钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固石拱桥技术的研究

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1、第36卷第1期湖南交通科技Vo1．36No．12010年3月HUNANCOMMUNICAT10NSCIENCEANDTECHNOLOGYMal"．2010文章编号：1008-844X(2010)01—0077—04钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固石拱桥技术的研究邓连升，张朝明，李跃军(1．龙山县交通局，湖南龙山416800；2．龙山县公路局，湖南龙山416800；3．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)摘要：钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥技术是一项针对空腹式石拱桥进行加固整治或增强的有效方法，它通过沿原主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍，形成复合主拱圈，利用复合主拱

2、圈协调变形、共同承担活载的原理，达到增大主拱圈刚度、强度，提高桥梁承载力的目的。通过极限状态设计方法、容许应力设计方法从理论上验证了钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固石拱桥技术的优势，并阐述了此项技术的加固机理、加固设计方法和施工工艺。关键词：石拱桥；钢筋混凝土套箍；主拱圈加固；设计方法中图分类号：U448．22文献标识码：B0引言1钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥，作为我国目前应用最为广泛的一种桥型，石拱桥技术计算理论以其造型优美、承载潜力大而深受工程界的喜爱。钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥技术通过而造价低廉、因地制宜的石拱桥，更是我国西部地区沿原主拱圈环向周边增设一层钢筋混

3、凝土套箍，形特别是西南地区占绝对数量的一种历史悠久的桥成复合主拱圈。该技术利用复合主拱圈协调变形、型。但是石拱桥在营运过程中，随着大自然岁月无共同承担活载的原理，达到增大主拱圈刚度、强度，情的侵蚀和使用，拱桥的病害也日渐暴露明显。无提高桥梁承载力的目的。铰拱桥本身属一超静定结构，当桥梁下部构造产生1．1极限状态设计方法——“套箍效应”设计方法不均匀沉降时，主拱圈将产生附加内力，严重的将导由于钢筋混凝土套箍产生“套箍效应”，使得原致主拱圈开裂、局部破损现象；石拱桥的拱石材料在主拱圈在三相受压状态下强度提高，因此加固后桥风化、水浸蚀作用下强度下降，容易产生拱石剥蚀、梁的极限承载

4、力有一定幅度的提高。主拱圈开裂现象；设计强度的偏低，使得拱桥在超重加固后原拱圈强度计算公式为：车辆的作用下产生永久性变形、拱轴线偏离设计轴Nd≤d(1)线，桥梁承载力下降，加上交通量的迅猛发展、桥梁式中：为包括钢筋混凝土套箍层自重在内的最不建设尚存在质量问题，超重、超限车辆的破坏，使得利荷载组合作用下的荷载效应计算值；A为原主拱众多桥梁无法满足现有及将来的营运要求。面临如圈的截面面积；d为材料的抗压极限强度，此处为此严峻的形势，面对如此迫切的现实需要，在广大科原主拱圈的材料极限强度乘以由套箍效应引起的强研工作者和桥梁建设者的共同努力下，针对石拱桥度提高系数，即：已有一些加固

5、方法和技术出现并应用于石拱桥加固增强工程。在充分吸收已有研究成果的基础上，通j国=ciq(2)过进一步研究开发钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固式中：k为考虑“套箍效应”后原主拱圈材料的极限拱桥技术完善我国的石拱桥加固改造技术，研究成强度提高系数，一般取为1．1～1．5；fcdo为原主拱圈果将直接用于指导我国石拱桥加固改造，服务于西的材料极限强度；为构件轴向力的偏心距e和长部大开发建设。细比对受压构件承载力的影响系数，按规范的相关收稿13期：2009·12·20基金项目：交通部西部交通科技项目：服役石拱桥安全性评估与加固改造技术研究(项目编号：200431878518)作者简介：

6、邓连升(1969一)，男，工程师，主要从事公路建设管理。．78湖南交通科技36卷条文计算。其中R、R。分别为套箍层和原主拱圈层的极限强1．2极限状态设计方法——截面增大设计方法度；，为复合主拱圈在弯曲平面内的截面惯性距；该设计方法以单纯的主拱圈截面增大作为提高．y。为截面重心至偏心方向原主拱圈边缘的距离。桥梁承载力的理论基础，通过复合主拱圈的共同承其它符号意义同前。担活载，达到加固旧桥的目的，即在式(1)中截面面拉应力：积为包含加固层面积在内的加固后复合截面的全截面(对于不同材料应按规范要求进行换算)。wl=+—一一■㈤1．3容许应力设计方法由于钢筋混凝土加固层与原主拱圈形

7、成复合主式中，y为截面重心至非偏心方向原主拱圈边缘的拱圈协调变形，共同承担活载作用，增大了截面抵抗距离，其它符号意义同上。矩，从而达到加固旧桥的目的。2钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固1．3．1加固前应力验算公式石拱桥施工技术加固前，桥梁的压应力验算公式如下：2．1锚杆+≤[。】(3)锚杆的种类有多种，如砂浆锚杆、化学粘合剂锚杆、树脂锚杆等。在此介绍实践中应用最为广泛的式中：为计算压应力；∑Ⅳ为纵向力总和；∑砂浆锚杆。为弯矩总和；A。为原主拱圈的计算截面面积；2．1．1锚杆长度为原主拱圈的弯曲平面内偏心方向的截面抵抗矩