石拱桥病害分析与加固

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1、石拱桥病害分析与加固Defectionanylysisandreinforcementofstonearchbridge黄玉萍（福建省第二公路工程有限公司350007）Huangyu-ping〔提要〕本文对石拱桥的常见病害及其成因进行了分析，总结了石拱桥的加固原理和方法。以实际工程为背景，介绍了加固方法的应用，验证了石拱桥通过改造的可行性。〔关键词〕石拱桥；病害分析；加固Abstract:Thispaperanalyzesthecommondiseasesandtheircausesofstonearchbridge,summarizest

2、hereinforcementprinciplesandways.Basedonthepracticalengineering,theauthorthenintroducestheapplicationofreinforcementwaysandprovesthefeasibilityofstonearchbridge‘transformation.Keywords:stonearchbridge;diseaseanalysis;reinforcement1概述石拱桥是我国一种古老的桥型，在全国桥梁中所占比重约61%左右，但由于石拱桥大多数

3、修建在建国初期,在调查研究中发现大量的石拱桥出现了或多或少的病害，成为危桥，难以满足交通大发展的需要。如果废除这些危桥重建新桥，不但耗资巨大，而且花费时间，中断交通。因此，采用技术上可行，经济上合理的改造技术对旧石拱桥进行加固维修，以达到提高其承载能力和通行能力的目的，是十分必要的。2旧石拱桥常见病害与原因分析通过调查和分析，旧石拱桥病害及其原因可归结如下：（1）基础沉陷，墩台移动。石拱桥多按无铰拱设计，为超静定结构，当桥墩在横向发生不均匀沉降时，主拱圈及侧墙将会发生倾斜、扭转，严重的将会导致开裂。当桥墩在纵向发生不均匀沉降时，侧墙将会产生

4、竖向裂缝，主拱圈在下沉墩附近的拱脚下缘开裂，上缘与侧墙脱离。（2）主拱圈开裂。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全，其主要原因是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。如拱桥由多层平行拱圈石砌成，在施工中圈与圈又未注意交错搭接，拱圈则易发生纵向裂缝。拱圈裂缝一般只有1~2mm，但一经开裂，往往容易发展，危及桥梁的正常使用。（3）腹拱圈开裂。由于主拱圈变形而产生的拱上构造的外加应力，可能使腹拱发生裂缝。（4）拱脚附近拱圈

5、压碎。在部分拱桥的拱脚附近发现拱圈石料的碎裂和剥落现象，分析原因主要是由于护拱较弱，或是没有护拱，或是石料的加工质量较差，导致拱圈和侧墙出现渗水现象。（5）侧墙开裂。侧墙开裂包括侧墙与拱圈连接界面的脱开和侧墙自身开裂。分析原因，主要是拱上填料由于自身恒载及外活载作用下，对侧墙产生的横向推力及在与拱圈共同受力时，侧墙在L/4截面产生拉应力而导致的开裂。（6）材料老化。石砌圬工材料的老化主要是由于受风、雨的侵蚀作用，使材料的强度降低，从而导致整个结构承载能力的降低。（7）桥面破损。桥面破损影响行车安全，轻则使行车轻微颠簸，重则产生跳车。且车辆经

6、过跳车处时，会引起腹拱严重振动，增加构件的疲劳，势必缩短桥梁的使用寿命。分析原因，主要是空腹式拱桥由于腹拱铰的存在，为适应变形的需要，侧墙与桥面结构需相应设置伸缩缝或变形缝，由于缝的存在，构造上又不进行改善，易引起桥面从变形缝处开始破坏。桥面伸缩缝设置构造过于简单，不能满足桥面变形的需要，造成桥面破坏。（8）防水层破坏或失效。防水层破坏或失效，使拱圈漏水，影响结构安全，缩短了桥梁的使用寿命。分析原因，主要是空腹式拱桥多采用沥青、油毛毡防水层，油毛毡容易老化，特别是变形缝处，很难保证沥青麻絮密实。3加固方法和基本原理尽管桥梁加固方法很多，但福

7、建省目前对桥梁结构进行加固和补强的方法归纳起来有以下几种：3.1套拱、衬砌加固石拱桥图1旧石拱桥立面图对出现拱圈纵横向开裂、桥台裂缝，承载力下降的石拱桥修复，采用在拱腹下和桥台前墙浇筑一层30cm～50cm厚的钢筋混凝土，并通过锚杆使新钢筋混凝土层与拱圈及桥台结合共同受力，阻止原拱圈及桥台继续变形、开裂，有时根据实际受力需要在河床上增设钢筋混凝土仰拱。为保证新旧拱圈的密实性，在拱顶处预埋注浆水导管，与拱顶浇筑同时进行，待新拱圈浇注定毕后灌注水泥浆。采取这种措施增大受力断面，加强整体性。其施工方式多采用搭设支架和拱盔现场浇筑，亦可采用挂钢筋网

8、后喷射混凝土施工。对仅出现拱圈纵向开裂、桥台完好的石拱桥修复，采用挖除桥面和拱上填料，在拱背上浇筑20cm～30cm厚的钢筋混凝土，并通过锚杆使新钢筋混凝土层与拱圈结合共同受力，