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剛架拱橋加固方法有哪些

2019.01.21

正常情況下，大跨度剛架拱常見的病害是弦桿和剛節(jié)點處的裂縫，只要有病害的剛架拱橋，大多有這類裂縫，但對鋼筋混凝土構(gòu)件來說，只要裂縫寬度不超過容許值，也屬正常使用。剛架拱橋加固方法主要針對的是更嚴(yán)重的問題。

    剛架拱橋常見病害及可選的加固方法

    剛架拱橋主要由外弦桿、內(nèi)弦桿、實腹段、拱腿（主拱腿）、斜撐（次拱腿）、橫向聯(lián)系、橋面板及橋面鋪裝層組成，如下圖。以下將對各構(gòu)件病害現(xiàn)象、病害原因及目前采用的加固方法逐一論述。

    （1）橋面板：剛架拱橋的橋面板常用少筋肋腋板或微彎板兩種，極少數(shù)采用矩形實心板或空心板，前兩種就是在矩形板的基礎(chǔ)上優(yōu)化出來的。鋼筋和混凝土用量較少，重量輕，特別是肋腋板做到了挖空心思，代價是施工復(fù)雜。少筋肋腋板和微彎板不僅配筋少，厚度尺寸也偏小，在短期設(shè)計荷載下肯定沒有問題，長期超載較多的情況下，實橋病害表明：肋腋板底出現(xiàn)方向不太規(guī)則的裂縫，嚴(yán)重的已露筋、漏水。如果是微彎板則微彎板的加勁肋中部底面均有多條向上延伸的豎向裂縫，其中有的裂縫可延伸至板頂，造成板頂縱向開裂。

    對上述病害可選的加固方法有：

    對底面開裂的肋腋板，可采用粘貼雙向編織的纖維布或粘貼鋼板，纖維的強度不必太高。

    對加勁肋開裂的微彎板，采用垂直裂縫的單向碳纖維片形成Ｕ字型，粘貼于肋底比貼鋼板方便，微彎板頂?shù)目v向裂縫視寬度大小，采用灌縫和封閉處理。

    結(jié)合橋面改造，增加現(xiàn)澆層的厚度及強度、加強現(xiàn)澆層內(nèi)的配筋，以改善橋面板的受力狀況。

    （2）   內(nèi)、外弦桿及實腹段：弦桿及實腹段常采用矩形、工字形、箱型截面，外弦桿為受彎構(gòu)件，內(nèi)弦桿及實腹段為壓彎（偏心受壓）構(gòu)件。一般拱片產(chǎn)生的裂縫，常出現(xiàn)在外弦桿上，其次是內(nèi)弦桿和實腹段。外弦桿豎向裂縫和大、小節(jié)點兩側(cè)的斜裂縫是常見的，只是程度不同而已，當(dāng)然如果裂縫寬度在容許范圍內(nèi)，也符合設(shè)計要求，或者還不到必須加固的地步。但對病害嚴(yán)重的剛架拱橋，外弦桿和實腹段跨中底部受拉區(qū)、內(nèi)弦桿的裂縫較多、較寬，有的橫向己貫通，豎向也裂至頂部，特別是節(jié)點兩側(cè)的斜裂縫較寬，有的己貫穿。

    對上述病害可選的加固方法有：

    ① 對剛架拱外弦桿受彎構(gòu)件的加固，如果弦桿不屬于超筋梁，可采用在底面受拉區(qū)粘貼Ｕ型纖維片或粘貼鋼板或增大截面高度和配筋，如果弦桿屬于超筋梁，好采用增大截面高度和配筋的方法，或在底面受拉區(qū)粘貼Ｕ型纖維片或粘貼鋼板的同時，增加橋面現(xiàn)澆層厚度。

    ② 內(nèi)弦桿為偏心受壓構(gòu)件，可采用與外弦桿相同的方法加固。

    ③ 大、小節(jié)點兩側(cè)的斜裂縫，可在裂縫面粘貼鋼板或纖維片加固，以承受主拉應(yīng)力。增大弦桿截面高度，也能減小主拉應(yīng)力。

    ④ 對跨中實腹段的微弧形底面，可采用粘貼Ｕ型碳纖維片，以承受彎曲拉應(yīng)力及徑向撕拉力，或采用增大截面高度和配筋的方法。

    ⑤ 對弦桿及實腹段其它部位的裂縫，可采用灌縫和封閉裂縫。

    （3）橫向聯(lián)系：剛架拱橋的橫向聯(lián)系，在弦桿及實腹段約3米有一道，節(jié)點處得到加強，在拱腿及斜撐上，根據(jù)跨徑大小，也有一至多道，一般情況下都比較完好。但整體性受損的剛架拱就大不一樣，實腹段及弦桿段的橫隔板中部大多有上下貫通的豎向裂縫，挖空的橫隔板比實心橫隔板嚴(yán)重，特別是實腹段橫隔板裂縫較多較寬，個別的幾乎斷裂成只有鋼筋相連，拱腿及斜撐上的橫向聯(lián)系一般基本完好。而采用重力式墩臺的剛架拱橋，橫向聯(lián)系很少有病害，說明剛度低的輕型拱橋不宜采用柔性墩。

    對上述病害可選的加固方法有：

    ① 中斷交通施工時，橫隔板可采用混凝土加固，即在原橫隔板的基礎(chǔ)上，通過植筋加厚加高橫隔板。

    不能中斷交通施工時，橫隔板只有采用施工快速、簡便的鋼結(jié)構(gòu)加固，如下圖。在原混凝土橫隔板的四個角，采用粘貼和螺栓固定四根角鋼，再用兩片鋼桁架夾住原混凝土橫隔板，施工時作好所有橫隔板加固準(zhǔn)備工作，并點焊固定位置后，臨時中斷交通，將各鋼構(gòu)件焊接完成后，再恢復(fù)交通。

    （4）主拱腿及斜撐：主拱腿和斜撐為小偏心受壓構(gòu)件，在恒載及車輛作用下，一般不產(chǎn)生拉應(yīng)力，其內(nèi)主要按構(gòu)造配筋。但有的斜撐底部附近有較多由頂面而下的環(huán)形裂縫，有的開裂至截面高度一半左右。采用有限元計算分析可知，使用荷載下，構(gòu)件不產(chǎn)生拉應(yīng)力，但在墩、臺不均勻沉降時，斜撐底部的負彎矩就非常敏感，較小的不均勻下沉，在此處將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。實橋觀察也說明斜撐底部有裂縫出現(xiàn)，極可能是墩、臺有不均勻沉降。此外，溫度下降時也容易產(chǎn)生斜撐底部的負彎矩。

    對上述病害可選的加固方法有：

    對于斜撐根部的裂縫，可采用環(huán)形包裹粘貼纖維布，也可采用頂面粘貼鋼板或碳纖維條。也可考慮增大截面加固。

    （5）橋面鋪裝層：橋面現(xiàn)澆層對采用預(yù)制拼裝施工的橋面板來說，尤為重要，以其它類型橋梁相比，剛架拱橋的混凝土鋪裝層是組合斷面的一部分，直接參與受力，更重要的是拱片大、小節(jié)點負彎矩區(qū)的受拉鋼筋都布置于現(xiàn)澆鋪裝層中。如果該位置所承受的拉應(yīng)力過大，將會導(dǎo)致橋面橫向貫通開裂，若橋梁整體性較差，還會引起橋面的拱片位置處縱向貫通開裂，這兩類裂縫均屬結(jié)構(gòu)受力性裂縫，必須盡快進行加固。其他坑槽、網(wǎng)裂之類均屬鋪裝層本身局部病害。

    對上述病害可選的剛架拱橋加固方法有：

    ① 鑿除橋面鋪裝，重新澆筑鋪裝層混凝土，按新規(guī)范要求提高混凝土標(biāo)號，加強橋面鋼筋網(wǎng)的配筋。并特別注意鋼筋網(wǎng)必須架起來。新澆鋪裝層的厚度，根據(jù)需要決定是否加厚。

    ② 進一步加強負彎矩區(qū)的縱向鋼筋配置。

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