙裂缝大多与腹拱圈裂缝贯穿。1.3腹拱墩腹拱墩采用砼预制块砌筑而成，裂缝没有规律，部分腹拱墩座与拱圈相交处存在裂

5、缝。1.4桥面大桥因长期承受重荷载作用，桥面损坏严重、坑洼较多，纵向呈波浪形，特别是第二跨跨中桥面明显下沉。桥面的损坏加大了车辆通行时产生的冲击系数，严重影响了大桥的使用和舒适性，也加剧了桥梁结构的破坏。1.5桥墩、台桥墩未发现有影响结构受力的病害。武宁岸桥台有向后倾斜的迹象，且两侧墙开裂，缝宽0.1～7mm，部分片石风化、碎落，局部砂浆不饱满。两岸桥台副孔拱圈经检查，未发现有影响结构受力与使用的病害。2走马岗大桥拓宽提载技术经过对大桥的结构检查和主要构件结构强度的验算，大桥极限状态下承载能力满足原设计荷载（汽车—13级；拖车—60）的使用要求，但不符合修武二级公路改造的设计要求。且

6、考虑到大桥第二跨在拱顶下缘与拱脚上缘均存在裂缝，影响了大桥使用的耐久性，须进行拓宽提载综合改造。2.1主拱圈的加固改造大桥主拱肋在荷载（恒载及汽—20活载）作用下，拱顶下缘及拱脚上缘承受的拉应力已超过本身所能承受的最大值。为改善拱顶、两拱脚的受力状态，采用了粘贴碳纤维布（拱顶下缘）及现浇砼（拱脚上缘）的加固措施：2.1.1拱肋下缘粘贴碳纤维布碳纤维布是一种新型建材，质轻、耐腐蚀、片材很薄、抗拉强度高，且施工便捷，极适用于旧桥加固。将碳纤维布用环氧树脂粘贴在主拱肋下缘，可增大拱肋承受正弯矩的能力。碳纤维布的用量可用式①进行估算，将碳纤维布近似换算成一定用量的钢筋，然后按照传统的钢筋砼受

7、力分析模型进行理论分析。Acf=AsRy/Rcf①式中：Acf—碳纤维布用量（面积）；As—抵抗不足弯矩所需的钢筋面积；Ry—钢筋的抗拉设计强度；Rcf—碳纤维布抗拉设计强度。经计算，第一跨主拱肋下缘需粘贴一层以跨中为对称轴的15m长（弧长）的碳纤维布。第二跨主拱肋下缘粘贴两层碳纤维布，第一层15m长（弧长），第二层10m长（弧长），两层碳纤维布均以跨中为对称轴。在粘贴碳纤维布前应拆除桥面和腹拱圈来减轻恒载，使主肋恢复一定的弹性变形，以充分发挥碳纤维布的高