拱桥加固方法.doc

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1、圬工拱桥自重较大,主拱圈主要承受压力,产生破坏的原因主要为承压不足;双曲拱桥常见的病害为拱肋强度不足引起的承载力降低、横向联系不足引起的横桥向失稳;桁架、刚架拱侨结构自重较轻,整体性较差,桁片受力不均,节点及系梁易开裂;钢管混凝土拱桥建设历史不长,加固实例较少,其主要病害形式为钢管与管内混凝土脱空、拱肋钢管及节点开裂及吊杆及系杆的锈蚀、疲劳破坏等。对上述各种类型拱桥的病害,常用加固方法如下:   1、圬工拱桥可采用增大主拱截面、调整拱上建筑恒载以及增强横向整体性等方法加固。   2、双曲拱桥可采用增大截面或改变截面形式、粘贴钢板和纤维复合材料,以及

2、增强横向整体性等方法加固。   3、桁架(刚架)拱桥可采用增强横向整体性、粘贴钢板和纤维复合材料、施加体外预应力,以及增大构件截面等方法加固。  4、钢筋混凝土箱板(肋)拱桥可采用增大截面、调整拱上建筑恒载、增加拱肋、增强横行整体性、以及粘贴纤维复合材料等方法加固。  5、钢管混凝土拱桥可采用外套钢管混凝土增大截面、粘贴纤维复合材料、更换吊杆或系杆、改善桥面系结构,以及增强横向整体性等方面加固。四、常用加固方法    针对上述病害,目前常用的加固技术有:  (1)钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术:  拱肋加固应根据地形环境、地质水文、气象情况、施工

3、质量、病害严重程度、调查检测结果、荷载试验、计算结果、桥梁重要性及社会影响等综合考虑,进行方案设计。  1.如果施工质量有问题,首先应该对拱肋进行修补。  2.如果拱肋只是局部强度不足,可局部粘贴钢板或碳纤维补强。  3.如果拱肋病害是由于墩台变位引起的,则重点应加固墩台,让墩台复位稳定。例如可采用顶推拱座的办法复位基础水平变位。  4.如果两拱肋在荷载作用下相对变形较大,横系梁较弱,则应加强横向联系,在拱肋、立柱、纵梁间增设横系梁,以加强横向整体性。  5.对于特别重要的桥梁,例如一旦断道加固施工就会造成整条路线的交通中断,附近还没有绕行路线,社

4、会影响较大,在设计加固方案时应考虑更为安全可靠、安全储备较大、经久耐用、一劳永逸的加固方案。此时可改变拱肋的结构形式,例如在中间加肋将肋拱变为板拱,或改变拱上构造将肋拱变为析架拱,或加拉索拉住拱肋将肋拱变为斜拉拱桥,或增加墩柱减小跨径等,必要时也可撤掉肋拱桥重新修建其它桥型。  为了提高原桥的受力整体性和承载力,增强结构的整体耐久性能,采用变截面钢筋混凝土套箍封闭主拱圈技术对主拱圈进行加固,即沿主拱圈外环现浇增设一层钢筋混凝土套箍层,利用截面增大、断裂力学及“套箍效应”三个机理,达到提高原桥承载力的目的,其工序如下:  主拱圈表面凿毛——安设主拱圈

5、砂浆锚杆——主拱圈纵横钢筋就位——现浇钢筋混凝土套箍层——混凝土养生。为使主拱圈受力更为合理,钢筋混凝土套箍层沿纵向采用变截面的型式。  (2)立柱  一般立柱强度及稳定均不会有问题,如不足,可采用增加纵横系梁或环包碳纤维的方法处理。立柱端头局部混凝土压碎,可采用环裹钢筋网加大柱截面的方法处理。  (3)桥面板  1.部分换板  由于板的刚度不足,重新预制安装刚度和配筋均加强的板。  2改善胀缝状况  对桥面板的纵缝,要冲洗干净,风干后压人环氧树脂砂浆。  3改造板间铰缝  桥面板设计是按铰接板法计算内力,铰缝的浇注质量决定板间内力。  (4)轻质

6、拱上填料  对于旧桥更换拱上填料时尽量采用轻质的陶粒混凝土,并严格保证陶粒混凝土的密实度使得拱桥结构协同受力。  (5)改善排水。  结合怀柔区延琉路孙湖沟拱桥危桥特征,建立有限元分析基本模型。  经分析在施加公路I级并且整体降温30度后,拱肋拉应力超限,即使拱肋加宽也达不到公路I级标准,于是我们提出了拆除重建的加固方案,新建整体式板拱.其结构主要为:  ①主拱圈采用现浇钢筋砼板拱.  ②横墙为现浇钢筋砼实心墙。  ③腹拱采用预制钢筋砼板拱。每孔腹拱横桥向有6块中块和2块边块组成。  ④拱上填料为陶粒混凝土。填料层两侧为50厘米宽的砌石侧墙。  ⑤

7、填料层上为25厘米厚现浇钢筋砼桥面板,板上铺BCW-100防水层。桥面铺装采用AC-16C中粒式沥青砼,厚度为5厘米。  ⑥拱座为重力式钢筋砼拱座。  通过Ansys有限元计算我们最终确定了拱桥的断面形式,以及结构的具体构造,有限元分析拱桥并作为辅助设计手段应该值得推广.

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