刚架拱桥病害分析及加固方案研究-论文.pdf

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1、第40卷第26期山西建筑Vo1．40No．26·184·2014年9月SHANXIARCHITECTURESep．2014文章编号：1009—6825(2014)26—0184-03刚架拱桥病害分析及加固方案研究曾博(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)摘要：以某7孔30m跨径刚架拱桥为工程背景，对其病害进行了分析研究，并根据研究结果，提出了加固施工方案，分析了加固方案的难点和重点，同时对加固施工过程进行数值模拟分析，结果表明外包混凝土加固拱肋方案满足大桥承载能力要求。关键词：刚架拱桥，外

2、包混凝土，加固，植筋中图分类号：U445．71文献标识码：A0引言桩号为K1812+004，7×30m钢筋混凝土刚架拱桥，桥梁全长244．04m。上部构造刚架拱下缘采用二次抛物线，净矢跨比为钢筋混凝土刚架拱桥是在吸取双曲拱桥、肋拱桥、桁架拱桥、fo／Lo=1／8，每跨上部结构由4片主拱片通过横系梁连成整体，主斜腿刚架等桥型优点基础上构思的新桥型，其结构充分利用了结拱片由实腹段、拱腿、斜撑及弦杆组成。桥梁设计标准为双向两构的整体性能，具有自重轻、工序少、吊装方便、整体性好、节省材车道，桥面净宽为9+2×1．5

3、m，设计荷载为汽车20，挂车100，人料和劳力等优点，有利于提高当时桥梁施工的机械化和装配化水群荷载3．5kN／m，桥面纵向平坡，横向坡度1．5％。大桥建成于平。1978年交通部公路研究所与无锡县公路局将研究成果首次2003年，已运营十余年。由于该桥采用“汽—20，挂一100”老设计应用建成鸭城桥和锡航桥后，湖北省交通局公路管理局研究所荷载标准进行设计，且早年设计指导思想注重于材料的节省，安依托杨河桥和苏塘桥对刚架拱桥的结构性能进行分析研究和荷全储备较低，加上206国道交通量增长较大及县城基础建设加快载试验

4、分析，将刚架拱桥的应用进行了技术总结。此后，交通影响，老桥超负荷运营，导致病害逐渐产生和发展，严重影响到桥部公路研究所与湖南省交通勘察设计院对刚架拱桥进行系统设计，在1983年提出了钢筋混凝土刚架拱桥设计通用图J，从此刚梁运营安全，存在严重的安全隐患，经过检测，被评定为四类桥梁。为确保车辆和行人通行安全，急需对206国道石城县观背大架拱桥在全国得到了普及应用推广。然而刚架拱桥是在我国改桥进行维修加固，以适应现阶段公路安全运营及经济发展的需革开放初期的特殊国情下出现的新型轻型拱桥，研制这种桥型的求，观背大桥见

5、图l。目的，是在实用、安全、经济、美观的前提下，尽量挖掘承载潜力，优化结构及尺寸，尽量减少材料用量，以求最为经济。然而四十年来，随着我国经济的快速发展，公路交通量不断增加，公路桥梁负荷日益加重，故普遍存在桥梁承载力不足的情况。加之桥梁的不断老化、破损，矛盾比较突出，从而包括刚架拱桥在内的已建各种桥梁的病害也随之而来。另外，刚架拱桥在具有诸多优点的同时也存在不少问题，刚架拱桥一个显著的特点是自重轻、超静定受力复杂，由此也带来一个致命的问题就是刚架拱桥的整体性较图1观背大桥差，导致横向稳定性不够。在刚架拱桥使用

6、期间，由于车辆的长2大桥原有病害及原因分析期作用，特别是超重车辆行驶，以及外界各种因素的作用和影响，在对大桥检测评估中，大桥的主要病害是主拱片和拱腿存在导致桥梁结构产生病害，如：微弯板开裂、断板乃至穿孔、塌陷，桥风化和开裂，部分弦杆和拱片连接处(大节点处)有竖向、横向裂面连续附近开裂，拱脚开裂，桥面大量开裂，主拱肋节点、实腹段缝，裂缝宽度最宽达到0．35mm。部分拱片实腹段出现竖向裂缝，开裂、主拱肋负弯矩区开裂等，有许多刚架拱桥已成为危桥，严重最宽达到0．24mm，微弯板部分破损，甚至出现塌孔等严重病害。影

7、响车辆的正常运行。因此，为保障道路畅通及行车安全，对此横系梁出现有竖向裂缝，裂缝最宽达到0．2mm。由于主要受力构类刚架拱桥的病害进行剖析，并在此基础上进行必要的维修、加件出现严重病害，严重影响到桥梁的运营安全。大桥的其他构件固、改造已势在必行、刻不容缓。如桥面铺装、人行道及护栏、桥面伸缩缝、桥台搭板、桥台等均出对刚架拱桥的加固，根据现行桥梁加固设计规范及参考相关现了比较严重的病害，严重影响了桥梁的使用性。文献，主要加固方法有外包混凝土法，混凝土置换法，粘贴钢结合大桥的主要病害特征，结构形式和养护及运营情况

8、，上板法，粘贴碳纤维布法，及体外预应力法，在刚架拱桥加固施工部结构病害产生主要原因是：中，根据病害及加固部位受力特性，可以选择相应的加固方法。1)刚架拱桥结构轻巧，尺寸偏小，斜腿、拱腿与弦杆、实腹段本文依托江西省国道某刚架拱桥，对其桥梁病害进行分析研究，的连接强度不足，横系梁相对薄弱，因此在超载车辆作用下，结构提出合适的加固施工方案对大桥进行维修加固，提高刚架拱桥性出现较大裂缝，特别是在节点处、实腹段跨中位置及横