刚架拱桥范文第1篇

关键字：刚架拱桥病害 防治

中图分类号：U448文献标识码： A

一、拱桥及刚架拱桥

拱桥是我国公路上常用的一种桥梁形式。拱桥在竖向荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，还产生水平推力。拱桥和其他桥梁一样，也是由上部结构及下部结构组成。根据行车道的位置，拱桥主要分成两类，分别是上承式拱桥、中下承式拱桥。桥面位于整个桥跨结构上面的拱桥称为上承式拱桥，其中上承式拱桥又分为两大类，一类是普通型上承式拱桥，这类拱桥由主拱圈、拱上传载构件或填充物、桥面系组成，主拱圈是主要承重结构，另一类是整体型上承式拱桥，这类拱桥是由主拱片、桥面系组成，主拱片是主要承重结构。中、下承式拱桥也即行车道位于拱肋中部或下部的拱桥。刚架拱桥是在析架拱桥、斜腿刚架等基础上发展起来的另一种新桥型，属于有推力的高次超静定结构。

二、刚架拱桥主要病害分析

刚架拱桥主要病害有微弯板开裂、横系梁竖向开裂、拱片连接部位的型钢结合件锈蚀，混凝土剥落，连接薄弱等。

1、拱片病害

主拱片是主要承重结构，由上下弦杆、腹杆、实腹段组成。

上弦杆脱空。由于拱桥修建时考虑不周，跨径太小，桥梁建成后不能满足水流断面的需要，在长期水力冲刷作用下，使桥台基础外露掏空，大雨季节，严重的台后被冲垮，被迫中断交通;轻的使桥台产生沉降外移，拱桥上弦杆就处于悬空或接近悬空的状态。上弦杆与墩台分离会造成跳车、漏雨等病害，而且会损坏牛腿。析架拱桥桥面大都是微弯板结构，跳车常将桥面的微弯板震断，漏雨常常引起桥梁下部结构的碳化，导致钢筋锈蚀。

拱片裂缝。拱片裂缝大部分分布于上弦杆、次拱腿和上弦杆的联接处、主拱腿和实腹段

的联接处以及拱顶，其中联接处裂缝又最为集中。拱片裂缝典型形态。上弦杆和拱顶处的裂缝均属于竖向断裂裂缝，且裂缝上端窄下端宽，很明显是受拉所致。其原因大多是横载和活载长期反复交替作用而断面配筋不足造成混凝土内拉应力值较大，超出其极限抗拉强度，导致开裂另外在施工缝以及拱片接头处也容易产生裂缝。

2、横系梁病害

横系梁的作用是把各析架拱片连成整体，使之共同受力，横系梁主要病害是裂缝。横系梁的裂缝形态都是竖向的断裂裂缝，这主要是微弯板的侧向水平推动作用使横系梁受拉所致。在长期活载作用下横系梁的横向联接功能会减弱，导致桥梁横向整体刚度的降低，引起横系梁内拉应力超出允许值，这是造成病害的原因之一。因此，适当地设置和加固横系梁，对增强桥梁横向刚度是很有利的。

3、桥面病害

桥面既承受局部荷载，又与拱片形成整体，共同受力，桥面板种类很多，常用的是微弯板。微弯板主要有两种布置形式，有预制拱板加填平层的，也有用上平下拱的少筋微弯板。桥面微弯板直接承受桥梁的使用荷载并将其传递给拱片，它本身又以部分或全部参与所在部位构件的共同作用，成为上弦杆或实腹段截面的一部分。裂缝是微弯板主要的病害，微弯板的裂缝通常发生在板厚最薄弱部位及接缝微弯板还有其他病害比如蜂窝、孔洞和层隙等，其形成主要是由于施工质量造成的。在车辆荷载及雨雪冰冻等因素作用下，微弯板表层还会出现磨损、腐蚀、老化、剥落等病害。以下以尹家河桥为例加以说明：

伊家河桥位于104公路山东微山县南段。上部结构为一孔钢筋混凝土刚架拱桥，净跨径50m，净矢高sm，净矢跨比为1/10，桥宽为净一12附2X1.75m人行道，荷载标准为汽一20级、挂车一100级，人群3.5咖/角2。全桥共5片拱片，主体结构混凝土为C30，钢筋为11级。采用预制构件、有支架安装的施工方法，实腹段与拱腿、弦杆与拱腿及拱顶接头采用钢板接头，横系梁上伸出的n型钢，通过调正角钢与预埋在拱片的n型钢焊接，并浇筑混凝土。下部结构为重力式桥台，本桥建于1986年，在2001年5月对该桥进行外观检查时发现，在桥纵向跨中17m区段，该处微弯板出现纵向严重开裂，板底最大裂缝已达Zrn们n，微弯板的加劲肋竖向裂缝达1~3rnrn。横系梁在中段处出现宽约0.srnrn的竖向裂缝，尤其是与拱片联结部位的型钢结合件锈蚀严重，混凝土早已剥落，联结很弱。边拱片两半拱联结部位钢板锈蚀严重。

之所以出现上述病害，主要是由于横系梁与拱片联结部位松动、开裂，作为轴向受拉构件的横系梁受力过大，导致个别横系梁在中段处沿竖向开裂，使得横向联结构件的联系作用减弱，特别是跨中区段的横系梁与拱片的联结，造成拱片在微弯板的拱式推力的作用下发生侧移。而微弯板在上述情况下边界条件改变，内力发生重分布，加之数年车辆荷载的局部作用以及疲劳损伤的累积作用，出现了前述微弯板开裂现象。

三、刚架拱桥病害防治措施

1、加强日常维护与小修

刚架拱上部结构由微弯板、横系梁、次拱腿、次梁、主拱腿组成，每一个构件均发挥着不同的作用，每一个部位出现破坏均会破坏原有的设计传力体系，可能造成整个桥的破坏，因此刚架拱的养护要做到及时维修加固。及时的小修可推迟大修的到来，达到节省维修养护费用的目的。

2、维修加固要全面统筹

对刚架拱的加固要做到全面统筹，保证维修加固后各构件具有相同的承载力、耐久性和可靠度。韩庄刚架拱进行了主拱圈的增大和断面加固，但是时过2a，次梁出现了超出养护规范宽度的裂缝。

3、改进桥型

通过几何尺寸的拓扑优化，使得该类桥实现现有荷载下的合理轴线;根据现有的设计规范对截面尺寸、配筋进行优化;结合现有的施工方法与技术水平，对施工过程进行优化。结合现行的规范对刚架拱桥的性能进行全面的改进，解决刚架拱超载潜力小、整体刚度弱、动力效应影响大、微弯板局部强度低、横向整体性较差等缺点。

4、注重对桥梁的补强加固

补强加固是对于一些破坏不甚严重、结构还能继续维持一段时期的工作、为了使该结构能在较长的时期里正常工作的一种补强加固措施。常见的桥面铺装层损坏拱片与横系梁上小部分的保护层脱落桥台拱座出现细微裂缝等可采取相应的补强加固措施、使结构维持正常的工作状态。这种处理方法虽然涉及的技术含量并不是很高、但对维持桥梁长期正常的工作状态是一项很好的措施环节、使运营的结构得到及时的养护。

桥梁补强加固常用的方法有：用外包钢法加固补强；用增大截面法四周加固补强；用粘钢加固技术%应用碳纤维加强塑料（CFRP）加固修补；采用体外预应力加固补强；贴碳纤维布或钢板条和裂缝封灌的综合修补方法。

刚架拱桥范文第2篇

关键词：环氧树脂；刚架拱；空隙；压力灌浆

Abstract: This paper studied the application of epoxy resin in the Steel Arch Bridge with epoxy slurry through the gap between the welded steel plate and the gap between the arch legs and arch perfusion, to fill the frame arch bridge edges and binding sitecracks, increasing the Steel Arch Bridge with compressive strength, tensile strength, and improve the bearing capacity to extend its service life.

Key words: epoxy resin; Framed Arch; gap; pressure grouting

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、刚架拱桥与环氧树脂

贤友河大桥位于莱阳市滨海大道贤友河上，拟建2-40米，桥面宽34米的刚架拱桥，始建于2011年。

刚架拱桥的优点：外形轻巧美观、自重轻、整体性好、桥下净空大、预制装备程度高、结构受力明确、节省材料等。

刚架拱桥的缺点：

①主拱腿、弦杆根部（拱脚处）、横系梁上缘裂缝。拱腿作为主要支撑构件，直接决定着桥梁的安全性，经调查表明刚架拱桥尚未出现明显的破坏性裂缝，个别出现拱脚裂缝。

②上弦杆、主节点、次节点结合部位裂缝。上弦杆、主节点、次节点结合部位出现的裂缝具有一定的普遍性。

③本桥在拱肋的1/4、1/2设计预制安装节点，节点连接为预埋钢板对焊连接处，连接处是受力的薄弱环节，极易出现裂缝。拱脚在安装后一般采用高标号水泥砂浆灌注固定拱腿，不易施工,易产生缝隙、砂浆不密实，易产生轻微的变形裂缝而影响钢架拱桥的使用寿命。

环氧树脂在桥梁及结构物的结构加固中，使用非常广泛是效果较好、粘结力较强的经济实用材料。它既有较高的抗拉强度，又有较高的抗压强度。可以弥补混凝土的抗拉强度较低的问题。经实践、试验证明，环氧树脂抗拉强度可达到17Mpa，抗压强度可达到50Mpa以上。而且和易性、流动性较大，与高标号水泥砂浆相比，灌注拱腿施工更便于施工，质量有保障。

二、使用环氧树脂的情况介绍如下：

应用部位

本桥拱肋在1/4、1/2连接处的焊接钢板间的空隙内，灌注环氧树脂浆液。

拱腿与拱座间的空隙内，灌注环氧树脂水泥砂浆。

环氧树脂的配合比：

环氧树脂浆：6101环氧树脂：二甲苯：邻苯二甲酸二丁酯（以下简称二丁酯）：乙二胺=100:10:10:8

灌注环氧树脂砂浆：6101环氧树脂：二甲苯：二丁酯：乙二胺：水泥：干砂=100:10:10:8:250:350

设备：空气压缩机1台、压力罐1台、透明塑料管、灌注导管等，以上设备根据灌注量大小配备。

工艺流程 ：

焊接钢板间空隙内灌注环氧树脂浆工艺。

（1）钢板在焊接前进行除锈、去污处理。在焊接钢板的过程中，在缝的低端焊接直径5mm的铁管作为注浆孔，在焊缝的顶端焊接直径5mm的铁管作为排气孔，并检查是否通气流畅。

（2）配制环氧树脂浆液：根据焊缝的灌浆量、压力罐的容量确定一次配制环氧树脂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，最后加乙二胺，再次快速搅拌均匀。

（3）将灌浆导管与压力罐的出浆孔连接，压力罐的充气孔与空压机的出气孔连接，并固定牢固。

（4）向压力罐内注入环氧树脂浆液，一次灌注不超过压力罐体积的2/3.灌注前关闭压力罐的出浆阀门，开启漏斗下的阀门，浆液通过漏斗灌入压力罐内然后关闭阀门。

（5）利用空压机向压力罐内充气，空压机调整到自动充气位置，压力一般控制在0.2~0.255Mpa左右（可根据实际情况适当调整）。

（6）打开压力罐出灌浆孔开关，通过灌浆孔开关适当调整灌浆速度，自排气孔出浆后关闭出浆孔阀门。快速拔下灌浆孔的导管并进行封堵严密不得漏浆。

（7）注意事项：

A、灌浆易采用透明塑料管，以便观察注浆速度。塑料管内出现气泡情况时，应立即关闭压力罐出浆孔阀门，保证空气不进入灌浆体内。如果灌浆体未灌满，及时向罐体内补充浆液（操作按步骤（4）），直至排气孔出浆液为止。

B、灌注过程必须连续，根据灌注时间及时准备浆液，常温下浆液配制后30-40分钟内灌注完成，24小时后可以拆除焊缝导管后，进行补焊（焊接时注意降温以防止环氧树脂高温老化）。

C、二甲苯、乙二胺属于易燃易挥发、有毒物质，配制过程中注意防火防毒，确保施工安全。

D、灌注过程中安排专人观察压力罐、空压机压力值及灌浆进度情况。

E、环氧树脂有较强的腐蚀性，使用过程中注意及时更换透明导管。

环氧树脂砂浆的灌注工艺：

（1）拱腿就位后，利用木条（厚度5厘米左右）将拱腿与拱座间的空隙（底部及两侧）封闭，不得漏浆。

（2）配制环氧树脂砂浆：根据灌注体积的大小确定环氧树脂砂浆的用量，确定一次配制环氧树脂砂浆的用量，配料顺序取环氧树脂--二甲苯--二丁酯三者混合快速搅拌均匀，再加入乙二胺，快速搅拌均匀，最后加入水泥、干砂搅拌均。

（3）利用导流槽将环氧树脂砂浆灌入灌注孔内，顶部预留5CM的后补水泥砂浆抹面。

（4）将拱腿与拱座间的木条拆除后，利用高标号水泥砂浆将四周封闭并进行正常养护。

注意事项：

A、拱腿和拱座间空隙保持干燥无污物。

B、拌合用砂要进行烘干处理，不得含有水分。

C、环氧树脂砂浆凝固后方可用高标号砂浆封闭。

D、安全事项同灌注环氧树脂浆。

通过采取以上措施，使钢架拱的钢板间焊接空隙填充环氧树脂，拱脚处的原高标号水泥砂浆换成强度更高的环氧树脂砂浆,附导管安装及压力罐制作示意图如下：

刚架拱桥范文第3篇

关键词：刚架拱桥贝雷片吊装施工

Abstract: In this paper combine with the Shaxian cents boat bridge construction, introduced construction technology in crossing the river and the soft ground, lifting Bailey beam erection of bracket of reinforced concrete rigid frame arch bridge. Bailey beam erection of bracket lifting frame in reinforced concrete arch bridge crane beam construction has characteristics of simple equipment, safety, economy and other.Key words: rigid frame arch bridge; Bailey; lifting; construction

1工程概况

1工程概况

沙县仙舟大桥上部结构为3×50米钢筋混凝土刚架拱桥，桥长185.36米，桥梁横向全幅6片拱片组成，中距3.20米。本桥上部结构分解为拱腿、实腹段、弦杆及斜撑构件进行预制，拼接组装，焊接或现浇固结而成；全桥拱腿、实腹段、弦杆及斜撑构件各36片，其中实腹段与拱腿、弦杆与拱腿接头以及拱顶接头采用钢板焊接接头（简称干接头），其余采用钢筋焊接现浇混凝土接头（简称湿接头）。

2总体施工方案

本桥第一跨为跨河，水深3～6m，第二、三跨桥下是河滩，施工期间第二、三跨基本是旱地，但为软基，原设计是采用索道吊装、桥下钢管桩支架的施工方案；由于现场不具备索道施工条件：0#台端没有施工作业面及地锚位置，并且桥下河床软基以下地质均为岩层，打入钢管桩困难，原索道吊装方案难实施。同时地基处理成本大，并考虑到地基沉降不均匀，也不适合采用满堂支架方案。为了保证工程安全、质量、进度，经过现场认真勘察、结合工程特点，确定取消索道吊装方案，改为采用在贝雷梁上搭设支架，配备两台吊车进行吊装的施工方案。根据现场场地条件，本桥钢筋混凝土刚架拱桥吊装顺序为：第三跨右半幅3道拱片第二跨右半幅3道拱片第一跨右半幅3道拱片第一、二、三跨左半幅3道拱片。

2.1 第二、三跨施工方案

第二、三两跨桥下均为河滩，经过现场勘察，多种方案进行比选、综合考虑后，确定采用贝雷梁上搭支架吊装方案：即采用贝雷片组拼成通跨纵导梁，纵导梁两端搭在承台上，纵导梁中间采用枕木垛支撑，然后在导梁上搭设固定桥梁预制构件的钢管支架，最后进行桥梁上部构件吊装。详见《第二、三跨贝雷片吊装立面图》。

第二、三跨贝雷片吊装立面图A ――A（半幅）

2.2 第一跨施工方案

第一跨桥下是水深3～6m的河道，考虑到河流和雨季的的影响，必须保持河道过水要求。首先在1#墩、0#台分别向跨中各填15m宽的平台，作为吊车吊装施工场地，跨中预留20米宽作为河道过水，施工完成后恢复河道至原有流水宽度；跨河部分采用贝雷片组拼成的跨河纵导梁，离墩台约10m处浇筑钢筋混凝土横梁（地梁）作为支墩，跨河纵导梁两端就搭在这两个横梁上，确保贝雷片导梁绕度及支撑体系的稳定性满足要求，并保证导梁安全不受河水冲刷。详见《第一跨施工支撑体系图》。

2.3刚架拱桥施工顺序

刚架拱桥施工顺序：地基处理搭设贝雷梁贝雷梁上搭设钢管支架预制构件吊运预制构件安装支架拆除桥面系施工。

第一跨施工支撑体系图

3地基处理及搭设贝雷梁支架

3.1第二、三跨地基处理与搭设贝雷梁支架

首先在桥下左侧分层填筑、整平、压实，修建一条吊车与运梁车通行的施工便道；同时对桥下河滩地表整平，对跨中搭枕木垛范围地基进行换填（换填范围300*300cm），采用挖掘机挖除软弱土, 并分层换填砂、碎石和砾石等散体料，分层压实，对换填后的地基进行承载力试验，地基承载力达到250KPa要求后搭枕木垛（250*250cm）；然后组装6组贝雷片，形成3道纵导梁，作为主要的受力构件；在3道贝雷梁上面，沿拱片接头处布置3道横向用2I25工字钢拼成的横向传力梁，在工字钢传力梁上搭设Φ50钢管支架，间距100cm，拱片接头处钢管加大密度，按每个拱片接头处6根钢管布置，在钢管上面布置70cm长顶托，顶托上面布置[12cm槽钢；整个构件的支撑体系安装完成后，采用两台50T吊车进行吊装。

3.2第一跨地基处理与搭设贝雷梁支架

在第一跨内，向靠0#台、1#墩15m范围河道抛填片石，抛填片石高出施工期最高水位1m、整平压实，并对抛填压实平台进行承载力试验，地基承载力达到150KPa后，在离墩台约10m处浇筑C25钢筋混凝土横梁（长*宽*高：1500*120*100cm）；横梁（即地梁）作为支墩，纵导梁（跨河贝雷梁）两端搭在该横梁上，通过地梁上预埋件与纵导梁固定牢固；最后在贝雷梁上搭支架，支架结构同第二、三跨。

4构件的预制及吊运

本桥所有构件均是在地模上预制，除微弯板和悬臂板外，其他构件均采用叠层预制，即先在地模上预制一片，然后在其上一层层叠加预制，既可节约用地，又能减少测量放样。

为了确保准确安装构件，起吊前对每片构件尺寸认真复核及编号，待混凝土强度达到设计要求时开始起吊。

本工程采用2台吊车对实腹段进行空中翻身，其余构件均直接翻身就位，然后吊放在运梁拖车，将构件运至现场吊装。

5构件的安装

5.1 临时支架的搭设

本桥吊装前先搭设临时支架，为临时支撑构件自重及分段接头施工方便，其位置均设在构件吊环处，同时考虑安装操作人员脚手架。支架设计方案：实腹段间距100×50cm，其余间距100×100cm；每支架采用4根Φ50mm钢管为立柱，每2m高设横撑及斜撑。

5.2 构件的安装

按设计与规范要求进行构件安装，每跨每片拱严格对称进行安装，单片拱安装顺序：两端拱腿安装两片实腹段安装拱腿与实腹段横系梁安装两端斜撑安装两端弦杆安装弦杆段横系梁安装支架拆除微弯板和悬臂板安装。

(1) 第二、三跨构件安装

拱腿安装：采用50T吊车起吊拱腿，两端分别支撑于支座和支架上。支架端用2T的手拉葫芦左右各1个调整左右方向、设计位置，用顶托调整标高，待横系梁安装完毕后拆除手拉葫芦；而支座端先在支座内坐浆，拱腿周围用硬木楔塞紧，尺寸就位测量准确，待微弯板安装完毕，拆除木楔后，再进行灌注侧壁砂浆，达到由铰结到固结目的。

实腹段安装：用2台吊车配合，分别从两端同时起吊实腹段，与安装拱腿一样，用2T的手拉葫芦左右各1个调整左右方向、设计位置，用顶托调整标高，在支架上与拱腿对接好后，电焊钢板接头，形成裸肋，待横系梁安装完毕后拆除手拉葫芦。

裸肋部分横系梁安装：半幅裸肋安装好后，在横系梁处搭设支架，再用吊车进行拱腿与实腹段的横系梁安装。横系梁由立柱底部木楔调整、控制好高程。横系梁预埋的槽钢通过调整角钢与拱片内预埋的槽钢焊接，焊好后立模浇接头混凝土。

斜撑安装：斜撑起吊后，分别支承于斜撑支座和支架上，支架可在安装裸肋完毕后搭设。斜撑底坐浆固定，另一端配合葫芦固定于支架上，与弦杆接头混凝土强度达到设计要求后拆除支架。

弦杆安装：弦杆用吊车起吊后，分别支撑于墩台支座和大节点上，配合葫芦调整弦杆与斜撑、弦杆与实腹段的接头位置，直至满足设计要求。随后将弦杆与拱腿结合处的钢板、弦杆与实腹段接头钢筋焊接，再立模浇筑混凝土接头。

弦杆部分的横系梁安装：弦杆安装完毕后，安装弦杆部分的横系梁，方法同安装裸肋部分横系梁。

微弯板和悬臂板安装：从两端向跨中进行安装，悬臂板安装要先搭支架，并与微弯板固定牢。板间及板与肋间的缝用细石混凝土灌实，板底用水泥砂浆勾缝。

(2) 第一跨构件安装

除实腹段安装外，其他构件安装同第二、三跨构件安装。

实腹段安装：首先运梁拖车将构件运至现场，用吊车吊至船上，船运至桥下准备吊装；两台吊车分别停放在河道两侧15m宽工作平台上，船运实腹段至桥下合适位置后，利用两台吊车吊装实腹段，详见《实腹段船运图》、《两台吊车吊装实腹段图》、《第一跨吊装效果图》。

实腹段船运图 两台吊车吊装实腹段图

第一跨吊装效果图

6施工注意事项

(1) 桥位中线、跨径、墩台高程、弦杆支座位置与高程要满足设计要求，经校核无误后吊装。

(2) 吊装前，两桥台台背按设计要求进行回填。

(3) 认真检查构件接头钢板、钢筋，保证构件位置、尺寸准确，在吊装前对构件接头钢板、钢筋进行除锈蚀和污渍。对湿接头构件表面进行凿毛处理。

(4) 构件起吊时，要严格控制好两端点的高度，安装拱片时要预留好拱度。构件接头采用现浇混凝土时，须在其混凝土强度和质量达到设计要求后，方可进行上部构件安装。

(5) 吊装前仔细检查设备钢丝绳、吊挂绳索及支架。

(6) 构件的吊装须指定专人统一指挥，严格按技术交底的施工顺序组织施工；构件的移动、调整要缓慢、平稳进行。

(7) 积极保持与地方气象部门联系，密切注意天气变化，风力5级以上严禁施工。

7结束语

从沙县仙舟大桥的施工效果来看，采用贝雷梁上搭设支架吊装刚架拱桥施工既安全、经济，又大大缩短了工期。

(1) 采用贝雷片组拼成通跨导梁，克服了大面积地基不均匀影响。

(2) 采用贝雷片组拼成通跨导梁，克服了跨河道问题，保证河道正常通水。

(3) 不需要对桥下地基进行特别处理，仅在贝雷片导梁支承点局部进行地基处理即可，处理方式简单、经济、快速。

(4) 采用贝雷梁上搭设支架吊装方案，施工过程受干扰小。而采用索道吊装需要增加桥头工作面，在0#台端需增加征地、拆迁工程量；同时需要对0#台台后既有道路进行交通管制，增加安全隐患。

(5) 在本工程施工过程中，吊装构件的预拱度按设计要求5cm进行设置，对贝雷梁上搭设支架吊装全程进行了监控量测，拱片沉降满足要求，桥梁标高、结构尺寸均符合设计要求。

总之，贝雷梁上搭设支架吊装刚架拱桥施工技术，在沙县仙舟大桥工程施工中成功应用，取得较好的效果，保证了刚架拱桥施工的安全、质量，又提高了经济效益、大大加快了施工进度，受到建设、设计及监理等有关单位的高度评价。

参考文献：

[1]温晓锋.浅谈钢筋混凝土刚架拱桥的施工技术[J].中国新技术新产品，2009年12期.

[2]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].

刚架拱桥范文第4篇

关 键 词：拱桥病害；拱桥加固

中图分类号：K928 文献标识码： A

1 引 言

1988年我国建成桥梁124000余座，时至2013年，我国已建成桥梁700000余座。建成的桥梁中有一部分，由于过去建造的桥梁是按20世纪70年代的设计标准荷载汽―15、挂―80与汽―18、挂―80设计而成的。对于现在日益繁重的交通与汽车超载现象按这些标准设计的桥梁承载能力早已不能满足要求。加之我国上世纪施工中存在许多问题，桥梁施工手册并不完善，桥梁施工经验明显不足。导致这些桥梁由于承受荷载大于自身的设计荷载，使得桥上部机构与下部结构出现大量的病害，急需加固。我国现有桥梁中有很大一部分桥梁是拱桥，拱桥的维修方法与有效的加固方法成为一个急需解决的问题。

2 拱桥中存在的病害

拱桥按材料分类大致有：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥及刚架拱桥。不同材料的拱桥产生的病害并不相同，我们就不同的拱桥病害加以综述：

2.1 圬工拱桥的常见病害

圬工拱桥由于自身材料多为砌石，红砂石抗抗拉能力级差，材料本身也存在风化现象，使得石料风化是圬工拱桥的常见病害。特别是在圬工拱桥拱脚处，会地基产生较大的水平推力，一旦桥台或墩台发生位移，拱轴线发生变化，势必会在拱顶底面产生较大的水平拉力，导致拱顶下部开裂，严重整座拱桥都会坍塌，这就是圬工拱桥由于桥台变位导致的结构开裂与破坏。

2.2 钢筋混凝土桁架拱桥的常见病害

钢筋混凝土桁架拱桥因为其自重轻，对地基承载能力要求较低，构件小可预制装配施工使其成为一种上世纪非常受设计师欢迎的一种拱桥，但是上世纪设计规范不完善，结构不合理。施工过程中模版安装不到位，近年来不断加重的交通荷载使得很多在役钢筋混凝土桁架拱桥出现了病害，其常见的病害有拱顶因为超载受到过大的正弯矩而被拉裂。拱脚也因承受荷载过大而受到负弯矩，加之沿拱轴传递到拱脚的压力，超过了混凝土极限抗压承载能力，混凝土被压裂。

2.3 钢管混凝土拱桥的常见病害

钢管混凝土拱桥是一种新型桥型，我国于1990年建成了第一座钢管混凝土拱桥――四川旺苍大桥。到目前建成钢管混凝土拱桥大约有200座左右。

钢管混凝土拱桥主要是利用高强混凝土很好的抗压性与钢管的套箍作用，使得混凝土三向受压，依靠钢管与混凝土之间的摩擦力使钢管混凝土结构具有更高的强度和变形能力。但是实际情况并不如同理论设想的那样。在施工上，我们很难让管内混凝土密实，即使振捣充分或是使用自密实混凝土，拱肋局部多多少少存在的空洞，因为我们无法避免混凝土的收缩徐变作用。混凝土无法与钢管形成套箍作用，极大的减少了钢管混凝土拱桥的承载能力。

2.4 刚架拱桥的常见病害

刚架拱桥是我国上世纪70年展起来的一种拱桥，刚架拱桥拥有自重轻，施工方便，在一定范围的跨径上具有其他桥型无可比拟的经济性。整座桥构件少，桥整体性好，刚度大，造型美观等优点。结构内部虽为多次超静定结构，但结构外部可简化为二铰拱，无铰拱或拱与其他结构组合的支承形式。刚架拱桥兼备了刚架和拱式结构的受力特点。

刚架拱桥优点很多，但是并不是没有缺点。刚架拱桥的主节点和次节点是病害的多发处。主节点和次节点开裂是刚架拱桥的常见病害，裂缝方向随着裂缝位置向节点靠近，由竖向逐渐变为斜向。

3 拱桥的加固方法综述

拱式结构是以压弯构件作为承重的结构，主拱圈的截面的应力公式是：

式中：――主拱圈截面应力；

――主拱圈截面轴向力；

――主拱圈截面面积；

――主拱圈截面弯矩；

――主拱圈截面抗弯几何弹性模量。

要减小或增加只能改变等式右边的、、、这四个参数，由此引出了拱桥“百家争鸣”的加固方法。

3.1 增大主拱圈截面加固方法

增大主拱圈截面的方法是通过增大来减少主拱圈所承受的应力。增大主拱圈截面法又分为主拱圈下缘增大截面加固法与主拱圈上缘增大截面加固法。

3.1.1 主拱圈下缘增大截面加固法

加固的具体过程是在主拱圈按一定间距钻孔设置锚杆，再在锚杆上焊接或绑扎钢筋网，然后喷射混凝土加固。其采用的锚杆最好为高强膨胀锚栓。但是我认为对主拱圈钻孔肯定会对主拱圈造成二次破坏，甚至在钻孔时主拱圈出现更多裂缝。采用喷射混凝土虽然混凝土中加入了速凝剂，但就如同仰焊一样，在施工质量上会大打折扣。

3.1.2 主拱圈上缘增大截面加固法

我国绝大多数拱桥都是以拱脚为控制截面，采用等截面形式。因此在一般情况下，荷载作用下除拱脚外，其他截面设计都有富裕，病害也多发生在拱脚截面附近。基于上述原因，对于绝大多数大、中跨径空腹式拱桥，为了方便施工，通常采用在主拱圈上缘局部增大主拱圈截面的加固方法。与下缘增大截面加固法一样采用三钢混凝土加固。

3.2 局部粘贴加固法

在上部荷载作用下拱顶下截面出将产生拉应力，如果超过其承受限度时，将导致主拱圈开裂、破损、严重时丧失承载能力。对整座拱桥采用增大主拱圈截面加固方法显得不经济，这是可采用环氧砂浆在主拱圈的受拉区段粘贴钢板钢筋，或用环氧胶浆粘贴玻璃纤维布，碳纤维布等高强材料，增加主拱圈局部强度，提高桥梁的承载能力。如广西宜山龙口桥采用环氧树脂加固。

3.3 调整主拱圈内力加固方法

调整主拱圈内力加固方法其实是改变的大小来达到改变主拱圈应力状态的目的。通常情况下，主拱圈上部的压力线与拱轴线不重合，总会有一定的偏差，压力线与拱轴线的偏离会在拱内产生的附加内力，附加内力会对拱顶和拱脚产生弯矩。利用其赘余力在拱底产生负弯矩，或在拱顶产生正弯矩，与拱底、拱顶的控制弯矩相反，改善主拱的受力情况。

3.3.1 假载法改变压力线加固方法

在实际情况中当遇到拱脚、拱顶两控制截面有一个弯矩很大，另一个控制截面弯矩较小时可采用通过调整拱轴线与压力线的位置改善主拱圈的受力情况。具体做法是：当拱脚负弯矩较大，拱脚上缘开裂，产生裂缝，而拱顶截面尚有一定富裕时，可采取减薄拱上填料或桥面厚度的办法，亦可采用轻质填料使恒载压力线上升，在全拱圈范围内产生一定的正弯矩，使拱脚负弯矩减少，达到加固的目的。当发生与之相反的情况拱顶正弯矩过大时，可适当增加拱上建筑的填料，使拱顶正弯矩减少。如重庆市江津游渡河大桥就是采用减少拱上建筑的重量达到减少拱脚弯矩的目的。

3.3.2 顶推加固法

建立在软土地基上的拱桥，往往由于地基的松软或多或少的产生水平位移和沉降，使拱轴线下沉，拱肋开裂，从而影响桥的正常使用。为消除拱桥产生水平位移而引起的损坏，可采用顶推工艺使拱轴线复位，调整主拱圈内力，达到加固的目的。运用顶推工艺可在恢复断面整体性完好的前提下，恢复原桥的承载能力。

3.4 体外预应力加固法

这种加固方法就是在顺桥方向设设置钢筋混凝土拉杆或预应力钢索进行加固，如济宁市南环线京杭运河大桥就是刚架拱桥，为加强其整体性，在拱两侧布设体外预应力钢绞线加固。这种加固思想最早可追溯到隋代的赵州桥，采用双银锭腰铁嵌入，锁牢相邻拱石的方法。

3.5 截面转换加固法

这种加固方法只是笔者设想的一种加固方法，还未运用到拱桥的加固中。这种加固方法最早是周建庭教授用于加固罗布江孜大桥，其具体做法是将工字形截面梁转换为箱形梁的加固技术。这样可以大大提高原桥的抗弯、抗扭刚度，改善原桥向分布系数，安全可靠，是整个桥整体性得到加强。笔者认为这种加固方法也可以运用在桁架拱桥与刚架拱桥中，比如把刚架拱拱肋之间连起，转换为刚箱拱桥。通过改变来减少拱圈截面应力。

4 结 语

面对日益繁重的交通，很多桥都处在亚健康状态，还有一些桥已经病入膏肓，人在生病的时候要看医生，桥梁也需要专业的桥梁医生来为它们治病疗伤。21世纪与20世纪不同，我国再也不会是桥梁的建设大国，我们必将是桥梁的病害大国，研究桥梁的病害，对症下药将是21世纪桥梁科研中的最重要的研究方向！

参考文献（References）：

[1]邢秀清.石拱桥常见桥型与病害分析.[J].山西建筑，2010，36（2）：334-335.

[2]费增乾.桁架拱桥典型病害的分析与加固.[J].公路，2004，8：25-27.

[3]邓海泉.钢管混凝土拱桥典型病害分析研究.[J].城市道桥与防洪，2010，6：135-136.

[4]姚玲森.桥梁工程.[M].北京：人民交通出版社，2008.5：342-343.

[5]蒙云、卢波.桥梁加固与改造.[M].北京：人民交通出版社，2004.122-123.

[6]杨波.既有拱桥增大截面法加固改造技术研究.[J].湖南交通科技，2010，36（2）：93-95.

[7]云南省交通科研所.用环氧树脂粘贴修补钢筋混凝土钢筋混凝土悬臂式梁桥的初步实践.[Z].云南，1981.

刚架拱桥范文第5篇

关键词：拱桥、旧桥检测与评价、旧桥改造

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、 旧桥概况

1、 总体现状

省道S265线沙村桥位于德庆县播植镇境内，旧桥分左右两幅进行修建，其中右幅桥梁原为3-26m双曲拱桥，建于1968年，后利用原基础加固改造成箱型拱桥，上部构造为1×6m（钢筋砼实心板）+3×26（钢筋砼箱形肋拱）+1×3.4m（钢筋砼实心板），拱上建筑为梁式腹拱，每一主跨为10×2.8m（钢筋砼实心板），下部构造：0#台为浆砌片石组合式台，台身挖空，基础为明挖扩大基础，采用松木桩加固；3#台为钢筋砼实体台，钻孔灌注群桩基础；桥墩均为钢筋砼实体墩，钻孔灌注群桩基础。桥梁总宽为6m，桥梁全长93.07m，加固后设计荷载为汽-20，挂-100。

左幅桥梁建于1999年，上部构造为1×6m（钢筋砼实心板）+3×25m（钢筋砼刚架拱）+1×3.0m（钢筋砼实心板）。下部构造：桥台均为钢筋砼前倾一字台，钻孔灌注群桩基础，桥墩均为双柱式墩，钻孔灌注桩基础。桥梁总宽为6m，桥梁总长93.07m，设计荷载为汽20，挂－100。

2、 旧桥检测及病害结果分析

在2012年6月调查中发现：右幅原双曲拱肋外观质量较差，均出现竖向裂缝，裂缝普遍出现在每跨的1/4跨、1/2跨和3/4跨的位置，大部分裂缝呈贯通状态，裂缝宽度较宽，在0.3~1.24mm范围，均超出规范要求。但经验证，2000年进行双曲拱肋加固改造成箱型拱了后，裂缝宽度均保持改造前的的宽度，因此拱肋裂缝均为旧裂缝，现箱型拱肋结构无明显病害；拱上立柱与桥面板混凝土外观质量较好，全桥共有21块桥面板底部出现网状裂缝，宽0.05~0.15mm，其中第3跨拱上桥面板破碎露筋严重；桥台外观质量较好，从外观上看，各桥台基础无明显下沉及侧移现象；桥墩整体埋置于土层中，无明显病害；桥面为钢筋砼铺装，外观质量较差，桥面出现2条纵向贯通裂缝，较多的横向裂缝，第3跨桥面局部破碎、沉陷。

左幅刚架拱混凝土外观质量较好，各跨拱腿脚与斜撑脚处顶面及两侧面出现较多的横向裂缝，缝宽在0.05~0.15mm间，第1跨和第2跨的大、小节点、实腹段出现较多的竖向裂缝，个别裂缝呈两侧面对称状态，裂缝宽度在0.05~0.2mm间，各跨的横系梁普遍出现斜向对称裂缝，裂缝缝宽在0.1~0.6mm间；所有肋腋板底面均出现网状裂缝，其中以各跨的实腹段附近的3块肋腋板最为严重，缝宽在0.1~1.2mm间；桥台外观质量较好，从外观上看，各桥台基础无明显下沉及侧移现象；桥墩外观质量良好，桥墩拱座有竖向裂缝，缝宽0.05~0.1mm，各桥墩基础无明显下沉及侧移现象；桥面铺装外观质量较好，但出现较多的横向裂缝。经检测报告显示：左幅刚架拱桥肋腋板及主拱圈的裂缝病害严重，主要构件存在严重缺损，不能正常使用，为5类危桥。

二、 设计方案

1、建设规模及技术指标

桥梁起点桩号K91+995.96，终点桩号K92+089.03，桥梁全长93.07m，桥面净宽11.27m，总宽12m，桥面双向横坡为2％，设计荷载为公路-II级。设计洪水频率为100年一遇。

2、改造方案比选

由检测报告知：右幅桥梁病害主要为原双曲拱桥病害，加固维修后病害情况未见发展，因此其维修方案比较明确：对有裂缝的构造进行灌缝处理，对桥面板进行更换。

对左幅桥梁的改造进行以下三个方案比较：

方案一：拆除刚架拱拱片及刚架拱范围内桥面系，利用桥台及基础，凿除旧桥墩立柱在承台面浇注实体桥墩、新建上部构造为1×6.01m（钢筋砼实心板）+3×28m预应力钢筋砼小箱梁＋1×3.0m（钢筋砼实心板），先简支后桥面连续，桥台全利用。该方案的优点是上部结构全部为新做，中间没有增加桥墩，全桥荷载等级明确，彻底解决旧桥病害问题，工期短；缺点上部结构建筑高度比旧桥高，仍满足设计水位要求，箱梁吊装难度大，工程造价稍高。

方案二：利用桥台、桥墩及基础，拆除旧桥桥面板，紧贴旧拱片两侧和横系梁截面两侧外包钢筋砼加固，拱片及横系梁每侧加宽0.15m，同时在原刚架拱片中间增加新的刚架拱片，对旧桥墩拱座裂缝进行加固处理；重新浇注整体式桥面板，增强上部结构的整体性及刚度，重铺桥面铺装。该方案的优点为：主要操作是在旧拱片上设钢吊环，在其上架设支架、施工平台，进行新增拱片施工，工程造价低；缺点：新加厚拱片与原拱片受力协调性较难保证，原拱片病害未得到有效修复，施工工作面窄，操作难度较大。同时由于新增拱片后，上部结构恒重比原来有所增加，对下部构造产生不利的影响。

方案三：拆除刚架拱拱片及刚架拱范围内桥面系（6m、3m的边跨桥面系利用），利用桥台、桥墩及基础，凿除旧桥墩立柱在承台面浇注实体桥墩，在旧桥跨中新增设单柱式桥墩，新建6×14m普通钢筋砼T梁，先简支后桥面连续，桥台全利用。该方案的优点是上部结构全部为新做，跨径变小，减轻桥台、桥墩负荷，全桥荷载明确，彻底解决旧桥病害问题；缺点是跨间增加桥墩，压缩了过水断面面积，工期较长。经与水务部门沟通，因压缩了过水断面，水务部门不同意该方案。

通过以上综合比选，并征求公路局有关部门的意见，采取方案一进行改造，利用桥台、桥墩及基础，新建上部构造为1×6.01m（钢筋砼实心板）+3×28m预应力钢筋砼小箱梁＋1×3.0m（钢筋砼实心板），先简支后桥面连续。桥梁总宽度为6.0m，横断面布置为0.365m边防撞墙+5.635m行车道，与右幅桥相接设缝隔开。

三、 施工注意事项

严格按照有关现行施工技术规范和设计要求进行施工，还要注意以下事项：

1、本项目采用分幅施工，先利用左幅刚架拱桥进行限载通车，对右幅箱型拱桥进行病害修复和更换桥面板；等右幅通车后对左幅刚架拱桥进行上部改造。

2、左幅刚架拱桥需拆除上部构造，拆除顺序为：防撞墙―桥面铺装－悬臂板－整平层－肋腋板－横系梁及拱肋（先外侧拱肋，依次内侧拱肋，拆除拱肋前将与其相邻的横隔梁拆除）。本桥三跨拆除旧桥上部构造必须同时对称进行，避免桥墩不对称受力受损。拆除拱肋方法：拆除与拱肋联系的横系梁后，将弦杆及拱腿切离主拱肋后吊走，切割及吊走过程必须做好安全措施，防止拱肋段倾覆或者掉入河床碰撞到旧桥墩及拱座。

3、箱梁预制

1）浇筑箱梁混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑；施工时，应保证预应力孔道及钢筋位置的准确性；预制梁顶、底板及腹板较薄，施工单位应选用合适的骨料粒径并做好配合比试验；梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密、要求早期强度高，应充分振捣密实，严格控制其质量。

2）为了防止预制梁上拱过大，及预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d。

3）为了保证桥梁的平整，建议预制箱梁时跨中向下设1.7cm的反拱度。

4、箱梁安装

1）箱梁施工工艺流程

a、设置并安装好支座，逐孔安装箱梁，连接湿接缝及横梁钢筋。

b、在日温最低时浇筑桥面板湿接缝砼，浇筑砼应由跨中向支点浇筑。

c、现浇桥面现浇层混凝土时，注意预埋伸缩缝、防撞墙及桥面铺装预埋钢筋。

d、施工防撞墙、喷洒防水层、进行桥面铺装施工及安装伸缩缝。

2）箱梁吊装均采用捆绑式吊装，吊点位置到背墙前缘线或桥墩中心线的垂直距离采用900mm，横桥向距离悬臂根部100mm，吊装预留孔可采用PVC管，孔口应采取措施，以减少吊装时钢丝绳对箱梁的磨损。

3）预制梁架设时应根据所采用的架设方式对箱梁进行施工荷载验算，验算通过后方可施工。

结语：通过对沙村桥旧桥改造工程前期详细的勘察设计，为施工提供了具体、可行的方案，大桥在未封闭交通下施工期，施工期间进展顺利，后期运营后未发现病害，本设计方案较为成功，为山区旧拱桥的改造方案提供一定的借鉴作用。

参考文献：

【1】《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008