雙曲拱橋加固改造施工技術(shù)

(單位廣西羅城公路管理局 河池市羅城縣 546400)

雙曲拱橋加固改造施工技術(shù)

吳仲華

(單位廣西羅城公路管理局 河池市羅城縣 546400)

隨著工程領(lǐng)域的多樣化發(fā)展，對于雙曲拱橋的加固改造也愈來愈重要。我國的雙曲拱橋多是在上世紀(jì)六十到七十年代修建的，這些拱橋的修改對我國交通領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展就起到了重要促進(jìn)作用。當(dāng)時的雙曲拱橋修建受到技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)因素影響，發(fā)展至今就存在著諸多質(zhì)量問題，而加強(qiáng)對雙曲拱橋的加固改造就就顯得比較重要。本文主要對雙曲拱橋的構(gòu)造以及主要的病害進(jìn)行詳細(xì)分析，然后結(jié)合實際對雙曲拱橋的病害原因以及加固改造的措施詳細(xì)探究，希望能通過此次研究分析，有助于雙曲拱橋的正常使用。

雙曲拱橋；病害原因；加固改造

0.引言

經(jīng)濟(jì)水平的提高人們擁有的車輛數(shù)規(guī)模也不斷增長，以往的橋梁建設(shè)要求已經(jīng)滿足不了當(dāng)前的車輛行駛承載力需求，一些橋梁就需要進(jìn)行加固改造。周期橋梁類型中的雙曲拱橋是上世紀(jì)六十七年代比較常見的類型，此次主要從理論上對雙曲拱橋的加固改造施工技術(shù)的應(yīng)用詳細(xì)探究，這就能為實際的雙曲拱橋的質(zhì)量提高提供理論依據(jù)。

1.雙曲拱橋的構(gòu)造以及主要病害分析

1.1雙曲拱橋的構(gòu)造分析

拱橋是較為古老的橋型，承載力比較高，在具體建設(shè)所用的材料也較為豐富，造型上也比較美觀。在上世紀(jì)六十七年代我國的拱橋發(fā)展比較迅速，在之后拱橋一直都是比較重要的應(yīng)用橋型。雙曲拱橋是其中比較重要的應(yīng)用類型，這一橋型在設(shè)計的結(jié)構(gòu)上對磚石拱橋的優(yōu)良傳統(tǒng)有了繼承，并對當(dāng)前的鋼筋混凝土橋的優(yōu)點也進(jìn)行了吸收，外觀上就有著民族特色。通過兩根配有鋼筋的預(yù)制混凝土共性肋架設(shè)在橋臺上，兩肋之間的幾根預(yù)制混凝土橫杠進(jìn)行相互的抵勞，然后在磚拱上澆筑混凝土，這樣就能將多部分進(jìn)行連接[1]。雙曲拱橋的構(gòu)造以及施工特征也在施工中存在著穩(wěn)定性不足的問題，一些雙曲拱橋也會出現(xiàn)嚴(yán)重開裂，這對拱橋的使用壽命就會造成影響。

1.2雙曲拱橋的主要病害分析

由于受到諸多因素的影響，雙曲拱橋在當(dāng)前的應(yīng)用中就存在著諸多病害，對交通的安全性造成了很大威脅。比較常見的就是雙曲拱橋裂縫質(zhì)量問題比較突出。雙曲拱橋和其他的拱橋在病害方面有著相同之處，那就是裂縫質(zhì)量問題。但是有的裂縫其他的拱橋就不會出現(xiàn)，而雙曲拱橋就會有，例如環(huán)向裂縫。在雙曲拱橋裂縫類型中，經(jīng)向裂縫是比較常見的。這一裂縫病害主要出現(xiàn)在拱腳以及拱頂部位，在裂縫的方向和拱軸線相垂直，裂縫在拱腳附近的出現(xiàn)就是負(fù)彎矩所致，在拱背布置有縱向的鋼筋時候，就會從拱腳界面上端開始出現(xiàn)平行的裂縫，在最大的一條裂縫出現(xiàn)在拱腳[2]。還有拱圈的縱向裂縫，裂縫在橋面中線附近順跨徑的方向延伸，嚴(yán)重的裂縫會貫穿全橋。裂縫類型中的拱肋和拱波的結(jié)合面上的環(huán)向裂縫是雙曲拱橋特有的裂縫。在最大的裂縫寬度通常會在拱腳以及拱頂，不同環(huán)向裂縫形成的原因也是不同的。例如在拱腳附近所出現(xiàn)的裂縫就是肋以及波間的抗剪能力相對比較薄弱所致。

雙曲拱橋的病害中的主拱圈變形以及橫向聯(lián)系不足造成的失穩(wěn)，也是比較重要的病害內(nèi)容。拱肋的強(qiáng)度薄弱造成的承載力降低的病害也是比較突出的病害。對于主拱圈的變形病害，表現(xiàn)在主拱圈的軸線發(fā)生了變形，以及拱頂出現(xiàn)了凹陷和拱軸線沒有對稱等。在橫向聯(lián)系不充足就會造成失穩(wěn)的病害出現(xiàn)，拱波頂就比較容易出現(xiàn)縱向的裂縫。

除此之外，雙曲拱橋的病害還體現(xiàn)在拱上填料排水沒有暢通，造成的側(cè)墻鼓肚破壞的質(zhì)量問題出現(xiàn)。雙曲拱橋如果出現(xiàn)了鼓肚的現(xiàn)象，通常是受到排水不良因素的影響，從而就造成了填土中聚集著大量水分，或者是建筑的質(zhì)量沒有達(dá)到實際要求所致。

2.雙曲拱橋的病害原因及加固改造措施

2.1雙曲拱橋病害的原因分析

造成雙曲拱橋出現(xiàn)病害的原因是多方面的，如果是在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在著不足，這就比較容易出現(xiàn)病害。在設(shè)計層面的問題主要就是拱肋的截面相對比較小，在強(qiáng)度設(shè)計方面沒有達(dá)到實際的要求標(biāo)準(zhǔn)，這就會造成橋梁的承載力大大下降，最終會對構(gòu)件造成損壞。在受到歷史因素的影響，在實際設(shè)計中為了節(jié)能材料，設(shè)計中的截面尺寸就沒有嚴(yán)格按照實際要求進(jìn)行設(shè)計，從而就造成了設(shè)計不足的缺陷[3]。設(shè)計中沒有注重橫向聯(lián)系的充分化，以及在拱上的建筑構(gòu)造沒有恰當(dāng)，在基礎(chǔ)處理上也有著不科學(xué)之處。這些在設(shè)計層面的因素，就造成了雙曲拱橋日后的病害發(fā)生。

雙曲拱橋的病害發(fā)生也會受到施工因素影響。在具體的施工過程中，沒有注重施工材料的質(zhì)量保障，在對混凝土以及鋼筋等材料應(yīng)用時沒有注重質(zhì)量控制。以及在實際施工中沒有嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，從而就造成了一些施工質(zhì)量問題，像麻面以及露筋等質(zhì)量問題就比較突出。雙曲拱橋的施工所運用到的工種比較多，以及施工的工序也比較多，這些都要求在實際的施工中能充分重視質(zhì)量的保障。一旦出現(xiàn)疏忽就必然會對后續(xù)的雙曲拱橋施工帶來很大影響。在施工的方法上沒有恰當(dāng)，也會造成橋梁的承載力下降。

在對雙曲拱橋的具體使用過程中，重車荷載也會不斷增加，這就比較容易造成雙曲拱橋承受不了壓力?；蛘呤怯龅阶匀粸?zāi)害的影響等，也會對雙曲拱橋的正常使用帶來影響，造成病害出現(xiàn)。

2.2雙曲拱橋的加固改造措施的實施

對雙曲拱橋的加固改造的措施實施，就要按照嚴(yán)格的施工工序。通過增大截面加固方法的方式對主拱圈進(jìn)行加固。主拱圈下緣現(xiàn)澆筑12厘米厚C30混凝土，在拱腳上緣現(xiàn)澆12厘米厚C30混凝土，增大拱圈的截面，提高承載能力。施工過程中，實行交通完全封閉，要特別注意加強(qiáng)安全管理，以及交通標(biāo)志的設(shè)計，同時派遣專人進(jìn)行管理，嚴(yán)謹(jǐn)人和車輛以及行人通過。接著要拆除欄桿以及橋面的鋪裝和行車倒板。從主拱跨中網(wǎng)拱腳對稱拆除，第一跨、第二跨拆除工作同時進(jìn)行，確保全橋卸載整體對稱均衡性。主拱圈的加固工作實施中，就要注重全面檢查全橋裂縫以及蜂窩和剝落銹蝕等病害，并對病害實施修補。結(jié)合施工放樣鉆孔植筋掛網(wǎng)，先從拱腳網(wǎng)拱頂對稱澆筑主拱圈下緣十二厘米厚的C30混凝土，然后從拱腳網(wǎng)拱頂對稱澆筑主拱圈拱腳上緣十二厘米厚C30混凝土[4]。

還可通過碳纖維加固的技術(shù)方法應(yīng)用。在當(dāng)前人們的環(huán)保意識提高下，采取科學(xué)性的技術(shù)方法對雙曲拱橋進(jìn)行加固，在碳纖維加固技術(shù)方法的應(yīng)用下，就能起到良好加固效果。碳纖維是新型的建材，質(zhì)地良好有著耐腐蝕的特征，抗拉能力也比較強(qiáng)。這是對橋梁加固的重要應(yīng)用方法。在具體的實施工藝也比較簡單化。

雙曲拱橋加固改造的實施中，對增設(shè)拱肋加固的方法應(yīng)用比較重要。對于比較大的跨徑拱橋下進(jìn)行修剪跨徑小矢高大的拱肋，使拱肋上弦和老拱橋能進(jìn)行有效連接，橋臺進(jìn)行連接等。這一加固方法的應(yīng)用對跨度大以及橋臺水平位移大有肋和無肋的拱橋加固比較適用，在對這一方法的應(yīng)用中，要充分重視主拱圈的完整性保持[5]。

除此之外，對雙曲拱橋的加固改造還可通過體外預(yù)應(yīng)力筋加固的方法進(jìn)行應(yīng)用，通過人工剛臂在拱的彈性中心附近施加與應(yīng)該，對張力大小以及著力點坐標(biāo)進(jìn)行有效調(diào)整，來抵消拱腳過大的負(fù)彎矩以及拱頂過大的正彎矩等，這樣就能有助于對拱橋進(jìn)行加固。

3.結(jié)語

總而言之，對雙曲拱橋的加固就需要在方法技術(shù)方面科學(xué)化應(yīng)用，能將技術(shù)應(yīng)用滿足實際的需求，只有如此才能保障雙曲拱橋的正常運用。通過從理論上對雙曲拱橋的加固方法應(yīng)用研究，就能為實際的施工質(zhì)量保障提供理論支持。

[1]蘇家坡石拱橋病害原因分析及套拱加固[J]. 方德銘,夏樟華,左小剛. 世界橋梁. 2014(02)

[2]大跨徑雙曲拱橋提載與拓寬加固方案設(shè)計[J]. 胡志堅,王云陽,胡佳安,萬志蔚. 公路. 2014(11)

[3]混凝土雙曲拱橋病害與加固研究[J]. 劉靜波,馮強(qiáng). 交通標(biāo)準(zhǔn)化. 2015(17)

[4]既有拱橋增大截面法加固改造技術(shù)研究[J]. 楊波. 湖南交通科技. 2014(02)

[5]增大截面法加固雙曲拱橋[J]. 趙志軍. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報. 2015(02)

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1007-6344（2017）04-0041-01