桁式組合拱橋的常見病害和加固措施研究

王友明

(貴州省橋梁建設(shè)集團有限公司)

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桁式組合拱橋的常見病害和加固措施研究

王友明

(貴州省橋梁建設(shè)集團有限公司)

近幾年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，我國的橋梁建設(shè)項目數(shù)量開始呈現(xiàn)著逐年上升的趨勢，然而隨之而來的也是不斷增長的工程病害，桁式組合拱橋作為橋梁工程的一種，同樣也存在一些病害，因此，為了確保其質(zhì)量以及使用安全，以某橋梁為例，對桁式組合拱橋的常見病害以及相應(yīng)的加固措施做出了詳細的論述。

桁式組合拱橋；常見病害；加固措施

1 工程實況

1.1 橋梁概況

某橋梁工程是一種預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋，其跨徑L是164 m，矢高f是20 m，進而得出其矢跨比f/L為1/8，另外，其下弦拱軸線運用二次拋物線。橋面凈寬為：9 m行車道以及2×1.25 m人行道。橋梁設(shè)計荷載等級為汽車-20級，掛車-100級，人群-2.5 kN/m2。

1.2 病害情況

某年業(yè)主對該橋梁工程進行了一定的檢測，并發(fā)現(xiàn)其存在以下主要病害情況：(1)上弦桿、下弦桿均出現(xiàn)縱向、橫向開裂。(2)上弦板、下弦板底面都發(fā)生了不同程度的縱向開裂。(3)斜桿、豎桿表面出現(xiàn)了較為嚴重的開裂、網(wǎng)裂以及露筋病害。(4)立柱位置存在少量裂縫，同時還有露筋、麻面等病害。

2 桁式組合拱橋的構(gòu)造特點

對于桁式組合拱橋工程而言，其結(jié)構(gòu)特點具體表現(xiàn)在：上弦部分在墩頂與拱頂之間的相應(yīng)位置出現(xiàn)斷裂的問題，進而造成裂縫的出現(xiàn)，但是，其下弦部位仍然處于連續(xù)的狀態(tài)，在這樣的狀態(tài)下，斷點至墩頂能夠當(dāng)做是懸臂桁架墩，然后借助于其來有效的支持橋梁中部的桁架拱，使得其可以形成一個拱。對于桁式組合拱橋而言，通過對其外觀進行觀察，其帶有斜桿的箱形拱，防腐為上弦與下弦構(gòu)成了閉合箱的普通桁架拱，此外，其也與拱桁梁相似。然而，實際上，是具體的受力情況和箱形拱則不痛，普通的桁架拱與 拱珩量，與箱形拱橋相比，其桁式式結(jié)構(gòu)相對而言比較成熟。此外，在拱上建筑與主供圈聯(lián)合受力的情況下，其整體性能相對而言較好，縱橫方向的剛度也十分的明顯，穩(wěn)定性也有著較好的保證。和普通的桁架拱橋?qū)Ρ?，拱腳受力情況較為穩(wěn)定，同時，在其斷縫位置桁片高度比較適中，能夠保證其橫向的穩(wěn)定性。與拱桁梁橋?qū)Ρ?，上弦拉力相對而言比較小，因此，其可以有效的節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼筋的使用。另外，由于桁式組合拱橋有著非常優(yōu)異的拱上建筑聯(lián)合作用，其受力相對而言較為均勻。所以，任意一個桿件都能夠使用不大的斷面尺寸，同時還能夠減輕橋梁結(jié)構(gòu)本身的重量。

3 桁式組合拱橋常見病害分析

對于我國目前的桁式組合拱橋工程來說，其常見病害主要有以下幾種：在橋梁的受力構(gòu)件當(dāng)中，往往很容易出現(xiàn)混凝土空洞、露筋與銹蝕等問題。此外，在橋梁下弦邊箱與斜桿橫向聯(lián)系梁等構(gòu)件有著露筋與保護層太大的問題。在橋梁結(jié)構(gòu)的接縫位置出現(xiàn)空洞與露筋等問題，同時，在上弦和下弦的頂部以及底板，也很容易出現(xiàn)縱向裂縫與斜裂縫問題的出現(xiàn)，這些問題的存在在很大程度上影響著橋梁結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。另外，在橋梁的部分位置也有著較為明顯的橫向裂縫，盡管其還沒有貫通，然而，卻在很大程度上影響著結(jié)構(gòu)的豎向剛度。在下弦拱箱內(nèi)部的橫隔板位置有著十分嚴重的裂縫問題，這在很大程度上影響著橋梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度。橋面有著非常多的裂縫，其完整性受到了非常嚴重的影響。

4 病害成因分析

4.1 上弦板、下弦板出現(xiàn)縱向開裂

對于此橋梁工程中存在的上弦板、下弦板出現(xiàn)縱向開裂現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是是由于橋梁的上弦板與下弦板的厚度相對而言比較薄，同時，其在設(shè)計的過程當(dāng)中，標準相對而言比較低，混凝土的強度也不是很高，這就直接造成了橋面剛度的下降。另外，近幾年經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高、橋梁負荷逐漸增加，特別是在超載車輛的影響下，橋梁上弦板與下弦板都出現(xiàn)了不同程度的裂縫，如果不能夠做到第一時間對這些已經(jīng)形成的裂縫進行處理，將有可能導(dǎo)致整個面板的破碎，造成橋面坑洞問題的出現(xiàn)，并對該橋梁上行車的安全造成嚴重的影響。

4.2 豎桿、斜桿出現(xiàn)環(huán)狀橫向裂縫

通過桁式組合拱橋動力結(jié)構(gòu)的分析可以知道，此類橋梁的振動頻率相對而言是比較小，這也間接表明此橋梁的剛度不是很大，同時，對于此種類的桁式組織拱橋有很大一部分都是通過拼接技術(shù)建造而成的，相對而言，這種橋梁的整體性能不是很強，抗震性能不是很高。另外，當(dāng)超載車輛在此橋梁通過的時候，會導(dǎo)致橋梁發(fā)生較為嚴重的振動，造成各種裂縫的出現(xiàn)。

4.3 上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫

對于此橋梁工程中存在的上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫現(xiàn)象，其主要是因為近幾年來車輛荷載的不斷提高，使得原先按照老設(shè)計規(guī)范設(shè)計的橋梁荷載標準較低，進而使其出現(xiàn)不同程度的裂縫。所以，對于此種類型的裂縫，應(yīng)在經(jīng)過及時的檢測操作之后，進行必要的加固維修工作，從而避免較大交通事故的發(fā)生。

5 相應(yīng)的加固措施

5.1 對于上弦桿、下弦桿、上弦板、下弦板出現(xiàn)較多的裂縫病害

對于此橋梁工程中存在的上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫現(xiàn)象，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是由于近幾年我國正在不斷的提高橋梁的荷載標準，這就直接導(dǎo)致了原本所涉及的橋梁荷載標準比較低，進而使得其出現(xiàn)不同程度的中上弦桿、下弦桿、上弦板、下弦板處出現(xiàn)的較多裂縫病害現(xiàn)象，在遇到這種情況的時候，建議采取下列幾點應(yīng)對辦法：通過粘貼熱扎扁鋼帶加固的收單，利用粘貼熱軋扁鋼帶的手段來展開橋梁的加固處理，需要注意的是，應(yīng)該使得熱軋鋼帶和裂縫正交，這樣一來，能夠防止裂縫的不斷擴大，一般而言，需要在所有的熱軋鋼帶上面來對縱向錨孔進行相應(yīng)的設(shè)置，另外，在粘貼鋼板施工的過程當(dāng)中，必須要嚴格的執(zhí)行施工技術(shù)規(guī)范，進而保證橋梁加固工程的施工質(zhì)量并使其滿足一定標準的要求。通過來增加混凝土截面的手段來使得混凝土截面的剛度得以大幅度的提高，同時，其還能夠有效的抵抗外荷載的作用。

5.2 斜桿、豎桿產(chǎn)生的橫向及縱向裂縫

對于此橋梁斜桿、豎桿處出現(xiàn)的橫向以及縱向裂縫，可采用以下加固措施：采用粘貼纖維布的方式來進行斜桿、豎桿的加固施工，通過此來使得豎桿與斜桿的截面抗力得以大幅度的增加，此外，其還能夠有效防止裂縫的不斷擴大，在橋梁加固施工階段，要保證其外觀的平整性與清潔性。同時，還應(yīng)該確保其中不存在著任何的雜物與灰塵。對于斜桿與豎桿的裂縫，建議采取增加截面的方式對其進行加固處理。然而，因為這種桿件所處的位置相對而言較為特殊，導(dǎo)致了通過這種方式進行施工的時候，存在著非常大的難度，在具體的施工過程當(dāng)中并沒有得到較為廣泛的應(yīng)用，在加固階段，對寬度超過0.15 mm的裂縫應(yīng)該先進行灌漿處理，對于寬度沒有達到0.15 mm的裂縫應(yīng)該積極采取有效的措施來對其進行封閉處理，在具體的施工階段必須要嚴格的遵循相關(guān)的規(guī)范。

6 結(jié) 語

總之，在我國橋梁工程建設(shè)中，桁式組合拱橋是結(jié)合基本交通運輸需求以及開發(fā)實用新技術(shù)而自行研發(fā)的橋梁類型。但經(jīng)過了長時間的使用，該橋梁暴露出了越來越多的問題或病害，且這些病害或問題如果無法得到及時的加固，必然會給來往車輛和行人帶來嚴重的安全威脅，因此，一旦發(fā)現(xiàn)病害，主管單位必須及時組織對其進行有效的技術(shù)加固修整，進而全面保證橋梁的安全。

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2015-08-28

U445.1

C

1008-3383(2015)12-0107-01