增大截面法加固双曲拱桥技术

摘要: 采用增大主拱圈截面的方法来加固双曲拱桥,通过静力和动力荷载试验来进行检验,加固效果良好,此方法值得推 广应用。 

关键词:双曲拱桥,加固,荷载,检测,桥梁加固,双曲拱桥加固,

0　引　言

双曲拱桥在上个世纪六十年代在我国风靡一时。由于 用钢量小,整体性较差等多方面的原因,在运营一定时间后, 很多病害都逐渐暴露出来,严重者已经成为危桥,不能继续 运营。在对辽宁省双曲拱桥调查研究、分析论证,并对其中 部分双曲拱桥实施双曲拱桥加固的基础上,认为对于大多数需要加固处理的桥梁来说,只要选择适合的双曲拱桥加固措施,是完全可以继 续运营的。 

1　工程概况 

敖汉桥位于辽宁省阜新市境内的101国道上,建于1967 年。桥全长44. 2m。原设计荷载等级汽- 13,拖- 60,跨径 为2m～15m。拱波和拱板都采用C15砼,没有钢筋。拱上 填料砂砾石。重力式实体桥墩、U型桥台, C15片石混凝土 扩大基础。经现场调查了解,拱肋上有多处纵向裂缝,并有 混凝土崩落,钢筋裸露锈蚀;拱上填料由于泥水的渗入抗剪 强度降低,在车辆荷载的作用下,侧墙受拱上填料的挤压而 外鼓,局部有长裂缝贯穿侧墙。拱波混凝土出现多处纵向裂 缝,位于拱波顶部, 都较长较宽, 个别裂缝已贯通, 宽度 0. 5mm～0. 9mm。 

2　双曲拱桥加固方案 

主拱圈是双曲拱桥的主要受力构件,直接决定着桥梁的 承载能力。经计算和分析论证,主拱圈加固采用增大截面 法:把拱上填料全部拆除,然后在拱背上浇筑200mm厚的钢 筋砼,钢筋直径Φ16,钢筋间距20cm ×20cm。增大截面之后 的主拱圈如图1所示。 

3　荷载试验 

荷载试验包括静力荷载试验和动力荷载试验,其目的是 检验桥梁结构在试验荷载作用下的实际受力状况是否满足 设计通行荷载及规范要求,并通过现场加载试验以及对试验 观测数据和试验现象的综合分析,对桥梁结构作出总体评价。 

3. 1　静力荷载试验 通过对该桥进行静载试验,测定桥跨结构在试验荷载作用下 控制截面的应变和挠度,并与理论计算值进行比较分析,以 检验桥梁加固能否符合有关标准、规范及规定的要求。 静力荷载试验共分为四种试验工况,分别为: 工况1:边跨跨中截面正弯矩的最不利位置布载(两辆 车中载). 工况2:边跨跨中截面正弯矩的最不利位置布载(两辆 车偏载). 工况3:边跨拱脚截面负弯矩的最不利位置布载(两辆 车中载). 工况4:边跨拱脚截面负弯矩的最不利位置布载(两辆 车偏载). 

3. 1. 1　挠度及变位 在试验荷载作用下跨中截面各拱肋的挠度值如表1所 示. 各拱肋的挠度曲线如图2所示。 在试验荷载作用下跨中和拱脚截面各拱肋的应变值如 表2所示. 截面应变分布如图3所示。 

3. 2　动力荷载试验 通过对该桥进行动载试验,测定桥跨结构在试验荷载作 用下的自振特性,检验桥梁的整体工作性能。 荷载工况为一辆重300KN (车重+荷载)的车辆分别以 20Km /h、30Km /h和40Km /h的速度在无障碍的情况下通过 敖汉桥。 3. 2. 1　自振频率 上部结构前三阶自振频率值如表3所示。 

3. 2. 2　冲击系数 车辆以20Km /h、30Km /h和40Km /h的速度通过,测得 冲击系数分别为: 1. 208、1. 219和1. 245。 3. 2. 3　阻尼比 实测一阶阻尼比D1 = 0. 0518。 

4　结　论 

(1)双曲拱桥加固后检测结果表明,主拱圈拱上建筑、桥面铺装、 桥墩等构件未出现明显缺陷病害。 (2)主桥上部结构挠度校验系数及应变校验系数分布 合理,反映了主拱圈有一定的弹性工作性能,整体工作性好, 结构安全储备较充足。 (3)结构冲击系数实测值小于计算值,并符合《公路桥 涵设计通用规范》的规定值,桥梁对行车的冲击反应在安全 范围内。 (4)增大截面法加固双曲拱桥的方法切实可行,收到了 良好的社会和经济效果,值得参考和推广。

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