增設套拱在石拱橋加固中的運用

1、<p>　　增設套拱在石拱橋加固中的運用</p><p>　　摘要：拱橋是我國公路上常用的一種結構形式，然而隨著橋梁使用年限的增長以及橋梁通行交通量的增大，出現(xiàn)了各式各樣的病害，因此拱橋加固成為了橋梁加固的頭等課題。文章結合工程實例，通過對某一個石拱橋增設套拱的加固設計，詳細的介紹了增設套拱在石拱橋加固中的運用，對其他的石拱橋加固具有一定的參考價值。 </p><p>　　關鍵詞

2、：拱橋 病害加固 套拱 </p><p>　　中圖分類號：U448文獻標識碼： A </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　中國的拱橋始建于東漢中后期，距今已有一千八百余年的歷史。拱橋的出現(xiàn)是世界橋梁史上的一大飛躍，尤其在中國，拱橋是橋梁最常用的一種結構型式，其式樣之多，數(shù)量之大，為各種橋型之冠，特別是公路橋梁，據(jù)不

3、完全統(tǒng)計，拱橋在我國公路橋梁中占到70%。然而在后期的運營中，拱橋出現(xiàn)了大量的病害，其出現(xiàn)病害主要原因有以下幾個方面：1、設計荷載標準偏低，承載能力不足。2、通行能力不足，超期服役，長時間超載運營。3、設計、施工時的一些技術缺陷。 </p><p>　　在工程實際中，往往要對一些已經(jīng)出現(xiàn)的病害的危橋予以采取加固，相比橋梁拆除重建而言，加固橋梁具有工期短、造價低、對過往交通量影響小等優(yōu)點，特別對于交通量不大的農村公

4、路而言，這種優(yōu)點體現(xiàn)的淋漓盡致。但在加固的過程中，許多實踐和理論都要我們不斷去的探索和研究，直至提出合理、經(jīng)濟、安全的加固方案，本文結合工程實例，具體的介紹了通過增設套拱在石拱橋加固中的運用。 </p><p><b>　　工程實例 </b></p><p>　　某市馬村橋為一跨12米石拱橋，矢高為4米，矢跨比為1/3,主拱圈厚0.5m，拱軸線近似為圓弧線。橋梁建成于

5、上世紀80年代，橋梁在使用的過程中，出現(xiàn)的病害較多，起突出的主要問題表現(xiàn)在：主拱圈存在開裂現(xiàn)象，并延伸至橋臺，如：0#橋臺位置主拱圈有1條縱橋向裂縫，最大寬度4mm，見圖1；1#橋臺位置主拱圈有2條縱橋向開裂，最大寬度約6～10mm，見圖2； </p><p>　　圖10#橋臺處主拱圈嚴重開裂 圖21#橋臺處主拱圈嚴重開裂 </p><p>　　在該橋加固設計前，我們對裂縫出現(xiàn)的原因進行了

6、分析后認為橋梁出現(xiàn)裂縫的主要原因有以下幾個：一是拱橋的設計時未考慮其荷載的橫向分布；二是在拱橋施工時未考慮到拱圈砌石的交錯搭接，導致形成了拱圈的縱向裂縫;三是橋面排水設施的缺失以及橋面鋪裝的破壞使得橋臺滲水現(xiàn)象明顯；四是拱橋主拱圈截面偏小，承載能力不足。橋梁病害已經(jīng)出現(xiàn)，如果不及時采取措施，任由繼續(xù)發(fā)展的話，將會影響橋梁的承載能力，從而造成橋梁的安全事故，因此橋梁的改造迫在眉睫。 </p><p>　　對于橋梁出

7、現(xiàn)的實際情況，我們提出具體的加固方案，對于主體結構，首先用砂漿封閉裂縫，同時為了防止裂縫的進一步繼續(xù)發(fā)展，并且提高橋梁主拱圈的承載能力，在主拱圈下部增設一個鋼筋混凝土套拱，在橋面頂部設置防水鋼筋混凝土整體式橋面鋪裝。下面介紹一下具體的加固措施: </p><p>　　1.對于主拱圈，主拱圈下增設一個20cm厚混凝土套拱。 </p><p>　　2.新做20cm厚防水鋼筋混凝土整體式橋面鋪裝

8、。 </p><p>　　具體加固措施見圖3、4。 </p><p>　　圖3橋梁改造方案總體圖 </p><p>　　圖4加固拱圈鋼筋構造圖 </p><p>　　對于增設的套拱，采用20cm厚C30混凝土，拱圈配筋為一層，配筋位置位于加固拱圈的中間位置，配筋規(guī)格均為Φ16,具體布置沿拱圈方向和垂直拱圈方向間距均為20cm；同時為了使新舊拱

9、圈良好的結合，采取對原拱圈植筋植入鋼筋，植筋縱橫間距均為40cm，呈梅花形布置，植筋要求其植入鋼筋錨固長度不低于20cm，其單根植筋鋼筋軸向受拉承載力設計值為10KN。在設計時，考慮到原有拱圈存在滲水現(xiàn)象，特意在澆筑加固拱圈混凝土時候預留排水孔，排水孔沿裂縫設置，間距2m，直徑為5cm。新做鋼筋混凝土整體式橋面鋪裝的主要目的是：一、使得車輛荷載均勻的傳遞給主拱圈，使其受力均勻；二、阻止雨水滲入對主拱圈的影響。橋面鋪裝采用雙層鋼筋網(wǎng)，配筋

10、規(guī)格均為Φ16,橋梁縱橫方向間距均為20cm。 </p><p>　　通過橋梁博士對其建模計算可知，加固后的效果非常好，加固后其承載能力能夠達到公路-Ⅱ級。其加固后主要工程量為混凝土200m3，鋼筋為19t；全橋造價約為40萬，每平方米造價約為1400元，僅僅相當于拆除重建費用的1/3～1/4，工期僅用2個月的時間，其中封閉交通僅僅為1個月，相比拆除重建方案，工期至少壓縮了1/3。加固完成后，通過橋梁的后期運營，

11、取得了很好的效果。 </p><p><b>　　結論 </b></p><p>　　綜上所述，通過對橋梁加固技術的研究和探索，不僅能夠及時、快速、便捷的為交通服務，還能取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，在我國石拱橋加固的過程中，主拱圈截面偏小已經(jīng)成為了一個比較突出的問題，增設套拱不僅可以起到加固橋梁的作用，還可以有效的提高老橋的實際承載能力。但是加固改造的施工工藝比較復

12、雜，設計理論還不是很成熟，只用通過不停的研究與探索，才能使我們的理論和方法趨于成熟，從而達到加固橋梁的目的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 中華人民共和國行業(yè)推薦性標準.公路橋梁加固設計規(guī)范（JTG/T J22-2008）.北京：人民交通出版社.2008. </p><p>　　[2] 中華人民共

13、和國行業(yè)標準.公路鋼筋混凝土及預應力橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004）.北京：人民交通出版社.2004. </p><p>　　[3] 中華人民共和國行業(yè)標準.公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社.2004. </p><p>　　[4]汪蓮主編.橋梁工程.合肥：合肥工業(yè)大學出版社.2006 </p><p>　　[5] 吳躍