双曲拱桥病害分析及加固

双曲拱桥病害 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与加固技术 *** ******** 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 •双曲拱桥概述 •双曲拱桥结构特点 •危旧双曲拱桥加固维修的研究意义 •桥梁主要病害类型及其成因分析 •双曲拱桥主要病害及成因 •双曲拱桥裂缝及成因 •双曲拱桥加固措施 •双曲拱桥加固实例 •进一步研究展望 •参考文献 双曲拱桥概述 双曲拱桥是 1964 年江苏省无锡创建的一种新桥型。这种桥 型在结构上继承了圬工拱桥的优良传统，吸取了现代装配式钢筋 混凝土桥的优点，在外观上具有民族特色。双曲拱结构多采用 “化整为零”施工工艺，可以无支架，节省材料、减少投资，快 速施工，又充分利用了材料的抗压性能，节省钢材。当时我国钢 材紧张时期，双曲拱桥在全国范围内得到迅速推广。在以后的十 几年中，我国的公路桥梁采用最多的一种桥型就是双曲拱桥，广 泛存在于国道、省道、及地方公路上。 研究发现，双曲拱桥具有一定的超载能力，只要找到其病害 的原因，通过对旧有双曲拱桥承载能力进行正确的评价，采用合 理的加固 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，充分发挥和提高其承载潜力，其大多数是可以继 续运营的。旧桥加固、提高旧桥的承载能力，确保交通运输车辆 安全是目前和今后面临的重要任务。 双曲拱桥概述 河南前河桥，跨径150m，拱矢度1/10，为单孔净跨150m上承式无铰空腹拱，拱 轴线 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 为悬链线。为提高横断面刚度、增强双曲拱在组合过程中裸肋的稳定 性，断面设计成高低拱肋，全桥29道横隔板组成整体性好的拱肋格排，合拢后 在上面砌筑双层拱波，节省了主拱 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 量，也减轻了支架负荷。 双曲拱桥概述 长沙湘江桥全桥总长1532m，由主桥、引桥和支桥组成，全桥均采用双曲拱桥型。 跨江部分主桥长1156m，由8孔76m和9孔50m组成，东岸4孔引桥长94m，全长 1250m;支桥采用6孔30m和4孔ZOm两铰双曲拱桥，全长282m。主桥76m和50m跨度 均采用等截面悬链线无铰拱，拱矢度1/8和1/6，用8根拱肋、7片拱波，截面高 度分别为1.3m和1.Om。拱上建筑均为横向排架上支承圆弧拱。 双曲拱桥结构特点 双曲拱桥的上部结构是由主拱圈和拱上建筑组成。 主拱圈分拱肋、拱波、拱板及横向联系构件四部分，在纵横两向呈弧 形而被称为双曲拱。这种拱圈结构，充分发挥了预制装配的特点，开辟了拱 桥无支架施工的新工艺。主拱圈组合截面中，各部分之间接缝与接触面较多， 尤其波—波、肋—波间，相互接触的面积小，接缝多而小，施工中砂浆不易 捣实，故截面整体性较差。表现为双曲拱桥梁的通病：拱顶下垂、裂缝较多， 这影响了双曲拱桥的进一步发展。 双曲拱桥的主拱圈一般为无铰拱悬链线结构，在结构上属于三次超静 定。三次超静定结构形式要求地基条件优良，不充许有较大的不均匀沉降， 以免在拱圈内产生很大赘余力。 一般双曲拱桥为空腹式拱上建筑。科学实验和工程实践证明，拱上建 筑参与主拱圈的联合作用，在一定程度上减少主拱变形，提高全拱结构刚 度；在一定程度上，减少主拱活载内力，提高活载通行能力。对于主拱圈 的轴向力，联合作用影响较小，一般不考虑联合作用；对于弯矩，联合作 用与拱上结构形式有关。在结构计算中，拱上建筑的联合作用需要利用联 合作用系数表或用有限元法进行计算。 双曲拱桥结构特点 在横桥的方向上，我国在设计拱上建筑为立墙的双曲拱桥时，一 般不 考虑活载的横向分布系数的影响。在危旧双曲拱桥的内力检算 时，活载的横向分布系数以荷载横向增大系数的方法选取。 多跨连续拱桥，当一孔受载时，加载孔和其它桥墩和拱跨都产生 变形，产生相应的内力分布，这种情况称为双曲拱桥的连拱作用。双 曲拱桥的计算，要充分考虑到多跨拱桥的这种作用。 双曲拱桥结构特点 某双曲拱桥整体图 危旧双曲拱桥加固维修的研究意义 我国对旧桥 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 、评价和加固技术的研究，主要是针对上世纪 50—70 年代的公路桥梁，其中大部分是钢筋混凝土梁桥和双曲拱桥，目的在于对 这些桥梁使用状况做出符合客观实际的判断，制定相应的技术加固或改造 措施。近十几年来，取得了很大的科研成果，赢得了良好的社会效益和经 济效益。 对危旧双曲拱桥的加固、维修工作应当说是一项技术上可行，经济上 合理的举措。在我国的地方公路的省道、国道上，双曲拱桥在数量上占有 了相当大的比重。研究延长即有双曲拱桥使用寿命的方法，力求加以充分 利用，使有限的建设资金用于当前急需工程，是一项十分重要的工作。 因此说，适应交通发展的需要，对双曲拱桥的工作重点不是退役翻建， 而是技术改造、维修和加固。 桥梁主要病害类型及其成因分析 桥梁在使用过程中常存在一些病害,如果不及时对这些病害进行修 补和维护,还会造成主体结构的破坏。因此必须加强桥梁病害的预防, 分析病害成因,然后才能根据桥梁的不同病害的特点,针对性地制定相 应的维修对策。 病害类型 桥面病害类型： 桥梁的严重病害情况为桥面铺装松散破碎、修补损坏、 梁板出现横向裂缝、梁板底面局部出现孔洞、梁板底勾缝脱 落及渗水现象。由于重载超载车辆的增加,桥面铺装损坏严重, 且有屡补屡坏现象,板间连接损坏造成单板受力,梁板出现横 向裂缝问题的桥梁较多，有多处桥梁进行过换板处理，换板 以后由于新旧桥面板连接强度不足，换板后很快出现损坏， 严重影响桥梁的使用安全。 桥梁主要病害类型及其成因分析 拱桥桥面病害 某双曲拱桥人行道板断裂 桥梁主要病害类型及其成因分析 病害类型 桥台病害类型： 桥台病害主要是桥台裂缝和耳背墙损坏，没有发现不均匀沉 降、变形位移等其他病害。 病害成因分析 对于桥面损坏分析其原因，多数是出现铺装层进水，铺装与桥 面板脱离，进水以后在车轮荷载作用下，防水层损坏，造成桥面板 漏水。沥青铺装层脱离桥面板以后，损坏迅速加快，雨后层间水排 不出，在炎热天气形成水蒸气，桥面板在汽车荷载作用下不断产生 振动，加快了水气的扩散和铺装层的破坏。 桥台裂缝主要发生在薄壁桥台中,U 型桥台没有开裂现象，薄壁 桥台中的裂缝的出现情况和桥台高度有关：高度5.5m以上的薄壁桥 台全部出现不同程度的裂缝(开裂达100%)，2.5m以下的人行通道和 小桥均未发生开裂现象，并且高度5m以上的桥台增加了配筋和桥台 厚度，效果并不明显。 双曲拱桥主要病害及成因 1.上部结构病害 上部结构病害主要有拱波纵向开裂、拱肋破坏露筋、拱上建筑开裂、 横系梁破坏等。这些病害在双曲拱桥中都是比较常见的。 上部 结构病害 拱波太薄，钢筋保护层 不足；钢材用量不足， 拱波配筋很少；横向联 系较弱使得整体刚度弱 拱波纵向开裂 拱肋截面配筋偏少；荷 载横向分布较差；基础 下沉及倾斜造成拱肋受 力发生变化 拱肋破坏露筋 混凝土开裂的产生，混 凝土的碳化与钢筋锈蚀 现象也随之产生； 拱上建筑开裂 设计和计算存在着不足 横系梁在联接拱肋时拉、 弯、扭、剪等受力状 态共同存在 横系梁破坏 双曲拱桥主要病害及成因 腹拱圈上部混凝土断裂 拱圈内拱板裂缝、露筋、渗水 腹拱圈勾缝脱落、渗水严重 腹拱圈断裂、支撑严重错位 双曲拱桥主要病害及成因 主拱圈混凝土的剥落 拱波纵向贯通裂缝 横系梁的松脱及裂缝 主拱圈渗水严重 双曲拱桥主要病害及成因 2.下部结构病害 下部结构病害的主要表现形式有桥墩(台)开裂、混凝土剥落、钢筋 外露，基础局部冲空，基础侧倾或下沉，翼墙、耳墙破坏，锥坡、护 坡破坏等。 腹拱圈立柱支撑开裂露筋 拱脚混凝土破碎 双曲拱桥主要病害及成因 3.桥面部分病害 桥面铺装、裂缝、栏杆、桥头跳车等 栏杆破损、立柱错位 护栏破损、变形 双曲拱桥裂缝及成因 1.上拱圈裂缝 主拱圈裂缝出现最多的是在跨中下缘和拱脚上缘的径向裂缝及拱 波纵向裂缝。一般说来主拱圈上的裂缝大体可分为 3 种类型： ①径向缝：多发生在跨中和拱脚。拱脚裂缝多在上缘，是由负弯 矩引起的；跨中裂缝多在下缘，是由正弯矩引起的。这种裂缝多是拱 顶下挠，桥台位移及转动引起的 ②纵向缝：多发生在拱波顶。采用平板式拱板时，拱波横向为变 截面连续板，拱波顶最薄弱，容易形成纵向裂缝。形成原因主要是双 曲拱桥拱圈横向联系差或者根本没有横向联系，桥台位移及超载使用 也会产生这种裂缝 ③水平缝(环向缝)：拱肋与拱波交界处顺跨径方向的裂缝。形成 原因主要是拱圈刚度不足，墩台位移及波肋结合构造不合理 双曲拱桥裂缝及成因 2.拱波建筑裂缝，分为腹拱开裂和立柱开裂 ①腹拱开裂：腹拱有重型和轻型之分。重力式腹拱大部分为圆弧 拱，裂缝多发生在靠拱脚部位的第一、二个腹拱的拱波顶。这种裂缝 与桥台变位和主拱圈刚度有关 ②立柱的开裂：重力式腹拱立柱开裂现象比较普遍，开裂部位以 在盖梁与立柱连接处居多，盖梁上也有竖向裂缝。 3.其他裂缝。 某些拱桥会存在侧墙开裂，有的在整个实腹段，侧墙与立柱脱开。 这种开裂现象往往与拱圈承受荷载作用或桥台位移引起的损坏有关。 双曲拱桥裂缝及成因 主拱圈裂缝示意图 双曲拱桥裂缝及成因 拱裂缝局部图 腹拱圈、主拱部位出现的混凝土裂缝属于结构性裂缝，是由过 大的正弯矩造成；腹拱圈勾缝脱落发生在拱肋与拱波交界处顺 跨径方向，属于水平缝，也即环向缝，这是由于横向联系的强 度降低所导致的 双曲拱桥加固措施 拱圈为双曲拱桥的主要承重结构，加固一般对拱圈进行的。拱圈可以 增大截面和横向联系，或设置代替承力的补充结构的方法来加固。对于 双曲拱桥的加固提载大体说来有五个方向： （1）加固薄弱构件 对于桥梁上有严重缺陷或因通行重型车辆而不能满足安全承载要求的 薄弱构件，通常采用新材料（喷射混凝土、钢筋混凝土、钢板、玻璃钢、 碳纤维或钢筋）增大主梁或主拱圈载面；用高标号水泥浆或环氧树脂水 泥砂浆封填裂缝；增设外部后张拉预应力筋，施加外部预应力，或用化 学粘结剂粘贴附加构件的方法进行加固。 （2）增强辅助构件 当桥梁承载力不足时，可在原有结构上增加新的受力构件。如增设纵 梁、横梁可将拱肋连系的整体性增强，增加拱肋体外预应力筋，可改善 结构变形程度等。 （3）改变结构体系 利用梁的连续作用或梁、板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力 体系，改善结构的受力状况，以提高桥梁承受活载的能力。 双曲拱桥加固措施 （4）减轻恒载 减轻原桥上部构造的恒载，可以改善原桥的受力状况，提高 承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满 足加固上部构造和提高活载的承载要求时，以减轻桥梁恒载的 方法来提高承受活的能力是一种经济有效的措施。如将实腹式 拱上建筑改为空腹式、拱式拱上建筑改为梁板式、更换拱上填 料等。 （5）加固墩台及基础 当拱桥的缺陷和病害是因墩台或基础问题引起时，通常采取 用钢筋混凝土箍套、钢筋混凝土拉杆和钢拉杆施加外部预应力、 增加桩基及顶推法等措施加固墩台和基础，改善其受力状况， 提高拱桥的整体承载能力。 在双曲拱桥的加固改造工程项目中，可采用的技术措施一般 是上述几种方法的组合。针对不同的病害特征和机理，桥梁损 害的程度，采用适当的补强措施。 双曲拱桥加固措施总结 1、双曲拱桥上部结构加固方法 增大拱肋截面加固法 增大拱肋截面加固法是通过采用外包钢筋和混凝土加大原拱肋的截面尺寸， 增加拱肋截面的含筋率或变无筋拱肋为有筋拱肋，提高拱肋抗弯刚度的一种 加固方法。常见的有两种情况: (1)拱肋与拱波结合良好，只是由于拱肋强度不足而出现径向裂缝，此时 可仅在拱肋下部加大截面，使拱肋下缘形成马蹄形，如下图a)所示。 (2)不仅拱肋本身出现径向裂缝，而且在拱肋与拱波连接处由于结合不良 而出现环向裂缝。此时，外包混凝土的高度需高出拱肋接缝5一6cm，以增强 肋波间的整体性，如下图b)所示。 双曲拱桥加固措施总结 锚喷混凝土加固法 当主拱圈承重构件的截面不足，或施工质量不佳，或墩台地基沉降，或桥 超载运营等原因引起开裂、变形等，可采用锚喷混凝土加固法锚喷混凝土加固 法所形成的组合结构，既根治了原结构由于裂缝等原因造成的局部应力集中病 害，又恢复了原结构变形的协调性，使其能够承受更大的外荷载。此外，锚喷 混凝土还具有以下的优点:不用或只用单面模板，混凝土混合料的运输、浇灌 和捣实结合为一道工序;可通过输料软管在高空、深坑或狭小的工作空间内任 意方位施作薄壁的或复杂造型的结构;设备与工序简单、占地少、机动灵活、 节省劳动力，具有广泛的适应性，具有施工快速简便、经济可靠、不中断交通 等。 锚喷混凝土”实际上由两部分组成，首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内， 挂设补强钢筋网，然后再借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到 己锚固好的钢筋网受喷面上，凝结硬化而形成钢筋混凝土;从而增大桥梁的受 力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。其中 增设的补强钢筋主要是帮助原结构承受拉应力，同时成为新增混凝土部分的骨 架;锚喷混凝土的作用则是将补强钢筋与原结构联结组成整体受力结构，并与 锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪应力。 双曲拱桥加固措施总结 粘贴加固法 在荷载作用下，主拱圈产生拉应力，如果超过其承受限度时，将导 致主拱圈开裂、破损，丧失承载力，甚至坍塌;除了前述可以通过增大截 面法减小主拱圈承受的拉应力，提高原桥承载力的途径外，还可采用环 氧砂浆在结构的受拉区段粘贴钢板、钢筋或纤维材料等，[9’3，33〕，增 加主拱圈的强度，提高桥梁的承载力。该加固方法具有施工简便，所占 空间小，不减小桥梁净空，加固施工周期短，消耗材料少，加固部位、 范围与强度可视设计构造需要灵活设置，并可在不影响或少影响交通的 情况下施工。主要包括粘贴钢板加固法、粘贴钢筋加固法、粘贴纤维材 料加固法等。 双曲拱桥加固措施 ④拱托加固法 拱托加固法是在原主拱外侧增加2条截面面积很大的拱肋，并通过 强大的横向联系(如横向预应力)与旧拱圈共同作用，新肋对旧拱如同 一个“拱托”。 “拱托”对旧拱圈有卸载作用，强大的横向预应力使新旧拱肋共同作 用，而且使整体横向刚度大增，故从根本上解决了双曲拱桥的横向刚 度问题。横向预应力的施加也可用来抵消拱波及其桥道系作用在拱肋 处产生的横向水平推力。 拱托加固法 双曲拱桥加固措施 ⑤调整拱轴线与压力线加固法 拱轴线的形状不仅直接影响到主拱圈的内力分布及截面应力的大 小(亦即主拱圈的承载能力)，而且它与结构的耐久性(开裂影响)、经 济合理性及施工安全等密切联系。对于主拱圈变形过大的双曲拱桥， 实际拱轴线与压力线的偏离较大，此时仅仅加强主拱圈截面进行补强 加固并不能有效的改善主拱圈的受力状况，就需要对拱轴线与压力线 进行调整，使两者尽量吻合以改善主拱圈的受力。 调整拱轴线与压力线加固法的加固原理是通过对拱轴线与压力线 进行调整，使两者尽量吻合以改善主拱圈的受力。常用的调整拱轴线 与压力线的途径有以下几种： (1)改变压力线 (2)调整拱轴线 (3)减轻拱上建筑自重 双曲拱桥加固措施 ⑥改变结构受力体系加固法 通过改变桥梁结构体系，[9’3，47一50]达到减少桥梁主拱圈的内力， 是双曲拱桥加固改造中一种行之有效的方法。当拱桥的上部结构恒载重 力过大，或基础的承载力不足，迫使拱脚产生水平位移或转动、主拱圈 产生变形、拱轴线发生变化时，在条件许可的情况下，可以调整拱上建 筑的布置，改变原拱桥结构体系，以改善主拱圈的受力状况，达到加固 改造，提高原桥承载力的目的。 对于双曲拱桥，可以清除拱上建筑及实腹段范围内的填料，降低拱 顶断面高度，浇筑钢筋混凝土桥面板或预应力混凝土桥面板，并用混凝 土将拱上建筑与桥面板相结合，从而加强拱上建筑刚度，使原来单一的 拱式体系转化为梁拱体系，使整个体系向柔拱一刚梁转化。 ⑦箱拱加固法 箱拱加固法，即是以钢筋混凝土薄板将拱肋俩俩相连，使双曲拱桥 变成封闭箱拱。显然，这一方法能显著增大桥梁的横向联系，使横向刚 度增大，同时使拱肋承压面积增大许多，也能从根本上解决双曲拱桥主 拱圈正截面面积和横向联系不足的问题。同时由于截面呈作箱形，截面 抵抗矩大增，使得主拱圈的变形显著减小。 双曲拱桥加固措施 箱拱加固法，一方面加强了主拱圈的整体性和横向刚度，从根本上 解决双曲拱桥横向联系薄弱的缺陷。另一方面，新增底板使拱圈截面重 心下移一个常量，故拱轴线不变，但由于横截面增大，使得截面承受负 弯矩能力大增，同时底板内的纵向钢筋可按承受正弯矩进行布置，从而 达到提高截面承受正弯矩的能力。 双曲拱桥加固措施 ⑧预应力钢拱加固法 预应力钢拱承托加固方法是通过预应力钢拱对主拱肋形成承托，以 降低主拱的应力水平，并使加固结构与原结构共同承担恒载和活荷载， 从而达到有效提高双曲拱桥承载能力的目的。此法具有不中断交通，不 改变桥梁结构，基本不增加拱桥结构高度，不影响桥下通航能力等优点。 通过对钢拱施加轴向预应力，形成对主拱圈的径向力，因径向力与 外荷载的方向相反，从而达到对主拱圈卸载和提高桥梁承载力的目的。 在实际运用时，可以根据混凝土双曲拱桥主拱和基础的实际承载力，合 理选择加固钢拱的预应力大小和基础形式(是否与原拱共用同一基础)， 达到加固、提载的设计要求。 双曲拱桥加固措施 2、双曲拱桥下部结构加固方法 双曲拱桥的墩台及基础的病害主要是不均匀沉降、地基承载力不够 和过大的水平位移。其中墩台的水平位移是拱式桥梁的常见病害，本研 究将着重介绍适用于此的顶推加固法和预应力拉杆加固法。至于不均匀 沉降和地基承载力不足也是其它形式桥梁的常见病害，研究也较多，在 双曲拱桥的处置中，没有什么特别之处，故不再赘述。 ①顶推加固法 建于软土地基上的双曲拱桥，往往由于地基松软而产生水平位移和 沉降，使其拱轴线下沉，拱肋开裂，从而影响桥梁的正常使用。为了消 除水平位移引起的损坏，可采用顶推工艺使拱轴复位，调整主拱圈内力， 达到加固的目的。运用顶推工艺可以在恢复断面整体性完好的前提下， 恢复原桥的承载能力。它比其它的方法更经济实用，可在不损坏原桥外 貌，不缩小通航净空的情况下，完成桥梁的加固工作。 所谓“顶推工艺”，就是将双曲拱桥的一端作为顶推端，设立顶推横 梁，横梁与拱肋紧紧相连，凿除拱脚与支座的联结，使支座自由;然后， 安放千斤顶，利用千斤顶的推力沿拱轴线向上、向跨中方向顶推横梁， 从而使整个拱圈移动，拱轴复位，消除水平位移引起的损坏，调整主拱 圈内力，达到加固的目的。 双曲拱桥加固措施 ②预应力拉杆加固法 对于拱圈纵向开裂或横向开裂，以及桥台产生位移、拱顶下挠的拱式 桥梁，可采用预应力拉杆法进行加固，[9’3，29，48]。目前采用的主要 是钢板箍套钢筋拉杆加固法，或钢筋混凝土拉杆法。通过顺桥向设置的钢 筋混凝土拉杆或钢拉杆施加预应力进行加固，具体施工工艺与后张法预应 力梁桥的施工方法相同。 通过在桥墩台之间设置拉杆，减小拱圈的水平推力，减小墩台的水平 位移;并对拉杆施加预应力，使主拱圈产生轴向压应力，从而消除裂缝， 达到提高桥梁承载能力的目的。 预应力拉杆加固法 双曲拱桥加固措施 3、双曲拱桥的裂缝处治方法 众所周知，裂缝是双曲拱桥的主要病害，裂缝的大量存在不仅降低 了结构的刚度、整体性、结构的承载能力等，也严重影响到桥梁结构的 耐久性，同时裂缝还是其它病害的诱因。因此，重视裂缝研究，找出裂 缝产生的原因，对于双曲拱桥的加固改造有着重要的意义。 对于裂缝的修补，其主要目的是恢复结构的整体性，保持结构的强 度、刚度、耐久性、抗渗性及外形的美观。常用的修补方法有:表面封 闭修补法、压力灌浆法和壁可法。 表面封闭修补法 （1）桥梁结构的裂缝表面修补，常用的方法有:填缝、表面抹灰、凿 槽嵌补、表面粘贴和表面喷浆等。 ①填缝 填缝修补法的具体操作是:将裂缝清理干净，根据裂缝宽度不同分 别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作，所用灰浆通常采用1:.25或 1:3水泥砂浆。填缝处理后，可在美观、耐久性等方面起到一定的作用， 而对结构的整体性、强度等方面起到的作用甚微。 双曲拱桥加固措施 ②表面抹灰 表面抹灰是指:用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液及环氧砂浆等材料， 涂抹在结构裂缝部位的一种修补方法。 ③凿槽嵌补 凿槽嵌补是沿混凝土裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材 料，如环氧砂浆、沥青等的一种修补方法。 （2）压力灌浆法 压力灌浆系指施加一定的压力，使某种浆灌入结构内部裂缝中去， 以达到封闭裂缝，恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补 方法。此法一般用于裂缝多且深入结构内部或结构有空隙的修补法场合。 按灌浆材料的不同，压力灌浆可分为水泥、石灰、勃土灌浆，化学灌浆 和沥青灌浆。 （3）壁可法 壁可法是指采用特制的橡胶管，利用橡胶的收缩压力，自动地控制 注浆。其核心是裂缝全封闭、恒压力和慢速注浆。它的原理是利用缓慢 均匀的压力，通过浆液将微细裂缝中的空气压入混凝土的毛细空中，并 由混凝土的自然作用排除，克服裂缝中的气阻现象，使其灌注的胶液达 到微细裂缝的末端，从而确保修补质量。 双曲拱桥加固措施 4、加固方案选定原则 在选择加固方案时，应遵循以下原则： 1、桥梁加固后，无论结构性能、承载能力、耐久性方面能达到使 用上的要求。 2、桥梁加固一般以不改变原有结构形式为原则，采用加大受力截 面或者修复原来桥梁构件，或者采用其它措施来提高桥梁的承载能力。 3、首先，了解和判断桥梁下部结构的承载能力潜力，以满足加固 后所增加桥梁的自重和活载对基础的要求。如果基础或墩台的承载力不 足，或上部结构缺陷是由墩台和基础的沉降和位移所引起的，就要求对 下部结构进行加固处理。 4、桥梁加固的经济效益比较结果，是影响加固方案和设计是否被 采用的决定因素之一。 5、桥梁加固的方式，要根据桥梁结构形式、承载能力增强程度或 今后交通运输趋势综合研究确定。 6、其它因素 在选定桥梁加固方案，还应考虑到以下因素: 加固设施的养护费用;加固时的交通阻碍造成的运输上的损失;加固 技术的耐久性;施工安全性、对环境的干扰程度等，这些因素都不能忽 视。 双曲拱桥加固实例 广东省某双曲拱桥位于樟市镇樟市至英德跨越樟市河的一座大桥，其 上部结构由净跨 5×30m 空腹式 6 肋 5 波钢筋混凝土双曲拱组成，横系梁 高等于主拱肋高，桥面宽度 9m，其中两侧人行道各宽 1m，该桥于 1975 年建成。该双曲拱桥自建成后已连续使用了 30 余年，主要受力构件已发 生了一定程度的质量劣化，特别是近两年来，与大桥邻近的武（汉）-广 （州）客运铁路专线的开工建造，使得大量超载施工工程车频繁通过某双 曲拱桥，造成了大桥主要受力构件出现了较多的病害，已危及桥梁的使用 安全。 双曲拱桥加固实例 通过对双曲拱桥现场检测量测及主拱和拱上建筑混凝土回弹强度检测，可以 得出以下结论： （1）该双曲拱桥桥面纵坡很差，从大桥桥面标高看，桥墩未发生不均匀沉降 和桥面无明显下挠现象。 （2）该双曲拱桥主拱肋净跨 30m，矢高 4.7，矢跨比 1/6，经拟合实测的拱 轴线，表明为悬链线拱，拱轴系数 m=3.732，各孔实测拱轴线相差不大。 （3）该双曲拱桥检测孔存在的主拱肋（拱脚至拱顶）、横系梁、腹拱、拱上 建筑侧墙等受力构件的开裂等病害，主拱肋的横向裂缝大多属于弯曲裂缝，裂缝 宽度为 0.3~1.3mm 已超过《公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）》裂缝宽度和 裂缝长度的限值，此需要采取一定的措施来封闭裂缝和适当进行加固；本桥主拱 肋边角混凝土剥落、露筋、钢筋锈蚀面积较多，需要进行养护和修补。 （4）部分桥墩墩身混凝土砌块的砂浆灰缝不密实、遗留空洞，混凝土砌块表 面有风化和露骨现象，桥墩墩帽混凝土质量较好；桥台构造未见明显病害，仅存 在杂草丛生和遗留生活垃圾的情况，需要采取一定的措施对桥墩墩身缺损进行修 补。 （5）主拱肋和横系梁所检测部位的混凝土回弹强度均达到 30 号混凝土抗压 强度；桥墩墩帽和拱上横墙所检测部位的混凝土回弹强度达到 15 号，墩上立柱 所检测部位的混凝土回弹强度为 20 号。 （6）根据检测结果对该双曲拱桥进行了全桥结构技术状况评分。从评分情况 看，该双曲拱桥为三类桥，需进行中修，酌情进行交通管制从部件组合标度数值 看，上部主要承重构件、桥面铺装、人行道和栏杆护栏的标度为 5，即“危险”， 因此在该桥的加固与维修处理中对这些部件应认真加以考虑和处理。 双曲拱桥加固实例 主桥拱上建筑侧墙开裂 双曲拱桥加固实例 主桥主拱肋裂缝 双曲拱桥加固实例 桥墩墩身表面和现状 双曲拱桥加固实例 主桥主拱肋病害（拱肋露筋和钢筋锈蚀） 双曲拱桥加固实例 1、粘贴钢板法加固混凝土双曲拱肋和横系梁 本加固方案的优点是：粘贴钢板后可与原双曲拱肋、横系 梁的混凝土共同工作，加固效果明显；施工较简便；施工期间基 本不用封闭交通；通过焊接纵横向钢板条，可进一步加强混凝土 双曲拱肋与横系梁的整体性，从而达到提高结构刚度的加固目的。 缺点是：钢板加压固化时需在主拱肋拱腹钻锚栓孔，拱腹 曲面施工精度要求较高。 双曲拱桥加固实例 2、引桥拱圈的加固方案 沿拱圈内表面植φ16 钢筋，挂φ12 网格尺寸 10×10cm 的钢筋网，并 与φ16 钢筋焊牢，然后立模浇筑或喷射 30cm 厚钢筋混凝土套拱。本方案 称为挂网喷浆加固法。共浇筑C30 混凝土 30m3。 本加固方案的优点是加固效果较好；施工较简便；造价较低，缺点是 施工工艺较复杂，设备要求较高，因工程量较小，故本方案造价较高。 3、重铺桥面铺装 完成拱上建筑后在桥面整体化层上加铺水泥混凝土面层。 4、混凝土构件裂缝、露筋、混凝土边角剥落等处治 在加固主、引桥拱圈前，采用涂刷环氧树脂胶的方法封闭裂缝；利用 丙乳砂浆或环氧砂浆修补缺损；用环氧胶修补混凝土边角剥落等缺损。 5、施工顺序 首先进行左幅施工，即先拆除半幅桥面系、拱上填料，加固拱肋和横 系梁，然后重建拱上填料，待该幅拱上填料新浇混凝土达到设计强度、并 经验收合格后方可开放该幅交通；再依次拆除另外半幅桥面系，按照同样 的顺序施工拱肋、横系梁和拱上填料，最后施工桥面系（包括重建桥面板、 安装泄水管，浇筑栏杆），引道可按同样的顺序施工。 双曲拱桥加固实例 换填拱上填料 桥面系施工 双曲拱桥加固实例 植筋工艺流程 施工准备 钻孔 清孔 配胶植筋 养护 •清除施工 范围内垃圾， 用清水冲洗 干净，根据 设计要求用 红色油漆把 植筋孔位标 出，并准备 好施工用具、 胶水材料与 钢筋。 •钻 孔 用 冲 击电钻，要 求电钻垂直 于混凝土表 面，确保孔 身垂直。在 钻进过程中 要不断检查 孔身的垂直 度、深度和 孔径等。 •先 用 专 用 毛刷将孔内 灰尘刷出， 再用吹气泵 向孔内吹入 清洁的空气， 将灰尘吹出， 要重复几次， 直到从孔内 排出的空气 中不带灰尘 为止，这时 用木塞塞紧， 以防杂物落 入。 •操 作 人 员 将配置的锚 固胶手撮成 条, 或用胶 枪注入孔内, 然后将除完 锈的钢筋插 入孔内,用 手锤打牢, 并临时固定。 •结 构 胶 在 5℃～25℃ 的情况下, 3到7天即可 固化良好, 其锚固力可 大于钢筋屈 服值。在固 化期间不能 对钢筋有任 何扰动。 双曲拱桥加固实例 小结 按照上述方法，成功地实施了对该双曲拱桥的加固，实 际施工工期为一个半月。通过加固处理，老桥达到了提高 荷载等级的要求，同时桥下净空也得到了保证，换句话说， 加固达到了预期的功能要求。近一年的运营实践表明，本 文加固施工完全达到了原设计目的。 1、加固后双曲拱桥的非线性动力分析，尚需进行研 究； 2、对多跨连拱桥的加固改造，需按不同施工阶段分析 连拱作用对现有的改造结构内力和变形影响； 3、对跨径小（一般为 12 米、15 米、18 米）但结构 完善的双曲拱桥，拱上建筑的改造是否可以简单一些，不 设立柱、主梁等，直接设钢筋混凝土袒拱板，让袒拱板与 双曲拱桥主拱圈结合成一个拱梁组合体系，这样结构更为 简单，施工更为方便，而且可以降低桥头标高，节省桥头 接线的费用； 4、对拓宽改造的桥梁拓宽部分方案及与老桥的连结措 施尚待研究。 进一步研究展望 • 中华人民共和国行业推荐性标准. 公路桥梁加固 设计规范（JTG/T J22-2008）[S].北京：人民交 通出版社，2008 • 中华人民共和国行业标准. 公路桥涵通用规范 （JTG D60-2004）[S]. 北京：人民交 通出版社, 2004 • 赵伟. 双曲拱桥梁的加固方法和选择原则[J]. 公路桥梁，2007 • 夏伟. 双曲拱桥病害类型及加固方法研究[D]. 合肥：合肥工业大学，2006 • 姜云楼，某公路双曲拱桥结构性能评估及加固技 术研究[D]，广州：华南理工大学，2009 • 李庆冬，济南市北柴双曲拱桥检测与加固工艺控 制[D]，吉林大学，2007 参考文献 谢谢观赏