系桿拱橋常見病害及加固方法

1、<p>　　系桿拱橋常見病害及加固方法</p><p>　　摘要：本文主要介紹了系桿拱橋的上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)及類型，闡述了系桿拱橋的病害種類及原因，并對(duì)其加固方法進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：系桿拱橋；病害種類；原因；加固方法 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U448.22+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p

2、><b>　　引言 </b></p><p>　　系桿拱橋是一種特殊形式的拱橋，兼有拱橋和梁橋的特點(diǎn)，由于其在兩拱腳間設(shè)置水平系桿，用以平衡拱腳水平分力，而使基礎(chǔ)不受水平推力或受推力較小。與通常的拱橋和梁橋相比，有地基適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)受力合理、用料省、建筑高度低、施工方法多、造型美觀等方面的優(yōu)勢(shì)，是生命力很強(qiáng)的一種結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　　一、病害種類及原

3、因 </p><p>　　1、拱肋常見病害分析 </p><p>　　1.1混凝土拱常見病害分析 </p><p>　　因拱肋受壓，當(dāng)拱軸線和受曲線不一致時(shí)，受力模型就發(fā)生改變而降低其承載力；混凝土結(jié)構(gòu)拱肋產(chǎn)生裂縫致使露筋或鋼筋銹蝕、碳化嚴(yán)重時(shí)降低了鋼筋砼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 </p><p>　　1.2鋼管拱常見病害分析 </p>&

4、lt;p>　?。?）鋼管混凝土空隙、空鼓 </p><p>　　鋼管混凝土拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，管內(nèi)灌注混凝土，由于施工工藝及質(zhì)量控制體系的問(wèn)題，可能造成管內(nèi)混凝土的不密實(shí)或與鋼管結(jié)合不緊密，即空隙、空鼓?？障妒怯捎阡摴芄皟?nèi)混凝土收縮引起的，主要分布在鋼管拱頂部。原因?yàn)槭┕r(shí)采用水灰比較大。鋼管拱內(nèi)空鼓主要分布在鋼管腹板與下部圓管的結(jié)合處，特別是泵送施工時(shí)出漿嘴處形成的空鼓比較普遍。由鉆孔抽測(cè)發(fā)現(xiàn)，混凝土收

5、縮形成的空隙量較小，在1mm內(nèi)，空鼓的空隙量在2 mm內(nèi)，現(xiàn)有空隙量對(duì)鋼管拱的整體安全性沒(méi)有不良影響。 </p><p><b>　?。?）鋼管銹蝕 </b></p><p>　　鋼管涂層由于碰擦或施工質(zhì)量等原因，容易發(fā)生表面龜裂、起皮、剝落，進(jìn)而在雨水的侵蝕下使鋼管產(chǎn)生銹蝕。 </p><p><b>　?。?）焊接裂縫 </

6、b></p><p>　　拱肋及聯(lián)結(jié)系的焊縫，由于焊接質(zhì)量問(wèn)題，可能產(chǎn)生開裂、脫落、銹蝕。在焊接缺陷及局部應(yīng)力集中處均易誘發(fā)疲勞裂縫。在應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的共同作用下，裂縫會(huì)迅速發(fā)展，如不及時(shí)處理將危及橋梁安全。主要原因?yàn)楹附淤|(zhì)量達(dá)不到質(zhì)量要求。 </p><p>　　2、吊桿及錨具常見病害分析 </p><p>　　經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，吊桿的主要病害為鋼護(hù)套銹蝕、開焊、

7、掉漆。原因有施工質(zhì)量以及吊桿鋼護(hù)套所受集中應(yīng)力。若不及時(shí)處理，水沿開裂處進(jìn)入吊桿內(nèi)部，可能使吊桿鋼絲束加速銹蝕，進(jìn)而斷裂，危及橋梁安全。吊桿兩端的錨固部位滲水、銹蝕、開裂、松動(dòng)。吊桿上部為錨固端，錨具埋入鋼管拱內(nèi)，有蓋板蓋住。是否產(chǎn)生滲水、銹蝕，是由蓋板周邊的焊接質(zhì)量決定的，只要焊縫質(zhì)量達(dá)到要求，是不會(huì)發(fā)生滲水、銹蝕等病害的。吊桿下部為張拉端，錨具外部的保護(hù)盒內(nèi)填入防腐油脂，只要油脂不滲漏，錨具就不會(huì)銹蝕。 </p>&l

8、t;p>　　3、系桿部分常見病害分析 </p><p>　　系桿是鋼管混凝土系桿拱橋的重要部件，它承受拱肋傳來(lái)的所有水平推力，它的耐久性關(guān)系到系桿拱的使用壽命。但是，系桿一般處在橫梁之上、橋面系表層之下，系桿周圍被混凝土所包裹。其主要問(wèn)題有以下表現(xiàn)： </p><p><b>　　3.1系桿保護(hù)差 </b></p><p>　　在對(duì)南方地

9、區(qū)橋梁的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，系桿外保護(hù)層效果差，系桿內(nèi)保護(hù)層只是簡(jiǎn)單地灌注了黃油。該地區(qū)天氣炎熱，采用普通黃油易融化和流失。在此情況下，因黃油損失與滲水引起系桿銹蝕、斷裂。 </p><p>　　3.2系桿的防水不好導(dǎo)致銹蝕 </p><p>　　有很多橋梁的系桿都處于混凝土包圍的凹形槽的底部，而混凝土凹形槽都未做特殊的排水設(shè)計(jì)，由于排水不暢及施工及運(yùn)行期雜物進(jìn)入的影響導(dǎo)致嚴(yán)重積水，造成腐蝕。在對(duì)

10、一些橋梁的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，其凹形槽的滲水引起被混凝土包裹的鋼絞線系桿嚴(yán)重銹蝕。 3.3系桿預(yù)應(yīng)力束拉力不均勻 </p><p>　　4、橫梁病害成因分析 </p><p>　　橫梁產(chǎn)生裂縫，露筋或鋼筋銹蝕，預(yù)應(yīng)力橫梁的鋼絞線銹蝕或預(yù)應(yīng)力損失嚴(yán)重。端橫梁產(chǎn)生裂縫，混凝土剝落、露筋或鋼筋銹蝕。 </p><p>　　二、系桿拱橋維修加固的主要方法 </p>&

11、lt;p><b>　　1、直接加固法 </b></p><p>　　采取直接對(duì)結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行材料增強(qiáng)的措施即直接加固方案通常有以下類型： </p><p><b>　　1.1加大截面法 </b></p><p>　　當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí)，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方

12、法是在構(gòu)件底部或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高構(gòu)件的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高橋梁的承載能力。 </p><p>　　外包混凝土加大截面法加固原理就是一方面通過(guò)新增加混凝土和受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，阻止了原結(jié)構(gòu)繼續(xù)變形、位移和開裂，充分發(fā)揮原結(jié)構(gòu)的作用：另一方面利用新增加混凝土和受力鋼筋，來(lái)承擔(dān)全部或大部分活載作用，從而提高橋梁的承載能力。 </p><p>　　1.2噴錨混凝土加固法

13、</p><p>　　采用植筋法將錨筋植入待補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)部位，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的混凝土，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。噴錨混凝土是噴射機(jī)械利用壓縮空氣將新混凝土混合料，通過(guò)噴嘴高速噴射到已錨固好的鋼筋受噴面上，凝結(jié)硬化后形成新的鋼筋混凝土。 </p><p>　　1.3加強(qiáng)連接點(diǎn)、阻止裂縫發(fā)展法 </p><p>　　對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可采用錨拴對(duì)承重構(gòu)

14、件進(jìn)行改造加固，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫、螺栓等連接處進(jìn)行加強(qiáng)處理；對(duì)鋼筋砼或鋼結(jié)構(gòu)的裂縫趨勢(shì)預(yù)測(cè)后阻隔其進(jìn)一步發(fā)展，同樣可以達(dá)到加固的效果。 </p><p><b>　　1.4粘貼法 </b></p><p>　　粘貼鋼板加固法是采用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)形成整體共同受力，以提高其剛度，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂

15、縫的進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)、提高橋梁承載能力的目的。 </p><p><b>　　1.5繞絲法 </b></p><p>　　通過(guò)將退火鋼絲或鋼筋纏繞在被加固構(gòu)件上，產(chǎn)生環(huán)向約束而提高構(gòu)件承載力及延性的加固技術(shù)。 </p><p><b>　　1.6更換構(gòu)件法 </b></p><p>　　

16、當(dāng)橋梁局部構(gòu)件有嚴(yán)重缺陷而不易修復(fù)時(shí)，可采用新的構(gòu)件替換原有構(gòu)件，如斜拉橋的拉索銹蝕損壞時(shí)，可用新拉索來(lái)替換；當(dāng)橋梁支座失去功效而不能滿足主梁變形受力時(shí)，可將主梁頂起更換支座；又如少筋微彎板橋梁的微彎板，破損后不易修復(fù)，亦可考慮更換；再如雙曲拱橋的拱波、鋼架拱橋的橋面板等。直接加固法均是對(duì)不能滿足承載力要求的鋼筋砼或鋼結(jié)構(gòu)等薄弱構(gòu)件部位，采用新增材料（鋼筋、鋼板、混凝土及復(fù)合材料等）進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的措施。 </p><

17、p><b>　　2、間接加固法 </b></p><p>　　通過(guò)改變結(jié)構(gòu)本身承力的傳遞方式即間接加固方案通常有以下類型： </p><p>　　2.1改變結(jié)構(gòu)受力體系法 </p><p>　　通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的，它的基本原理是以減少控制截面的內(nèi)力為目的進(jìn)行加固。改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法有： </

18、p><p>　?。?）在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支架或橋墩； </p><p>　　（2）簡(jiǎn)支梁與簡(jiǎn)支梁之間加以連接，即簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)； </p><p>　?。?）在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁； </p><p>　?。?）在拱橋上增設(shè)鋼梁。 </p><p>　　2.2體外預(yù)應(yīng)力加固法 </p><

19、;p>　　體外預(yù)應(yīng)力加固法主要用于梁式橋(包括簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等。正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，能夠達(dá)到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)希纳平Y(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。 </p><p>　　體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的原理是通過(guò)在橋梁體外設(shè)置鋼質(zhì)拉桿或撐桿，并與被加固梁體錨固連接，然后施加預(yù)應(yīng)力，強(qiáng)迫后加拉桿受力，從而改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高，

20、且可減少結(jié)構(gòu)變形，縮小裂縫寬度甚至閉合。 </p><p>　　3、減輕橋體自重加固法 </p><p>　　減輕自重就是通過(guò)調(diào)整橋體恒載分布的手段，減輕橋梁受力構(gòu)件的負(fù)荷或降低基礎(chǔ)承載力要求以達(dá)到加固的目的。 </p><p><b>　　4、回頂法 </b></p><p>　　當(dāng)橋臺(tái)等構(gòu)件在水平推力下產(chǎn)生位移時(shí)，可

21、采用千斤頂?shù)仍O(shè)備恢復(fù)原先空間位置。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　對(duì)現(xiàn)有鋼管混凝土拱橋的實(shí)地調(diào)查以及對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)資料的研究分析, 對(duì)鋼管混凝土拱橋出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)與分類, 旨在為其養(yǎng)護(hù)維修關(guān)鍵技術(shù)的提高幫助, 為其養(yǎng)護(hù)維修和病害監(jiān)測(cè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)與安全評(píng)定方法的編寫提供可靠的依據(jù), 從而提升鋼管混凝土拱橋養(yǎng)護(hù)維修。 </p&

22、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 徐峰．拱橋病害分析與加固方法[J]. 青海交通科技. 2011（04） </p><p>　　[2] 荊秀芬. 鋼管混凝土拱橋養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究[J]. 橋梁建設(shè). 2010（06） </p><p>　　[3] 王沖. 公路拱橋常見病害與加固技術(shù)應(yīng)用[J].