桥梁加固与改造浅述

摘要：拱桥加固，首先必须对桥梁技术状况，各种缺陷、病害进行全面细致的检查与检测，查明原因，选定 技术上可行、经济上合理的加固及改造方案。

关键词 拱桥；病害；维修；加固；结构

我国拱桥数量众多，桥龄逐年增大。而经济的发展带来了交通流量的大幅增长，特别是超载运输车辆的通行，冲击过大，引起拱桥承载力不足，桥跨结构构件开裂损坏。而随着公路的 改建与大修，许多拱桥的状况得到了明显的改善，但由于使用旧的设计规范，且施工水平低，材料质量较差等方面的问题仍 然存在，致使一些拱桥在使用年限内就产生了不同程度的病害 和损伤，许多拱桥甚至成为危桥，危及行车的安全畅通，给人 们的生活及生命安全带来一定的危害。如何对此类桥梁病害进行旧桥加固维修处理，是交通主管部门目前最为关注的问题之一。 我国拱桥主要有3 种结构型式，即石拱桥、钢拱桥和混凝土拱桥。石拱桥是我国修建最早的，类型有肋拱、板拱等。钢 拱桥顾名思义，则是以钢材修建的。混凝土拱桥的类型有箱形拱、桁架拱、板拱、肋拱、刚架拱、桁式组合拱、双曲拱、系杆拱、中承式拱、钢管混凝土拱等。

1 拱桥的常见病害

1.1 上部结构常见的病害

拱桥上部结构的病害相对来说较多，主要有双曲拱的腹拱 开裂、拱顶下沉、主拱圈和拱波分离、拱肋开裂、拱肋撞击损伤、侧墙外倾、横系梁开裂等；桁架拱的拱肋、立柱、横向联 系开裂，拱顶下沉，横向变位大等。

1.2 下部结构常见的病害

各种型式的拱桥下部结构病害有：基础下沉，基础台身后 移，基础下地基局部冲空，墙身竖向开裂、墙身横向开裂，或 向一侧倾斜等。

1.3 桥面常见的病害

桥面板裂缝、破碎；伸缩缝损坏等。

2 拱桥常见病害产生的原因

1）设计方面：设计标准过低，桥面板板端刚度不足；伸缩缝装置本身刚度不足；伸缩装置锚固构件强度不足；过大的 伸缩量；后浇筑填料选择有误；混凝土强度设计较低；伸缩量 计算有误等。 2）施工方面：桥面板间伸缩间距的施工误差；后浇筑料的管理不良；伸缩装置安装的不好；桥面板浇筑不良；支承台 做的不好等。 3）其它因素：车辆荷载及频率加大；桥面板老化；后浇筑填料老化；桥头前后、桥面凸凹不平；桥面清扫不彻底；支座、桥墩异常；灾害事态发生；出现轻微裂缝没有及时维修等。

3 拱桥加固与旧桥改造

3.1 拱桥维修加固工作必须认真、细致加固前必须查找旧桥的设计施工图纸，地质钻探资料，施 工原始记录，调查原设计荷载标准，桥面净空，基础埋置深度等。 同时，也必须对桥梁进行全面的检查检测，现场勘察旧桥各部 构造完成程度，平面几何尺寸的变形，桥面高程的沉降量，上 部结构挠曲变化情况，裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。必 要时，在条件许可的情况下，还要进行荷载试验，找出问题， 结构的变位情况，对桥梁的现有承载能力做出评价，制定出切 实可行的方案后再组织实施。由于拱桥的受力特点，在卸除拱上荷载试验及基础位移复位时应特别注意桥梁结构的安全。

3.2 旧桥加固设计的技术要高由于旧桥加固方案的设计，工作量大，收费低，一般大的 设计单位不愿意承担这样的设计任务，业主单位通常也更愿意废弃旧桥另修新桥。而旧桥加固设计又需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识，确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安 危程度，及其结构状态和内力大小程度，这就需要一定的力学试验以作结构分析的支撑。因此，在加固方案的设计和处理方面，要有一定施工经验的专业队伍，才能保证做预算时，计算出相应的定额，把握好工、料、机的消耗，控制好新型材料选 用的价格。另外，对于检测工作，除了要求检测人员要具备深 厚的桥梁专业理论知识，还要有一定的专业检测工具及仪器。

3.3 要以科学的态度对待旧桥维修加固工作，不断学习和引进 新技术、新工艺 一座旧桥的加固费用往往不足一座新建桥梁的1/10，但由于旧桥加固工作困难大、技术要求高、危险性大、责任大，有 的人不愿加固旧桥。因此，从事桥梁管理的工程技术人员，必须具有良好的职业道德，科学严谨的工作作风，并具有一定的 工作经验。桥梁维修加固是当今桥梁界的重要科研课题，先进的旧桥加固技术不断涌现，促进了桥梁维修、养护、旧桥加固和技术改造。这就要求技术人员不断学习和引进先进的施工技术和方法，以提高工作效率，使加固更可靠、持久。

3.4 旧桥加固的基本方法 拱桥加固时应尽可能不损伤原结构，避免不必要的拆除及 更换，防止旧桥加固中造成新的结构损伤和病害，而因特殊环境（高温、冻融、腐蚀等）造成的桥梁结构病害，旧桥加固设计应采用针对性的处置措施。拱桥加固的基本原理：1）从外因角度是通过结构的性能改变提高主拱圈的承载力。2）从内因角度就是 采用改变结构体系，减轻拱上建筑荷载重量，提高主拱圈的承 载力。无论采用何种旧桥加固方法和旧桥加固技术，无论采取改变主拱 圈外部条件或改变桥梁自身伏况，调整主拱圈承受的内力的途径，基本原理都是为了减小主拱圈承受拉应力。

3.4.1 拱桥上部结构维修加固常用的方法顶推加固法。拱桥在自重及荷载的作用下，对基础对桥台 会产生巨大的垂直力及水平推力，并产生台后填土的压缩及基础的沉降，从而引起拱桥拱轴线的变化及拱顶的下沉。此方法的原理是在桥跨一侧或两侧的拱脚处，安装传力结构（钢夹具 或刚性横梁），通过千斤顶，施加推力，并将千斤顶两夹具中 间的拱肋凿离，在顶推过程中，测量并观察拱肋起拱及桥跨结 构变化情况，直到达设计水平距离或拱上桥面出现裂缝，保持 千斤顶压力在分离的拱肋间浇筑高标号环氧树脂砼，待砼形成 强度，放松千斤顶压力，使桥拱轴线恢复。这种方法优点是使 用维修材料较少，经济缺点是技术难以掌握，需专业施工队。 加强横向联系旧桥维修加固。当横向联系损坏满足不了分布横向荷载的要求时，可采取增加横向剪力撑及增加、加大横向联系梁的方式解决。增加剪力撑：一般适用于横向联系较差或向刚度较小的桁架拱桥。操作方法：两拱肋间的拱脚处至五分点处加剪力撑梁，梁的砼截面尺寸和配筋根据梁肋的大小来决定。 剪力撑梁的钢筋需和肋的钢筋焊接，以加强接头的刚度。增加、 加大横系梁：根据旧桥跨径的不同及原横向联系的完好程度，可采用增加横向联系，一般可增设3~5道，增加的横向联系 一般情况下，砼截面大于老横系梁，新增的要包裹拱肋。

3.4.2 增加拱肋受力截面加固法 拓肋旧桥加固可分为下侧拓和三侧拓，通常采用U 形拓，方 法是清除拓肋裂缝破碎的砼保护层，露出厚主筋或箍筋（无筋 肋只需清除即可），将箍筋接长，焊上新的主筋，然后立模浇 筑新的砼，这样新的拱肋和旧肋连成整体，提高原桥的承载力。

3.4.3 更换桥面系 更换拱上填料，更换桥面铺装，更换扶栏等。更换拱上填 料是将拱上强度低，防水性能差的填料换成二灰土、轻质砼等 耐水轻质填料，清除拱上填料的顺序一般和施工时加载程序相 反，后加的先御，先加的后御。桥面铺装宜采用钢筋砼结构。 总之，在拱桥的加固管理中，要根据桥梁的具体情况，采用不同的旧桥加固方法，使其确保良好的工作状态。

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