七、拱桥加固方法

1、拱桥加固方法拱桥加固方法第一节第一节 砖、石拱桥加固方法砖、石拱桥加固方法一、概述一、概述 砖、石拱桥的加固一般砖、石拱桥的加固一般可采用加固拱圈的可采用加固拱圈的方法来实现方法来实现。因砖石拱桥在我国数量较多，。因砖石拱桥在我国数量较多，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重，这里结合维修技术一并介绍。这里结合维修技术一并介绍。 圬工拱桥的修复宜采用圬工拱桥的修复宜采用与原桥相同与原桥相同的建桥的建桥材料材料，青砖、料石、素混凝土、混凝土预青砖、料石、素混凝土、混凝土预制块等不宜掺杂使用制块等不宜掺杂使用。修复拱圈的。修复拱圈的合拢温合拢温度度以以1020

2、为宜。为宜。 车辆通行时桥梁车辆通行时桥梁出现较大振动出现较大振动但其他情况但其他情况均较好时均较好时应考虑增大桥梁的刚度应考虑增大桥梁的刚度。 当当采用加载、减载加固措施采用加载、减载加固措施时，时，必须考虑必须考虑对邻孔的影响及墩、台的偏心作用对邻孔的影响及墩、台的偏心作用。 圬工拱桥圬工拱桥因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、加固措圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、加固措施有：施有： 1）拱圈内腹及两侧出现大面积的严重风化剥落、拱圈内腹

3、及两侧出现大面积的严重风化剥落、灰缝脱落时，可先清除剥蚀面灰缝脱落时，可先清除剥蚀面，在灰缝内嵌入水，在灰缝内嵌入水泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂13cm厚的厚的M10以以上水泥砂浆。上水泥砂浆。喷浆可分喷浆可分23次进行次进行，每隔，每隔12日日喷一层，喷一层，并可加布一层钢丝网并可加布一层钢丝网，以增强喷涂层强，以增强喷涂层强度。度。 2）若）若拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝，且且裂缝两侧有明显的高差，则应处理台墩裂缝两侧有明显的高差，则应处理台墩中的下沉问题中的下沉问题。同时可在缝内先压注水泥同时可在缝内先压注水泥砂浆或其他化学浆液，再用水

4、泥砂浆勾缝砂浆或其他化学浆液，再用水泥砂浆勾缝作为临时处理措施。作为临时处理措施。若裂缝继续发展若裂缝继续发展，可，可暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水泥混凝土内衬泥混凝土内衬。同时。同时应查明裂缝产生的原应查明裂缝产生的原因，采取相应的加固对策。因，采取相应的加固对策。 3）若拱顶区段出现若拱顶区段出现l2道贯穿拱宽的裂缝，道贯穿拱宽的裂缝，缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的下降，则可作为墩台滑移或转动问题进行下降，则可作为墩台滑移或转动问题进行处理。处理。可用可用环氧树脂处理裂缝环氧树脂处理裂缝，在拱脚处在拱脚处加

5、设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静加设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静载，或对应地加重邻孔的静载载，或对应地加重邻孔的静载。 4）若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和台后土压力过大台后土压力过大，此时，此时需减轻台后土压力，需减轻台后土压力，增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱顶和拱脚断面，使拱圈基本归位后再用环顶和拱脚断面，使拱圈基本归位后再用环氧树脂处理裂纹，并加以勾缝氧树脂处理裂纹，并加以勾缝。 5）若）若墩台、基础情况基本正常，仅拱圈出墩台、基础情

6、况基本正常，仅拱圈出现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破坏现象坏现象，可考虑为劣质材料、施工质量欠可考虑为劣质材料、施工质量欠佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料，增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊负荷，并及时修复破损的拱圈负荷，并及时修复破损的拱圈。 6）若拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁若拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁亦断裂亦断裂，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致，应以处理基础为主应以处理基础为主。先将裂缝处理并配合在帽梁、先将裂缝处

7、理并配合在帽梁、墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉后用砂浆加以覆盖。后用砂浆加以覆盖。也可在拱圈的跨中的也可在拱圈的跨中的14处加处加设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板宽宽68mm）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度13处，锚固处，锚固孔用膨胀水泥砂浆填塞孔用膨胀水泥砂浆填塞。因施工质量不良造成的顺因施工质量不良造成的顺桥方向裂缝，可采用环氧树脂等化学浆液进行修补，桥方向裂缝，可采用环氧树脂等

8、化学浆液进行修补，或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。 7）若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段外凸外凸，可将变异部分挖出，清除修补面上可将变异部分挖出，清除修补面上的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于C30的混凝土的混凝土。四分点区段有轻微外凸拉直时四分点区段有轻微外凸拉直时，可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压人可在该区段内钻出几个梅花形孔

9、洞，压人1：2水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。当拱顶段出现下沉时当拱顶段出现下沉时，除钻孔压浆充填拱除钻孔压浆充填拱背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢丝网井喷涂丝网井喷涂25cm厚的水泥砂浆厚的水泥砂浆。 8）若侧墙产生水平方向的分离，若侧墙产生水平方向的分离，则则应开挖应开挖拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料以及加厚侧墙断面以及加厚侧墙断面。如在垂直方向产生位如在垂直方向产生位移，移，则则可能是拱圈发生了较大变形，或跨可能是拱圈发生了较大变形，或跨径增大，在做好相应处理措施后对

10、侧墙裂径增大，在做好相应处理措施后对侧墙裂缝进行灌浆勾缝缝进行灌浆勾缝。 9）若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生断裂或两肋分离断裂或两肋分离，除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝补强维修外，还可在肋的四分点至拱顶区段增设补强维修外，还可在肋的四分点至拱顶区段增设预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间的横向刚度。的横向刚度。肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产生轻微裂缝时生轻微裂缝时，可用环氧砂浆灌浆勾缝；可用环氧砂浆灌浆勾缝；严重的严重的或有继续发展趋势的，或有继续发

11、展趋势的，可用粗钢筋、型钢错入墩可用粗钢筋、型钢错入墩台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。 10）若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象，可将肋可将肋脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩大肋脚断面；大肋脚断面；若肋间的墩台出现竖直裂缝若肋间的墩台出现竖直裂缝，可在裂，可在裂缝处粘锚钢筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽

12、，外缝处粘锚钢筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽，外用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；若若肋间的横向承重结构如拱波、微弯板等跨中出现断肋间的横向承重结构如拱波、微弯板等跨中出现断裂，裂，可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符合原设计的要求；合原设计的要求；若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势时，可用水泥砂浆时，可用水泥砂浆嵌人裂缝并勾缝，对即将坠

13、落的拱圈石两侧用环氧嵌人裂缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧用环氧砂浆嵌入勾缝。砂浆嵌入勾缝。若已设有伸缩缝若已设有伸缩缝，则可通过切锯排，则可通过切锯排除其中阻塞物体。除其中阻塞物体。若因墩台下沉变位而引发拱圈破若因墩台下沉变位而引发拱圈破坏，坏，则应重点考虑加固墩台。则应重点考虑加固墩台。 干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈，可，可采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度，采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度，对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈必须通过翻修来提高承载力。必须通过翻修来提高承载力。二、加固方法二、加固方法 砖、石拱桥常

14、用加固方法参见表砖、石拱桥常用加固方法参见表8-1第二节第二节 双曲拱桥加固方法双曲拱桥加固方法 双曲拱桥是诞生于上世纪双曲拱桥是诞生于上世纪60年代的一种新年代的一种新型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、省料、便于施工等优点，很快在全国范围省料、便于施工等优点，很快在全国范围内得到了推广应用。然而，由于当时设计、内得到了推广应用。然而，由于当时设计、施工的经验不足及其他种种时代原因。施工的经验不足及其他种种时代原因。很很多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程度的损坏，亟待维修加固。度的损坏，亟待维修加固。经过桥梁工作经

15、过桥梁工作者的长期努力，双曲拱桥的维修、加固方者的长期努力，双曲拱桥的维修、加固方法已日趋成熟，现将其常见病害及维修、法已日趋成熟，现将其常见病害及维修、加固对策一并介绍。加固对策一并介绍。一、常见病害一、常见病害 双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见表表8-2。 病病 害害说说 明明1墩台位移引起破坏墩台位移引起破坏双曲拱桥由于双曲拱桥由于自重较大自重较大，其相应水平推力也较大，当设计、，其相应水平推力也较大，当设计、施工不当时，往往施工不当时，往往易引起墩台的较大位移和沉降易引起墩台的较大位移和沉降。若位移和若位移和沉降较大，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋

16、与拱波分离沉降较大，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋与拱波分离，侧，侧墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害2拱肋强度不足拱肋强度不足引起承载能力降低引起承载能力降低 拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全部恒载和活载，部恒载和活载，是主要受力构件是主要受力构件。因此，。因此，当其抗弯强度和刚当其抗弯强度和刚度不足时，往往使承载能力降低度不足时，往往使承载能力降低，同时还会引起其他构件的，同时还会引起其他构件的损坏。损坏。3横向联系不足横向联系不足引起失稳引起失稳 双曲拱桥拱肋中设置

17、横向联系粱是很重要的。双曲拱桥拱肋中设置横向联系粱是很重要的。当拱肋间无当拱肋间无横向联系时，横向联系时，在集中荷载在集中荷载(车辆荷载车辆荷载)作用下，作用下，各片拱肋的变各片拱肋的变形在线性方向是很不均匀的形在线性方向是很不均匀的。有横向联系的拱圈，各肋间变有横向联系的拱圈，各肋间变形比较均匀。形比较均匀。且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一致。一致。由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体，由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体，形成一个拱形框架，从而大大加强了拱肋的横向刚度，保证形成一个拱形框架，从而大大加强了拱肋的横向刚度，

18、保证了拱肋的横向稳定性了拱肋的横向稳定性。当横向联系布置不够或强度不足而产。当横向联系布置不够或强度不足而产生损坏时，会减低拱桥横向稳定，拱波顶会出现纵向裂缝。生损坏时，会减低拱桥横向稳定，拱波顶会出现纵向裂缝。4拱上填料排水不畅拱上填料排水不畅引起侧墙鼓胀破坏引起侧墙鼓胀破坏双曲拱桥侧墙发生鼓肚双曲拱桥侧墙发生鼓肚，一般是，一般是由于排水不良由于排水不良，填土内聚积，填土内聚积大量水分而造成膨胀，大量水分而造成膨胀，也可能是砌筑质量不佳引起也可能是砌筑质量不佳引起的的二、维修方法二、维修方法 若双曲拱桥的若双曲拱桥的拱脚段拱波顶出现沿桥轴线拱脚段拱波顶出现沿桥轴线的纵向裂纹的纵向裂纹，可在裂

19、纹中注入环氧树脂粘，可在裂纹中注入环氧树脂粘结剂，并用环氧砂浆勾缝。结剂，并用环氧砂浆勾缝。若填平层同时若填平层同时有裂纹，有裂纹，可用较低标号钢筋混凝土加厚该可用较低标号钢筋混凝土加厚该区段。区段。 拱脚段的拱背出现横向裂纹拱脚段的拱背出现横向裂纹（垂直于桥轴（垂直于桥轴线），内腹有压碎性发纹，可在桥台的前线），内腹有压碎性发纹，可在桥台的前墙，或墩身与拱背交界处钻孔锚入墙，或墩身与拱背交界处钻孔锚入1625的粗钢筋或型钢，钢材间距的粗钢筋或型钢，钢材间距 2030cm，再用环氧树脂粘结于拱背上，钢材，再用环氧树脂粘结于拱背上，钢材长度应超过裂纹至小长度应超过裂纹至小 3050cm，其上覆，

20、其上覆盖盖58cm厚的环氧混凝土。厚的环氧混凝土。 若拱顶段的波顶出现纵向裂缝若拱顶段的波顶出现纵向裂缝（纹），在（纹），在尚未发展到桥面时则应加厚拱波。尚未发展到桥面时则应加厚拱波。若深度若深度发展至填平层时，发展至填平层时，则须开挖路面加厚垫平则须开挖路面加厚垫平层，并加强两助间横系梁的刚度，如拱波层，并加强两助间横系梁的刚度，如拱波间灰缝脱落，可用间灰缝脱落，可用1：2砂浆勾缝。砂浆勾缝。 若若拱波与拱肋接触处产生纵向裂缝拱波与拱肋接触处产生纵向裂缝（纹），（纹），可沿此缝隙每间隔可沿此缝隙每间隔l2m嵌入高强混凝土预嵌入高强混凝土预制块件将波助联结，所有缝隙均用砂浆勾缝。制块件将波助联

21、结，所有缝隙均用砂浆勾缝。 若拱肋局部出现裂纹若拱肋局部出现裂纹（宽度（宽度0.1mm），），可先用环氧砂浆进行封闭，可先用环氧砂浆进行封闭，如发展情况较如发展情况较为严重、缝宽加大、加密为严重、缝宽加大、加密，可在该区段内，可在该区段内粘贴钢筋（钢板）、或锚固一层粘贴钢筋（钢板）、或锚固一层U形钢丝形钢丝网后，覆盖一层网后，覆盖一层25cm厚的环氧砂浆。厚的环氧砂浆。若若此肋出现较大范围的裂纹此肋出现较大范围的裂纹，则将钢筋粘附，则将钢筋粘附于肋底及两侧，使之状如马蹄以扩大肋底于肋底及两侧，使之状如马蹄以扩大肋底断面。所粘附的粗筋与原有主筋进行电焊断面。所粘附的粗筋与原有主筋进行电焊挂连，并

22、伸入墩台帽内，其后浇筑混凝土挂连，并伸入墩台帽内，其后浇筑混凝土将附加筋覆盖。将附加筋覆盖。 若桥孔内有三根以上的肋均出现较严重的若桥孔内有三根以上的肋均出现较严重的裂缝时裂缝时，除考虑超重车过桥的原因外，还，除考虑超重车过桥的原因外，还应考虑桥孔跨径的变化。若进行全面整治，应考虑桥孔跨径的变化。若进行全面整治，应与拆除重建进行经济技术比较。应与拆除重建进行经济技术比较。三、加固方法三、加固方法 双曲拱桥的加固双曲拱桥的加固应结合下部构造的维修加应结合下部构造的维修加固进行固进行。上部构造的维修、加固。上部构造的维修、加固主要指对主要指对拱肋的加强拱肋的加强，拱横向系梁的加强以及上部拱横向系梁

23、的加强以及上部结构填料的调整等结构填料的调整等。常见加固方法有：。常见加固方法有： 1）粘贴钢板加固拱肋。）粘贴钢板加固拱肋。 2）粘贴钢筋加固拱肋。）粘贴钢筋加固拱肋。 3）增大拱肋截面加固法。）增大拱肋截面加固法。 4）螺栓钢板结合加固拱肋对策）螺栓钢板结合加固拱肋对策 5）增设拱肋加固法。）增设拱肋加固法。 6）增加横系梁加固法。）增加横系梁加固法。 7）调整拱上自重、改变结构体系加调整拱上自重、改变结构体系加固法。固法。 （1）清除拱上填料加固法；）清除拱上填料加固法； （2）拆除拱上建筑，改建为桁架拱加固法；）拆除拱上建筑，改建为桁架拱加固法； （3）拆除拱上建筑，改建为刚架拱加固法

24、；）拆除拱上建筑，改建为刚架拱加固法； 8）体外预应力加固法。）体外预应力加固法。 9）顶推加固法。）顶推加固法。 事实上，事实上，梁桥中的加固法对拱桥加固在多梁桥中的加固法对拱桥加固在多数情况下仍然是适用的，关键是看结构的数情况下仍然是适用的，关键是看结构的受力情况。受力情况。拱桥中的拱桥中的粘贴加固法粘贴加固法和梁桥是和梁桥是相同的。相同的。增大截面法增大截面法在拱桥中的应用也很在拱桥中的应用也很多。多。增设辅助构件增设辅助构件加固拱桥也是常见的方加固拱桥也是常见的方法，法，增设拱肋增设拱肋可以改变桥面宽度，也可以可以改变桥面宽度，也可以不改变。不改变。在桥面两侧增设拱肋时，有的被在桥面两

25、侧增设拱肋时，有的被称为拱托法称为拱托法。顶推加固法详见第四节。加。顶推加固法详见第四节。加固方法的内容见表固方法的内容见表8-3。第三节第三节 桁架拱桥、钢管混凝土拱桥加固方法桁架拱桥、钢管混凝土拱桥加固方法 桁架拱桥（钢筋混凝土和预应力钢筋混凝桁架拱桥（钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土桁架拱桥）是我国上世纪六十年代发展土桁架拱桥）是我国上世纪六十年代发展的又一种拱式结构。因其具有的又一种拱式结构。因其具有受力合理、受力合理、装配化程度高装配化程度高（工序少，工期短，人工（工序少，工期短，人工省）、省）、自重较轻、抗震性好等自重较轻、抗震性好等优点在全国优点在全国范围内很快得到了推广应用。然而，

26、由于范围内很快得到了推广应用。然而，由于文革时设计、施工的经验不足及其他时代文革时设计、施工的经验不足及其他时代原因原因，很多拱桥建成后就存在一定问题。，很多拱桥建成后就存在一定问题。先将其常见病害及维修、加固对策一并介先将其常见病害及维修、加固对策一并介绍如下绍如下一、桁架拱桥常见病害一、桁架拱桥常见病害 桁架拱桥常见病害见表桁架拱桥常见病害见表8-4。二、桁架拱桥加固的力学要点二、桁架拱桥加固的力学要点 钢筋混凝土上桁架拱桥，钢筋混凝土上桁架拱桥，端部下弦杆承受端部下弦杆承受最大应力，当有撞损时应及时进行维修加最大应力，当有撞损时应及时进行维修加固固。各腹杆与上下弦铰结处出现的裂缝可各腹杆

27、与上下弦铰结处出现的裂缝可用砂浆封固用砂浆封固。若下弦根部出现横向裂纹，若下弦根部出现横向裂纹，则要立即加强、加固横向联结，杜绝摆动，则要立即加强、加固横向联结，杜绝摆动，同时用环氧砂浆封闭裂纹同时用环氧砂浆封闭裂纹（缝）。（缝）。 钢筋混凝土桁架拱桥无论是有铰或无铰，钢筋混凝土桁架拱桥无论是有铰或无铰，其受拉杆件和受压杆件的节点处钢筋密集，其受拉杆件和受压杆件的节点处钢筋密集，受力复杂，常在节点处产生发纹、裂缝。受力复杂，常在节点处产生发纹、裂缝。在裂缝允许宽度内在裂缝允许宽度内可用环氧粘结剂可用环氧粘结剂、改性、改性乳胶漆乳胶漆封闭封闭；如缝宽较为严重如缝宽较为严重，则可，则可在节在节点附

28、近设置一定形状和尺寸的型钢，在节点附近设置一定形状和尺寸的型钢，在节点两侧铺设预应力钢筋点两侧铺设预应力钢筋（如为受压杆件时（如为受压杆件时设置型钢以避免断裂），设置型钢以避免断裂），通过型钢孔将钢通过型钢孔将钢丝（筋）预拉锚固于型钢上，再用环氧砂丝（筋）预拉锚固于型钢上，再用环氧砂浆封闭。浆封闭。 跨中设有铰或挂孔的桁架拱形桁梁，上弦承受最跨中设有铰或挂孔的桁架拱形桁梁，上弦承受最大张力大张力，铰或挂点出现下垂时铰或挂点出现下垂时，如有可能可在预，如有可能可在预留孔中穿入预应力筋，或在桥面铺设预应力钢丝留孔中穿入预应力筋，或在桥面铺设预应力钢丝束（筋）与铰或挂点连接，施张后锚固于墩台的束（筋

29、）与铰或挂点连接，施张后锚固于墩台的后下方。后下方。施张时施张时在下垂点配合千斤顶及其他吊装在下垂点配合千斤顶及其他吊装设施辅助提升张拉。设施辅助提升张拉。新增的预应力筋新增的预应力筋应用混凝土应用混凝土覆盖。覆盖。 上承式桁式组合预应力混凝土拱桥上承式桁式组合预应力混凝土拱桥，结点处钢结点处钢筋密集，受力复杂筋密集，受力复杂，成形后产生的裂纹一般用粘成形后产生的裂纹一般用粘结砂浆涂抹或粘贴钢材结砂浆涂抹或粘贴钢材，肢杆、接缝处出现较为肢杆、接缝处出现较为严重的损伤则在其两旁施加预应力钢筋进行加固。严重的损伤则在其两旁施加预应力钢筋进行加固。参与上弦工作的参与上弦工作的桥面板需抽换时应暂停使用

30、桥面板需抽换时应暂停使用。三、桁架拱桥加固方法三、桁架拱桥加固方法 在需要提高桁架拱桥主要受力部位如下弦在需要提高桁架拱桥主要受力部位如下弦杆、实腹杆等的承载能力时采用，构件截杆、实腹杆等的承载能力时采用，构件截面增强的方式面增强的方式主要有三种主要有三种：凿除原杆件钢凿除原杆件钢筋混凝土保护层，加筑钢筋混凝土补强断筋混凝土保护层，加筑钢筋混凝土补强断面，新旧断面依靠钢筋和混凝土紧密连接面，新旧断面依靠钢筋和混凝土紧密连接；粘贴钢板或钢筋进行补强粘贴钢板或钢筋进行补强；预制好补强杆预制好补强杆件，再用电焊焊接钢板方式与原杆什相连，件，再用电焊焊接钢板方式与原杆什相连，形成一个整体而共同受力形成

31、一个整体而共同受力，如图，如图8-1所示，所示，为预制构件与原构件用钢板连接的加固方为预制构件与原构件用钢板连接的加固方式。式。 如果桥台发生位移且对结构内力影响较大如果桥台发生位移且对结构内力影响较大时时，可采用可采用顶推的方法加固。顶推的方法加固。 当桥面由于板块断裂而出现空洞时当桥面由于板块断裂而出现空洞时可采用可采用重新安装新板或用悬吊式模扳进行局部修重新安装新板或用悬吊式模扳进行局部修补的方法进行处理，如图补的方法进行处理，如图8-2所示。所示。当需加当需加固桥面且基础承载力允许时，固桥面且基础承载力允许时，亦可采取亦可采取增增铺桥面补强层等加固对策。铺桥面补强层等加固对策。 四、钢

32、管混凝土拱桥加固方法四、钢管混凝土拱桥加固方法 钢管混凝土的外包混凝土在某些区段出现钢管混凝土的外包混凝土在某些区段出现折皱、龟裂、垂直裂纹，其成因复杂，当折皱、龟裂、垂直裂纹，其成因复杂，当无明显的变形时暂用水泥砂浆涂抹无明显的变形时暂用水泥砂浆涂抹，加强，加强观察。观察。 拱脚段为钢筋混凝土包裹，以上区段为裸拱脚段为钢筋混凝土包裹，以上区段为裸露的钢管混凝土露的钢管混凝土，在交界段上露出的钢管，在交界段上露出的钢管面上的面上的油漆层若出现折皱、龟裂油漆层若出现折皱、龟裂，在，在排除排除油漆质量、气温、老化等原因外，油漆质量、气温、老化等原因外，宜再将宜再将包裹混凝土向上延长。包裹混凝土向上

33、延长。 裸露的钢管混凝土钢管表层出现收缩状褶裸露的钢管混凝土钢管表层出现收缩状褶皱皱（一般是钢管的厚度不足或套箍技术指（一般是钢管的厚度不足或套箍技术指标未达到设计要求，以及格构的节间长度标未达到设计要求，以及格构的节间长度不当），不当），可在钢管外层浇筑一层可在钢管外层浇筑一层钢筋混凝钢筋混凝土予以加强，土予以加强，或加密或加密格构间的缓体板。格构间的缓体板。 在确定钢管混凝土的在确定钢管混凝土的管内有空洞或离析时管内有空洞或离析时，可采用钻孔注入可采用钻孔注入环氧树脂、水泥砂浆后环氧树脂、水泥砂浆后再再封闭钻孔封闭钻孔。 当当刚度不足时刚度不足时，必须，必须由有相当资质的设计由有相当资质的

34、设计单位进行加固设计并及时予以加固单位进行加固设计并及时予以加固。第四节第四节 喷射混凝土加固技术喷射混凝土加固技术一、概述一、概述 喷射混凝土（锚喷混凝土）实际上由两部分组成，喷射混凝土（锚喷混凝土）实际上由两部分组成，首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内，挂设补强钢首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内，挂设补强钢筋网，筋网，然后然后再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结构共同承受外载作用的组合结构构共同承受外载作用的组合结构。所以，锚喷混凝。所以，锚喷混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气将新混凝土混合土是借助喷射机械，利用压缩空气将新混凝土混合料，通过管道高速喷射到已锚

35、固好钢筋网的受喷面料，通过管道高速喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，待其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。喷射混凝上，待其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。喷射混凝土土不需振捣，而是在高速喷射时，由水泥与骨料的不需振捣，而是在高速喷射时，由水泥与骨料的反复连续撞击而使混凝土压密，同时又可采用较小反复连续撞击而使混凝土压密，同时又可采用较小的水灰比的水灰比（常为（常为0.40.45），使其与混凝土、砖石、），使其与混凝土、砖石、钢材产生较高的粘结强度，所以钢材产生较高的粘结强度，所以新旧混凝土结合面新旧混凝土结合面上能够传递拉应力和剪应力。上能够传递拉应力和剪应力。 喷射混凝土加固对策喷射混凝土加固对策实质就

36、是增大拱桥受实质就是增大拱桥受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载。使其能承受更大的外荷载。其中其中增设的补增设的补强钢筋帮助原结构承受拉应力，同时成为强钢筋帮助原结构承受拉应力，同时成为新增混凝土部分的骨架；新增混凝土部分的骨架；喷射混凝土将补喷射混凝土将补强钢筋与原结构联结组成整体受力结构，强钢筋与原结构联结组成整体受力结构，并与锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪并与锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪应力，见表应力，见表8-10，8-11。 补强钢补强钢筋筋主要弥补原结构抗弯能力不足主要弥补原结构抗弯能力不足，或者说承担增加的外荷载作用

37、。补强钢筋一般，或者说承担增加的外荷载作用。补强钢筋一般采用采用级螺纹钢，其强度要求主要以抗拉强度控制级螺纹钢，其强度要求主要以抗拉强度控制。喷喷射射混混凝凝土土抗抗压压强强度度喷射混凝土的抗压强度是评定喷射质量的主要指标。喷射混凝土的抗压强度是喷射混凝土的抗压强度是评定喷射质量的主要指标。喷射混凝土的抗压强度是指用喷射法将混凝土混合料，指用喷射法将混凝土混合料，喷射在喷射在 450mm350mm120mm的模型内的模型内，当，当混凝土达到一定强度，混凝土达到一定强度，用切割机锯掉周边，加工成用切割机锯掉周边，加工成 100mm100mm100mm的试件，的试件，在标准条件下（温度在标准条件下

38、（温度203、相对湿度、相对湿度90以上）养护以上）养护28d（或在（或在28d龄期时从实际喷射面上钻芯取样做成标准试件），龄期时从实际喷射面上钻芯取样做成标准试件），所测得的抗压强度值乘以所测得的抗压强度值乘以0.95的尺寸换算系数。的尺寸换算系数。喷射混凝喷射混凝土的抗压强度，受多种因素影响，如原材料的土的抗压强度，受多种因素影响，如原材料的品种和质量、混合料的设计品种和质量、混合料的设计（水灰比、水泥用量、砂率、粗骨料粒径、外加剂（水灰比、水泥用量、砂率、粗骨料粒径、外加剂品种与用量等），以及品种与用量等），以及施工工艺和施工人员的操作方式施工工艺和施工人员的操作方式（喷射压力、喷嘴与受

39、（喷射压力、喷嘴与受喷面的距离、角度以及混合料的停放时间等），都对抗压强度有影响。试验资喷面的距离、角度以及混合料的停放时间等），都对抗压强度有影响。试验资料表明，料表明，分层喷射的混凝士对抗压强度没有影响分层喷射的混凝士对抗压强度没有影响，因此，在锚喷混凝土加固桥，因此，在锚喷混凝土加固桥梁时，梁时，对于较厚的喷射混凝土，可采取分层喷射方法施工对于较厚的喷射混凝土，可采取分层喷射方法施工。粘粘结结强强度度为确保锚喷混凝土和桥梁原有结构能够共同受力，其粘结强度是特别重要的。为确保锚喷混凝土和桥梁原有结构能够共同受力，其粘结强度是特别重要的。一般需分别一般需分别考虑其抗拉粘结强度与抗剪粘结强度考

40、虑其抗拉粘结强度与抗剪粘结强度。抗拉粘结强度是衡量锚喷混。抗拉粘结强度是衡量锚喷混凝土在受到垂直于结合界面上的拉应力时保持粘结的能力，抗剪粘结强度则是凝土在受到垂直于结合界面上的拉应力时保持粘结的能力，抗剪粘结强度则是抵抗平行于结合面上作用力的能力。实际上，抵抗平行于结合面上作用力的能力。实际上，作用在结合面上的应力，常常是作用在结合面上的应力，常常是上述两种应力的结合，而不能简单区分。上述两种应力的结合，而不能简单区分。由于喷射时混凝土混合料高速连续冲由于喷射时混凝土混合料高速连续冲击受喷面，而且要在受喷面上击受喷面，而且要在受喷面上形成形成510mm厚的砂浆层后，粗骨料才能嵌人。厚的砂浆层

41、后，粗骨料才能嵌人。这样水泥颗粒会牢固地粘附在受喷面上，因而喷射混凝土与原结构表面有良好这样水泥颗粒会牢固地粘附在受喷面上，因而喷射混凝土与原结构表面有良好的粘结强度，同时锚入原结构内的锚杆亦加强了新旧混凝土的粘结的粘结强度，同时锚入原结构内的锚杆亦加强了新旧混凝土的粘结。国内外试。国内外试验资料表明，验资料表明，喷射混凝土与旧混凝土的粘结强度为喷射混凝土与旧混凝土的粘结强度为0.72.85MPa，界面的抗拉，界面的抗拉粘结强度为粘结强度为1.473.49MPa。锚锚喷喷混混凝凝土土变变形形性性能能由于喷射混凝土水泥用量大、含水量大、又由于喷射混凝土水泥用量大、含水量大、又掺有速凝剂掺有速凝剂

42、，因此比普通混，因此比普通混凝土收缩大。同普通混凝土一样，喷射混凝土的收缩也是由其硬化过程中凝土收缩大。同普通混凝土一样，喷射混凝土的收缩也是由其硬化过程中的物理化学反应以及混凝土的湿度变化引起的，其收缩变形又分的物理化学反应以及混凝土的湿度变化引起的，其收缩变形又分干缩和热干缩和热缩缩。干缩主要由水灰比决定，干缩主要由水灰比决定，较高的含水量会出现较大的收缩，而粗骨料较高的含水量会出现较大的收缩，而粗骨料则能限制收缩的发展。则能限制收缩的发展。热缩是由水泥水化过程的温升值所决定热缩是由水泥水化过程的温升值所决定。掺配掺配速凝剂速凝剂对喷射混凝土的收缩值影响很大。在同样的自然条件下养护对喷射混

43、凝土的收缩值影响很大。在同样的自然条件下养护，掺加占水泥重，掺加占水泥重34的速凝剂的喷射混凝土的最终收缩率要比不掺速的速凝剂的喷射混凝土的最终收缩率要比不掺速凝剂的大凝剂的大80。喷射混凝土在硬化过程中的空气湿度和混凝土自身保水条件等，对喷射喷射混凝土在硬化过程中的空气湿度和混凝土自身保水条件等，对喷射混凝土的混凝土的收缩收缩也有明显的影响。当喷射混凝土在潮湿条件下养护时间愈长也有明显的影响。当喷射混凝土在潮湿条件下养护时间愈长，则收缩量愈小。如果喷射混凝土在硬化过程中，水分蒸发过快过多，当，则收缩量愈小。如果喷射混凝土在硬化过程中，水分蒸发过快过多，当剩余水量少于继续水化所需的水量，则硬化

44、过程就会暂时中止。这时，喷剩余水量少于继续水化所需的水量，则硬化过程就会暂时中止。这时，喷射混凝土表面就射混凝土表面就会明显地产生网状收缩裂纹会明显地产生网状收缩裂纹。收缩变形收缩变形是一个从混凝土表面逐步向内部发展的过程，它能引起内应力是一个从混凝土表面逐步向内部发展的过程，它能引起内应力和残余变形。所以，喷射混凝土后应及时喷水养生，和残余变形。所以，喷射混凝土后应及时喷水养生，保持喷射混凝土表面保持喷射混凝土表面的湿润状态的湿润状态，则能够减缓收缩，减弱内应力，从而减少喷射混凝土表面开，则能够减缓收缩，减弱内应力，从而减少喷射混凝土表面开裂的危害。裂的危害。喷射混凝土的喷射混凝土的徐变变形

45、徐变变形是其在恒定荷载长期作用下变形随时间增长的性是其在恒定荷载长期作用下变形随时间增长的性能。一般认为，徐变变形取决于水泥石的塑性变形及混凝土基本组成材料能。一般认为，徐变变形取决于水泥石的塑性变形及混凝土基本组成材料的状态。其变形规律在定性上是同普通混凝土的徐变变形规律相一致的。的状态。其变形规律在定性上是同普通混凝土的徐变变形规律相一致的。锚喷混凝士中锚喷混凝士中钢筋网钢筋网的作用在于承受拉应力，从而能有效地传递温度应的作用在于承受拉应力，从而能有效地传递温度应力，力，减少或避免喷射混凝土的收缩裂纹的产生减少或避免喷射混凝土的收缩裂纹的产生。二、加固原理二、加固原理 喷射混凝土加固对策喷射混凝土加固对策是新奥法隧道施工方法在桥是新奥法隧道施工方法在桥梁加固中的应用，其加固桥梁的原理就是通过新梁加固中的应用，其加固桥梁的原理就是通过新增加混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合，组成增加混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合，组成喷射混凝土（内含补强钢筋网）喷射混凝土（内含补强钢筋网）锚杆锚杆原原结构的整体组合结构结构的整体组合结构。通过锚喷加固层与原结构。通过锚喷加固层与原结构紧密粘结在一起，既阻止了原结构继续变形位移紧密粘结在一起，既阻