双曲拱桥检测加固方法与技术

-PAGE1-双曲拱桥检测、加固方法与技术研究报告xx大学年月目录第1章双曲拱桥的病害1第1节问题的提出1第2节双曲拱桥结构破损分析4第3节双曲拱桥主要病害的原因及影响6第4节双曲拱桥的病害预防10第5节双曲拱桥的病桥处理意见10第6节双曲拱桥病害调查实例11第7节结束语14第2章公路旧桥加固、改造技术15第1节旧桥上部结构加固、改造方法15第2节旧桥下部结构加固、改造方法17第3节旧桥加固技术简介18第4节双曲拱桥的维修加固、改造方法21第5节结束语30第3章劳动桥承载能力分析31第1节设计资料31第2节主拱圈截面尺寸31第3节主拱圈截面面积、重心、惯性矩计算32第4节拱轴系数的确定36第5节恒载计算36第6节验算拱轴线重合度38第7节恒载内力计算39第8节活载内力计算41第9节温度变化和混凝土收缩内力45第10节荷载组合46第11节主拱圈在营运阶段的强度和稳定性验算49第12节结论53第4章文化桥承载能力分析54第1节设计资料54第2节主拱圈截面尺寸54第3节拱轴系数的确定及恒载计算58第4节恒载内力计算60第5节活载内力计算63第6节温度变化和混凝土收缩内力68第7节荷载组合71第8节主拱圈在营运阶段的强度和稳定性验算71第9节结论76第5章结束语77参考文献错误！未定义书签。PAGE双曲拱桥加固方法与技术-PAGE47-第1章双曲拱桥的病害第1节问题的提出随着我国国民经济的发展，公路的过往车辆越来越多，并且载荷也越来越重，现代公路运输在向大交通流量和高速、重型化方向发展，这种交通量急速增长的情况与原有道路条件不相适应的矛盾也越来越突出。修建高等级道路，能够较显著地提高车辆通过能力，是缓解运输紧张与矛盾的一条根本出路，但是工程量巨大，且需要大量资金，目前也只能先搞少数重点骨架路，不可能解决运输网面的问题。另一方面，为适应运输增长的需要，既有道路还可以采取加高、拓宽路基和加铺高级路面的措施，分期改建，逐步提高其枝术标准，但对于依据旧规范标准和在过去轻交通量基础上修建的大量既有桥梁，却难以采取逐步提高技术标准的办法以与路线的分期改造相适应，因此在不少地方和路段上已出现了“宽路窄桥”的道路“瓶颈”状态。桥梁超荷、堵塞和威胁交通安全的事故屡见不鲜，一座桥往往成了制约一条路线过往通行能力的关键。若将这些桥梁全部拆除重建，将需要大量的资金投入，这将会影响到重点工程的建设，这有悖于桥梁建设的可持续发展，而且全部拆除重建无论从资金与材料上都将一时难以实现，而且既有交通不容中断，时间也不容许。再者，现有构造物作为一种资源，轻易废弃，也属于极大浪费。对于既有桥梁的挖潜利用、改造，以提高其对现有交通的适应能力，延长其使用寿命，长时期以来，一直是国内外公路工程领域研究的一大课题，即使世界上最发达的国家，现在也竞相投入人力和物力，从事旧桥加固技术研究，在兴建新桥的同时，仍然十分重视旧桥的使用价值。从现实运输需要和交通安全考虑，此项工作也是势在必行，不容延缓。众多的工程实践也证明；花费较少的代价去进行既有桥梁的加固与技术改造，同样可以达到顺畅交通，适应运输需要的目的，比之于拆除另建新桥，往往能取得事半功倍的经济效果。公路桥梁的建设目标——安全、畅通、高效益和低成本，又要对新建成的桥梁加强维修保养，预防发生病害，及时根治缺陷，确保其持续安全运营，维持较高服务水平和运行的能力，并满足交通持续增长的需求。这就要求新建桥梁和旧桥的加固改造二者不可偏废。所以，交通部要求各级交通主管部门在公路建设中要积极贯彻“建养并重”的方针，切实纠正“养路不养桥”的倾向，将桥梁检查、维修、加固和改造工作列入议事日程，及时发现桥梁发生的病害和出现的缺陷，并及时采取相应的措施予以清除，确保桥梁的安全运营，这是防患于未然的实际措施。从国民经济发展总体考虑，通过对旧桥的加固、改造与利用，是维护公路交通正常运营的积极措施，虽然任务艰巨，但其意义和影响深远，因此，应当引起各级公路主管部门领导的充分重视，积极研究和开发旧桥的加固、改造的先进技术、材料和设备，合理确定加固、改造方案，使旧桥仍可能长期发挥作用，让有限的资金发挥更大的效益，使我国桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。双曲拱桥是六十年代由江苏省无锡地区首创的一种桥梁形式（双曲拱桥的构造图见图1-1），双曲拱桥是在继承和发扬我国优良传统石拱建筑基础上的一项重大技术革新，也确属一项新生事物，而且它适应了当时群众办交通的客观需要，因而能风靡全国。这种拱桥的主拱圈横截面是由一个或数个小拱组成，由于主拱圈存在纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥，它是我国在继承石拱桥传统的基础上吸取了装配式钢筋混凝土结构技术而创造的新颖桥梁结构，具有结构轻巧，省材料、投资少，只需人工或小型机械即可施工等特点，由于这种桥梁结构新颖，节省钢材，便于施工，且具有民族审美观念，一经出现便在全国得到了推广及应用。由于文革期间“左倾”意识猖撅，批判“专家路线”，是不尊重文化与知识的年代，对于此项来源于民间，继承发扬传统的国粹，无法给予正确、严谨、科学的指导与理论深化，优点被极端化地夸过了头，才出现了风行一时，很快又销声匿迹的忽起大落的不正常现象。客观与历史地评价双曲拱桥经验，在特定时期和政治环境下，依靠广大技术人员的知识和建桥工人的努力，这种新的桥型基本是成功的，它适应了一个时期的交通运输需要，双曲拱桥在构造上突破了板拱传统的矩形截面形式；利用钢筋混凝土材料的特性，它使繁重的砌拱工艺化整力零，实现了轻型化和无支架施工；而且不需什么专用设备，做到施工简便易行。许多成功的双曲拱桥一直在完好使用（70年代修建的双曲拱桥梁一般比开始阶段修建的桥梁好），绝大多数桥梁至今仍在承担着繁重交通量的冲击考验，这便是最好的实际佐证。然而由于当时设计经验、施工技术不够成熟，许多双曲拱桥在使用了几十年后的今天，虽然仍在使用，但是已经出现了不同程度的损坏，必须及时的进行加固，方能让这些带病的桥梁继续为我国的交通事业服务。图1-1双曲拱桥构造图河南省从1965年起，学习引进江苏省双曲拱桥梁技术。当时正值文革时期，双曲拱桥作为一项新生事物，施工技术简便、易行，得到了迅速推广与普及，一时公路上几乎是“无桥不拱，无拱不双”，全省兴起了一股“双曲拱热”。如今分布于县级以上公路上跨越主要河流的一批大、中型桥，不少都是六十年代中期到七十年代修建的双曲拱桥，新乡市的劳动桥和文化桥就是建于七十年代的双曲拱桥。综合各地对双曲拱桥在运营使用几十年后存在的主要问题有4个方面：（1）荷载标准低。一般为汽一13级、拖一60级；1974年以后又改为汽一15级、挂一80级。（2）桥宽不足。按旧桥梁设计规范：1961年规定：一般为净6.0m．1974年以后执行净7.0m。（3）结构整体稳定性差，横向联系弱，病害多。组合拱圈各部位裂缝、变位超限。（4）处于软基上的下部桥墩、桥台常产生不均匀沉陷和水平位移、转动，由此而引起上部结构的破坏。这个问题同其它型式桥梁的基础变位一样，实质是设计或施工质量问题，不能算成双曲拱结构本身的缺陷，只是双曲拱桥因当时不重视技术，有不少大桥也是事先不钻探地质，随挖随看、施工阶段现场确定。据建造双曲拱桥最多的江苏省统计：全省干线公路上所建造的双曲拱结构桥梁最多时要占公路桥梁总延长的43％；在全部双曲拱桥梁中，设计荷载在汽—13级（含汽—15级）级以下的占97.2％，当然也包括那些由于裂缝严重、实际承载能力只接近于汽—10级的桥梁；98.5％的桥宽在净—7m以下，包括净—6m和净—4.5m的占了一半。湖北省公路局统计：全省已建成的357座双曲拱桥中，85％存在有各种病害，其中病害严重已危及行车安全的有27座，占7.6%。河南省在70年代修建了大量的双曲拱桥，但由于当时交通量小，车辆荷载低，故设计标准也较低。再加上受当时“轻台、细肋、少拱波”的影响和技术水平、施上工艺、设备、村料及其它条件的限制，造成桥梁承载能力较低，加上有些桥梁的设计又不尽合理，以及施工质量和使用养护不当等原因，使得桥梁在通车运营以后逐渐暴露出结构上的缺陷，出现了各种各样的病害，其中一些病害己降低了原结构的承载能力；有的甚至达到危害行车安全。近二十年来我省公路建设事业逢勃发展，交通量不断增大，车辆荷载也在逐年增加，特别是加重车辆迅速发展，以及公路等级、枝术标准的不断提高，使得现有的双曲拱桥己经很难适应现代化交通运输的需要。己经服役多年的双曲拱桥开始不适应新的交通安求，出现了较为严重的病害，而病害发展过程中又缺乏必要的维修整治，使结构承载能力进一步降低，致使许多双曲拱桥己成为危桥。而这些桥梁还在带病和超载状态下使用，严重影响了正常的交通运输，亟待进行技术改造。基于经济等方面的原因，不可能全部推倒重建，必须分轻重缓急，分批加固。这就要求我们的设计和施工单位要充分利用既有旧桥，对其进行科学的检测和分析，充分利用每一座可利用的桥梁，努力增强其使用效率，同时采用科学的方法尽可能地提高其设计荷载等级。当然对于双曲拱桥的改造不能只考虑如何在技术上提高，还要进行经济比较，只有既经济又合理的设计和施工才是可行的。对这些双曲拱桥如能通过维修加固使之能维持正常通车运营仍不失为一个经济合理的办法，而全部拆除双曲拱桥、重建新桥有时也不现实。近几年来，为了保证公路交通的正常运行，全国各省都有对双曲拱桥加固改造的实例，并且都取得了很好的经济效果。例如，黑大公路克东县境内的5孔18米，桥长96.04米的双曲拱桥，通过加固改造后，不仅提高了桥梁的技术标准，而且，比另新建桥，缩短了工期，节省了资金，对现有的交通运输影响小。克东县双曲拱桥技术改造加固工程造价为25万元，而新建桥，5孔20米T型梁式桥，每米造价按3万元计，需300万元（克东为无砂石县），加上便道、便桥需50万元，合计350万元。改造加固的造价是新建桥梁造价的1/14，而加固后的双曲拱桥荷载等级不但提高一个等级，而且在桥面上行驶，舒适、安全，获得了理想的效果。第2节双曲拱桥结构破损分析研究发现，双曲拱桥具有－定的超载能力，只要找到病害的原因，并进行相应的整治，大多数桥梁是可以继续运营的。双曲拱桥的病害原因是多方面的，有其结构本身固有的缺点，也有设计、施工上存在的不足，更有长期超重荷载，大交通量的作用引起。双曲拱桥最常见的破损现象是许多桥梁栏杆断裂、残缺；桥面裂缝纵横或成网状发展，有的甚至表层剥落、下陷。栏杆损坏的原因绝大多数是由交通事故造成的，部分是因为桥梁净宽窄，车辆交会不顺或与之连接的道路线形较差，运载过长货物的车辆在桥上行驶不慎而造成的。栏杆的损坏虽然不妨碍交通，但是妨碍了桥容，缺少了过桥安全感。造成桥面破损的主要原因是铺装层无钢筋，混凝土强度低，表层磨损、腐蚀、老化，有的因为随拱上填料受压而下沉，或排水不畅，填料内积聚大量水份而胀鼓，亦有的是由于腹拱板断裂、主拱圈的破坏而引起桥面随之变形破损、在坑洼不平的桥面上行车，轻则有颠簸感，重则产生跳车，以至不得不低速行驶。在桥面与引道路面衔接处，由于路面沉陷或引道纵坡与桥面纵坡不一致，使得衔接处不平整、有起伏，亦会引起桥头跳车，且跳车又会导致腹拱和主拱圈严重振动，加剧构件疲劳，影响桥梁的整体使用寿命。腹拱大多为圆弧形混凝土预制板装配而成，腹拱板少筋或无筋，大多制作粗糙，混凝土强度低，在车辆的碾压和振动下人都会产生裂缝，日久一旦断裂，则桥面突然产生坑洞，极有可能造成严重的安全事故。以上均是桥粱局部构件的损坏现象，而危及桥梁整体垮塌的往往是主拱圈的破坏。主拱圈通常由拱肋、拱波、拱板及横联组成，它是双曲拱桥的主要承重结构，通常由混凝土或钢筋混凝土分段预制后再拼装而成，它不仅参与主拱圈共同承受全部恒载和活载，而且在砌筑拱波和浇筑拱板的施工过程中起支架作用。拱波及拱板在加强主拱圈整体性方面起重要作用，拱波用混凝土预制，成圆弧形，它不仅参与主拱圈共同承受荷载，而在浇筑拱板混凝土时起模板作用，拱板由混凝土现浇，将拱肋、拱波连成整体，使拱圈能“集零为整”联成整体结构。横联是横向联接拱肋的系梁或隔板，通常布置在拱顶、腹拱墩以及分段吊装的拱肋。接头处主拱圈的破坏主要是墩台移位而引起的，若墩台相对位移，则拱脚亦随之位移，主拱跨中剪力、弯距增大，拱脚负弯距产生，造成跨中下缘、拱脚上缘开裂甚至会使拱肋与拱波分离。而当两拱脚相对拉开，则主拱矢跨比减小（拱变坦），会引起拱肋轴压力增大，拱对墩台的推力亦相应增大，进一步使墩台相对平移，更加剧主拱圈的破坏。对于拱圈横向整体性，横联起着十分重要的作用，若横联强度不够，在集中荷载（车辆）作用下，各拱肋横向受力不均，会使拱波产生纵向破裂，势必降低桥梁横向稳定性。另外还有一些其它因素会影响主拱圈的耐久性，如温度的骤变、混凝土的徐变等都会引起拱圈开裂。通过对主拱圈的破损分析，可以发现墩台的稳定和牢固对于桥梁的结构安全起着至关重要的作用。但过去不大重视地质较差情况的处理以适应拱桥的特殊受力特点（墩台自重较大，主拱对桥台相应的水平推力很大）。在河网地区，若软基处理不当，则会引起严重后果。如桥台后方填土控制不严，主动土压力不足以平衡主拱对桥台相应的水平推力，会使得桥台向后滑移；地基承载力不够，基础会下沉、倾斜；再若沿桥横向地基土压缩性有差异，则墩台会产生不均匀沉降，引起桥拱竖向开裂。双曲拱桥的施工特点是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行搭接浇筑；施工程序多，组合截面的整体性较差。由于双曲拱桥大多建于六、七十年代，施工质量控制不严，原设计荷载标准较小。随着公路客货运输量的不断提高以及拖挂运输和集装箱等大吨位车辆运输的增加，再加上现在车辆超载情况十分严重，使得技术并不成熟的双曲拱桥损坏情况愈加严重。一、双曲拱桥的裂缝的分类：l、水平裂缝：发生在拱肋与小拱波的联结处，先出现在拱顶，然后逐渐向1／4点拱脚处发展。拱顶部位裂缝一般较宽，拱脚处较窄，裂缝断断续续，严重的贯通全拱，使肋与波板分离，整体的拱圈变成迭合拱圈，拱的强度大为降低。2、纵向裂缝：发生在小拱波的波顶，多在拱脚出现。纵向裂缝严重的可贯通全拱，由小拱波拱顶上缘裂到拱板上缘，使拱肋成为几个分离的拱环，严重地削弱拱圈横向整体性，活载不能全宽分布，降低了承载能力。3、径向裂缝：集中在拱顶拱肋部位的下缘，由下向上延伸，下宽上窄，严重的甚至延伸到拱肋顶，影响到拱桥的使用年限。4、拱脚上缘负弯矩裂缝：发生在拱脚的拱背部位，将减弱拱脚的嵌固作用，使拱圈受力与设计的假设条件不同。同时使拱顶截面应力增大，加速拱顶开裂。二、裂缝的原因及改进措施：1、混凝土收缩和温度应力是开裂的主要原因之一。设计时将双曲拱桥的拱圈截面作为一个整体，气温是均匀变化的，因而拱圈也是整体均匀胀缩的。但实际施工时拱圈各部件分批浇筑形成，各部件材料标号和龄期各不相同，拱肋标号高，拱波、拱板标号低。预制的构件龄期长，现浇的龄期短，收缩作用就不同。双曲拱桥的拱圈又是分批浇筑成拱，各段成拱温度不同，各层间会产生附加的温度应力。又加上在桥梁施工时，拱波、拱板及拱上建筑分阶段分段砌筑，使拱圈产生反复弹性变形，而此时砌筑拱波的砂浆强度很低，很容易就被破坏，易产生水平裂缝。需采取的措施：（1）缩小拱肋、波、板的材料标号差别。（2）现浇拱波层的混凝土严格控制水灰比、水泥用量，搞好养护，使收缩尽量减少以克服缩差引起附加应力。（3）加强拱肋与波、板之间的联系。最常用的是拱助采用凸形断面（新乡的劳动桥和文化桥的拱肋就是采用的凸形断面），拱肋背预埋钢筋与拱板的钢筋网相连接，并将拱肋与拱波接触处凿毛、砌筑砂浆标号适当提高，加强砌体养护。2、施工过程中，拱轴线的不断变化，是开裂的另一个主要原因，设计时双曲拱桥的拱圈按组合截面来选择拱轴系数，力求拱线符合恒载压力线，减小轴向力因偏心产生的弯矩，采取如下措施：（1）拱波线宜采用较低值，在裸拱施工中，尽量接近裸拱压力线。（2）施工拱波砌筑筑、拱板浇浇筑时，加加强观测，避避免拱圈过过大变形，及及时调整施施工进度。（3）根据施工中拱拱轴线变化化情况，在在必要处采采取预压。3、小拱波波顶裂裂缝。早期期的双曲拱拱桥采用平平板式拱板板，因波谷谷、波顶的的刚度不均均匀，在拱拱圈本身的的收缩及温温度应力作作用及荷载载作用下，拱拱圈横向受受力不均匀匀，使波顶顶开裂，采采取的措施施有：（1）采用波形截面面。（2）保证拱圈有足足够的横向向刚度。第3节双曲拱桥主要病病害的原因因及影响一、下部结构主主要病害分分析下部结构病害的的主要表现现形式为：：基础局部部冲空；承承台竖向开开裂或向一一侧倾斜；；基础下沉沉等。这类类病害在其其它型式的的桥梁中也也是常见的的。分析这这类病害产产生的原因因，有必要要对当时的的桥梁建设设情况做一一简单的回回顾。由于于双曲拱桥桥对施工企企业的技术术装备要求求不高，这这类桥梁大大多由民工工建设完成成，且边设设计边施工工，缺乏系系统的设计计和施工质质量保证体体系，因而而设计、施施工质量普普遍低下，其其基础大部部分都是重重力式扩大大基础或桩桩基础。重重力式扩大大基础由于于埋置深度度较浅，抗抗洪水冲刷刷能力弱；；采用桩基基础时，又又是以单排排桩居多，入入土深度浅浅，桥墩刚刚度较小。二、上部结构主主要病害双曲拱桥上部结结构的病害害较多，主主要有：拱拱波纵向开开裂；拱肋肋横向开裂裂；横系梁梁（横隔板板）开裂或或脱落；拱拱顶下沉；；侧墙鼓胀胀外倾等。1．拱波的纵向开开裂是双曲曲拱桥最常常见的病害害，拱波纵纵裂部位一一般在波顶顶，开裂范范围主要在L／4~3L／4拱跨区段段，发生在在施工及运运营阶段。引引起拱波开开裂主要因因素有以下下几种：=1\*GB3①拱圈的横向联系系存在有较较大的内力力；=2\*GB3②横向联系设计薄薄弱，拱波波参与横向向分配传力力作用较大大；=3\*GB3③拱圈各单元受力力不均匀，变变形相应不不均匀，引引起拱波开开裂；=4\*GB3④拱波预制质量差差，混凝土土强度低；；=5\*GB3⑤建设时钢材十分分紧张，拱拱波配筋很很少，脱模模起吊时稍稍有不慎都都会造成拱拱波开裂，在在荷载使用用下，其裂裂缝将进一一步地扩张张，再加之之双曲拱桥桥的横向联联系刚度太太小，活荷荷载横向分分布较差，拱拱肋受力不不均匀，造造成各拱肋肋变形存在在较大差异异，改变了了拱波的受受力状态，加加剧了拱波波的裂缝产产生。病害对原结构的的影响：由由于在主拱拱圈结构中中，拱波在在纵、横向向都受力，拱拱波出现病病害后，将将降低主拱拱圈的承载载能力。2．拱肋的横向开开裂、拱顶顶下沉－般般同时产生生，拱肋因因强度不足足而引起承承载能力降降低。拱肋肋的病害主主要体现在在拱脚上缘缘和拱顶下下缘区段，出出现严重裂裂缝、拱顶顶下沉、拱拱脚纵向钢钢筋锈胀开开裂等。原原因主要有有三个方面面：=1\*GB3①拱肋截面过小，钢钢筋含量过过少，拱肋肋的承载能能力和抗开开裂能力不不高；=2\*GB3②拱肋受力的不均均匀性，导导致单肋受受力过大；；=3\*GB3③基础下沉及倾斜斜造成的。拱肋的接头也是是病害问题题较多的部部位，容易易出现接头头钢板锈蚀蚀、混凝土土破碎等现现象。拱肋肋是拱桥主主拱圈的主主要组成部部分，它与与拱圈共同同承受全部部恒载和活活载，是主主要受力构构件。因此此，当其抗抗弯强度和和刚度不足足时，往往往使其承载载能力降低低，同时也也会引起其其它构件的的损坏。拱拱肋的病害害对结构影影响较大，影影响着桥梁梁的整体安安全，必须须认真对待待。3．横系梁（横隔隔扳）开裂裂或脱落，横横向联系不不足而引起起失稳。横向联系包括两两个方面：：①拱肋与拱波（拱拱扳）连接接方式不恰恰当或薄弱弱。如拱肋肋中伸出的的连贯钢筋筋数量不足足，拱波完完全简支在在拱肋上等等。②横系梁或横隔板板结构处理理不当或刚刚度过小。横横系梁或横横隔板在构构造上不完完整，即全全桥横向不不贯通；施施工不当使使横梁（隔隔板）横向向多呈折线线，钢筋的的不连续，横横向连贯处处混凝土不不实等；拱拱板中的横横向钢筋或或分布钢筋筋太小。横系梁（隔扳）尺尺寸一般都都较小，强强度和刚度度也相应较较弱，与横横肋联结处处的抗剪能能力也偏小小，当承受受较大外荷荷载作用时时，产生较较大的内力力和变形，导导致横系梁梁开裂、脱脱落，无法法有效地横横向分配荷荷载，整体体上起不到到横向传递递荷载的作作用，并引引起拱肋的的受力与变变形不均匀匀，加剧了了横系梁的的病害产生生。横系梁（隔扳）横横向刚度小小会带来一一系列问题题，主要是是车轮荷载载横向传递递受阻，各各拱肋不能能共同受力力，这将导导致：=1\*GB3①拱波顶纵向断裂裂；②拱波与拱肋的脱脱离；=3\*GB3③系梁（隔扳）在在接头处断断裂；④各拱肋下挠不均均匀。双曲拱桥的拱肋肋中设置横横向联系梁梁是很重要要的。当拱拱肋间无横横向联系时时，在集中中荷载（车车辆荷载）作作用下，各各片拱肋的的变形在横横桥方向是是不均匀的的。有横向向联系的拱拱圈，各肋肋间的变形形就比较均均匀。而且且，随着横横向联系的的加强，各各肋间的变变形就更趋趋于一致。由由于横向联联系的设立立，使单片片的拱肋在在横向联成成整体，形形成一个拱拱框架，从从而大大加加强了拱肋肋的横向刚刚度，保证证了拱肋的的横向稳定定性。当横横向联系布布置不够或或强度不足足而产生损损坏时，将将会使拱桥桥横向稳定定性减低，拱拱波顶出现现纵向裂缝缝等病害。4．拱上填料排水不不畅等原因因引起的侧侧墙鼓肚破破坏。双曲曲拱桥的拱拱上填料多多为二灰渣渣，密实度度较小，容容易造成排排水不畅，形形成积水。拱拱上填料受受水的长期期浸泡，会会产生体积积膨胀，也也可能是由由于砌筑质质量不佳引引起的，造造成侧墙鼓鼓胀外倾。三、主拱圈正截截面尺寸偏偏小由于历史的原因因，以往双双曲拱桥的的设计过分分强调节省省村料，即即主拱圈截截面均采用用了过小的的截面尺寸寸、较少的的配筋与较较低的混凝凝土标号。由由拱肋、拱拱波、拱板板共同构成成的组合截截面尺寸并并不小，但但由于双曲曲拱桥多采采用无支架架施工法，而而真正尺寸寸偏小的是是拱肋。这这是因为拱拱肋要承担担自身重量量外，还要要承担架设设拱波、拱拱扳时所产产生的应力力，只有拱拱板浇筑完完成并达到到一定强度度后，方能能共同承担担拱上恒载载及活载。由由于拱肋先先期应力累累积太大，故故较小截面面尺寸的拱拱肋及很小小的配筋使使得拱圈正正截面强度度严重不足足，通常表表现在：①拱圈（拱肋）挠挠度过大，轴轴线偏离设设计轴线过过大；②拱肋压应力过大大，拱肋中中纵向钢筋筋直径偏小小，箍筋间间距偏大，造造成纵向钢钢筋失稳外外鼓，特别别是在锈蚀蚀后更为严严重。四、桥面系的主主要病害桥面系主要病害害表现为桥桥面下沉、栏栏杆及人行行道损坏等等。其主要要原因是桥桥梁缺乏养养护造成的的。一般情情况下，桥桥梁通车后后，养护部部门对桥梁梁养护不够够重视，造造成桥梁长长期失养，外外观损坏严严重，排水水不畅，而而桥面铺装装过去又多多为泥结碎碎石结构，强强度低，防防水性能差差，桥面水水容易下渗渗进入拱上上填料，而而拱上填料料的膨胀变变形反过来来又会影响响桥面铺装装。五、拱肋与拱波波结合面的的开裂病害害1．病害原因分析析。我国早早期修建的的部分双曲曲拱桥，其其主拱圈的的拱肋使用用矩形截面面，这类截截面的拱肋肋与拱波结结合面为通通缝，结合合面较小且且主要用砂砂浆砌筑联联接，在拱拱顶区段是是正弯矩控控制设计，该该结合面位位于受拉区区，拱圈受受力与曲梁梁受力相似似，在拱肋肋承受拉应应力时，在在拱肋外弧弧出现法向向拉应力，法法向拉应力力较大时，使使结合面开开裂。除此此之外，还还有如下因因素：①结合面上较大的的法向拉应应力或较大大的剪应力力。②参与横向分配荷荷载而受力力。③拱圈单元变形不不均匀而受受扭。④由于拱肋、拱波波、拱扳混混凝土的龄龄期差、强强度差、温温度差等，出出现收缩而而产生一定定的附加应应力。⑤施上质量差，砂砂浆不饱满满，强度低低，一旦有有较小的应应力作用就就易开裂。2．病害对原结构构的影响。拱拱波纵裂、结结合面开裂裂后，拱波波在结构中中受力作用用就很小。另另外，结合合面开裂后后，使拱肋肋与拱扳的的结合面减减小，结合合面应力进进一步增大大，病害继继续发展，势势必造成结结合面全部部开裂，成成为仅靠钢钢筋上下连连接的迭合合拱受力，承承载能力将将大大降低低。六、腹拱拱圈开开裂病害（1）病害原因分析析。腹拱圈圈开裂病害害：主要有有腹拱横向向和环向开开裂，以横横向开裂最最为严重，各各腹拱大多多数有横向向缝。在结结构上，腹腹拱多为混混凝土板拱拱，多孔构构成连拱，没没有按主拱拱变形的需需要设铰，或或只设了简简易铰，但但这种简易易铰却起不不到铰的作作用。在使使用过程中中，由于荷荷载作用、温温度变化、主主拱变形、混混凝土收缩缩等作用，使使腹拱内产产生了较大大的内力而而引起开裂裂。未设铰铰的边腹拱拱开裂尤其其严重，有有些断裂后后出现错动动，己达破破坏程度。腹腹拱的环向向开裂一般般是因混凝凝土收缩、温温度变化等等引起，主主要是主拱拱横向不均均匀变形，使使腹拱墩台台发生不均均匀下沉和和位移变形形而引起腹腹拱的环向向开裂。（2）病害对原结构构的影响。腹腹拱本身作作为连拱，是是一个多跨跨小拱桥，同同时作为大大、中跨径径拱桥的拱拱上构造，其其完好程度度不仅与小小跨拱桥的的使用要求求相同，还还牵涉主拱拱的正常使使用，反映映主拱的病病害程度。七、其他病害1．桥面增厚。现现有的双曲曲拱桥相对对于石拱桥桥、箱拱桥桥而言，拱拱顶刚度较较小，即全全桥竖向刚刚度不均匀匀。而拱顶顶填料多为为砂砾石、碎碎石、矿渣渣等透水性性较好的材材料填筑，但但这些添料料难以压实实，加上前前述不均匀匀的竖向刚刚度，使旧旧桥面破碎碎严重，并并严重渗水水，而修补补村料又使使恒载增加加，加剧桥桥梁病害。在在使用养护护过程中，有有些双曲拱拱桥因桥面面翻修、修修补等，特特别是水泥泥混凝土硬硬化桥面，不不同程度地地加厚了桥桥面，使恒恒载加大，造造成主拱圈圈各截面内内力增大，降降低了原结结构的承载载能力。2．墩台位移而引引起破坏。双双曲拱桥由由于自重较较大，其相相应的水平平位移也较较大，当设设计、施工工不当时，往往往容易引引起墩台的的较大位移移和沉降。这这又必将导导致拱圈下下沉、开裂裂，拱肋和和拱波分离离，侧墙和和拱肋分离离，空腹小小拱开裂或或立柱严重重裂缝等损损坏现象。墩台位移的病害害又可以分分为两类：：一类为墩墩台本身的的结构病害害，如墩台台拱座竖裂裂，侧（翼翼）墙开裂裂，外倾等等，主要是是影响墩台台的使用。另另一类病害害如墩台水水下位移，沉沉陷，转动动等，不仅仅会引起墩墩台病害，更更重要的是是影响上结结构，产生生较大的附附加内力，使使拱圈变形形，严重的的会引起拱拱圈开裂，改改变结构的的受力体系系。3．施工质量。因因施工质量量差而引起起的病害。4．拱上建筑结构构不当。－－般的拱桥桥设计不考考虑拱上建建筑对拱圈圈的影响，即即结构上应应保证边腹腹孔具有较较小的抗推推刚度和适适量的自由由变形。但但有些双曲曲拱桥在修修建过程中中未设伸缩缩缝、变形形缝或边腹腹孔的铰，或或因设置不不当而失去去功能，这这些均有可可能使拱上上结构对主主拱产生不不利影响。5．基础处理不当当，当双曲曲拱桥的墩墩台置于软软土地基上上时，由于于基础结构构形式或对对基础处理理不当，墩墩台发生过过量的不均均匀沉降和和水平位移移，导致主主拱圈过大大的变形与与开裂。值值得注意的的是，基础础处理不当当造成的病病害一般在在成桥初期期的3至5年即可发发生。由于于墩台变位位引起的病病害是双曲曲拱桥的早早期病害，经经多年运营营，己不再再成为一个个主要问题题。第4节双曲拱桥的病害害预防同任何其它桥梁梁一样，双双曲拱桥在在建成后的的运营过程程中，由于于荷载的使使用，自然然灾害的侵侵蚀以及气气候的影响响等因素，将将不可避免免地出现损损伤，因此此，必须加加强病害的的预防。1．加强经常性的的养护维修修，克服“重建轻养养，养路不不养桥”的思想，建建立起日常常检查机制制，对保证证桥梁运营营安全，防防止病害的的扩展有着着十分重要要的作用。一一旦桥梁发发生病害损损害，应及及时进行维维修，如果果维修不及及时，病害害将逐渐扩扩大，不但但导致桥梁梁提前破坏坏，甚至可可能发生塌塌桥事故。2．定期对桥梁进进行“体检”，重点是是检查基础础位移，拱拱顶位移、侧侧墙外倾等等情况，运运用桥梁检检测设备对对拱肋裂缝缝、横系梁梁裂缝及与与拱肋的联联结情况等等进行检查查，并对桥桥梁结构进进行运营潜潜力评估。3．贯彻执行“预预防为主”的原则，可可提前安排排经费对双双曲拱桥进进行加固处处理，提高高桥梁的承承载能力，预预防病害的的发生。第5节双曲拱桥的病桥桥处理意见见交通安全关系着着社会稳定定和经济发发展，因此此加强对既既有的双曲曲拱桥管理理、维修与与改造就愈愈加重要。有有关主管部部门要在双双曲拱桥的的病桥两端端设置警告告标志，特特别是对于于交通繁忙忙，常有重重件运输的的公路上的的某些双曲曲拱桥粱，更更应设置限限制轴重标标志，以告告诫过桥车车辆注意。管管理人员并并要经常性性地检查、养养护，一旦旦发现损伤伤，就要及及时进行维维修，小坏坏小修，随随坏随修，以以防止损坏坏的进一步步扩大，确确保构造物物的安全与与完整，保保证桥梁的的适用性和和耐久性。对对待破损的的双曲拱桥桥，要检查查其破损情情况，收集集其原始基基本资料，对对桥梁迸行行静载或动动载试验，对对其结构的的完好程度度，材料的的老化程度度和强度的的降低程度度进行评价价，对桥梁梁的承载能能力加以检检定，并作作出相应的的处理：1．对那些破损严严重，己不不能正常发发挥作用，修修复难度很很大的桥梁梁，应拆除除改建。2．对在公路路线线的维修改改建中，没没有随同路路面一起拓拓宽改建的的双曲拱桥桥，并形成成交通“瓶颈”，应加宽宽、加固或或者拆除改改建。3．对当初为了一一味追求与与河道正交交，以减少少跨径、节节约投资而而造成路线线线形较差差，既影响响通过能力力，又影响响行车安全全的桥梁，最最好改线重重建。4．对有些双曲拱桥桥补强加固固后，可延延长使用年年限、提高高承载能力力并且比新新建桥梁有有更好的经经济效益的的，应充分分利用，进进行维修加加固。以过去的工程实实例而言，选选择加固的的方法时可可以依下列列原则1．维修加固是借借助加大或或修复桥梁梁构件来提提高局部或或整座桥梁梁承载能力力的措施，因因此桥粱加加固工作一一般以不更更改原结构构形式为原原则。若以以补强加固固的方式仍仍不能达到到交通运输输的需求，则则必须考虑虑迸行重建建桥梁的部部分或全部部。2．选择桥梁加固固的方式时时，须视旧旧桥现况、承承载能力减减弱程度以以及日后之之运输任务务而定，并并参考已应应用的工程程实例。3．不管采用何种种加固方案案，桥梁加加固方法的的选择是一一项综合评评估、系统统分析、兼兼顾经济的的问题，不不能单纯从从加固技术术方面考虑虑。第6节双曲拱桥病害调调查实例一、桥梁概况新乡市劳动桥位位于新乡市市劳动路，该该桥建于七七十年代，桥桥梁主跨为为一净跨为为45m的空腹式式等截面双双曲拱桥，失失跨比1／10，拱轴线线为悬链线线，该桥净净宽为：净净15+22*1.55m人行道，原原设计荷载载为汽－15，挂－80，该桥主主拱圈由8肋7波+两悬半波波组合构成成，拱肋采采用倒T形截面，拱拱板采用波波形。拱肋肋是30号钢筋混混凝土现浇浇；拱波是是20号预制钢钢筋混凝土土，12号水泥砂砂浆砌筑；；拱板是20号现浇钢钢筋混凝土土；隔板、栏栏板、拉梁梁是20号现浇钢钢筋混凝土土；拱上排排架是30号钢筋混混凝土现浇浇；腹拱是是20号钢筋混混凝土现浇浇；拱上填填料是15号钢筋混混凝土现浇浇。新乡市文化桥位位于新乡市市区，该桥桥建于七十十年代。该该桥主跨为为一净跨为为24m的空腹式式等截面双双曲拱桥，失失跨比1／8，拱轴线线为悬链线线，该桥净净宽为：净净9+2**1.5mm人行道，原原设计荷载载为汽－15，挂－60，该桥主主拱圈由6肋5波+两悬半波波组合构成成。拱肋采采用倒T形截面，拱拱板采用波波形。拱肋肋是30号钢筋混混凝土现浇浇；拱波是是20号预制钢钢筋混凝土土，12号水泥砂砂浆砌筑；；拱板是15号现浇钢钢筋混凝土土；隔板、栏栏板、拉梁梁是20号现浇钢钢筋混凝土土；拱上排排架是30号钢筋混混凝土现浇浇；腹拱是是20号钢筋混混凝土现浇浇；拱上填填料是15号钢筋混混凝土现浇浇。二、桥梁病害的的情况及病病因分析桥梁病害的调查查是评定桥桥梁承载能能力、确定定加固方案案的基础工工作，必须须尽可能掌掌握桥梁的的设计、施施工和竣工工等文件，特特别是设计计图纸、竣竣工图纸、施施工步骤，材材料试验和和施工质量量检验文件件，缺少其其中一部分分文件时，及及时找当事事入迸行调调查，力求求较多地了了解设计和和施工情况况，取得第第一手资料料；同时还还向管理养养护部门了了解桥梁的的养护、维维修和加固固情况及带带来的恒载载变化，桥桥梁存在的的问题以及及运行荷载载倩况（有有无超载）。通通过现场进进行细致的的调查，利利用经纬仪仪等仪器测测定出桥梁梁跨径、拱拱轴线、拱拱圈截面、拱拱上建筑尺尺寸以及填填料路面的的实际厚度度，通过测测量实际拱拱轴线，并并与竣工时时的拱轴线线比较，可可得到拱顶顶下沉量。通通过测量实实际桥梁跨跨径，与竣竣工时的跨跨径相比较较，可得到到桥台的变变位。认真真仔细观察察裂缝，描描绘出裂缝缝位置、长长度、宽度度。同时，还还利用保护护层测定仪仪对主拱圈圈截面的钢钢筋数量及及尺寸进行行了确认，利利用回弹仪仪和超声波波探测混凝凝土材料的的强度及弹弹性模量。经过细致调查、测测量、计算算发现劳动动桥主拱圈圈完好无损损只是因年年久失修，荷荷载等级不不够等原因因，致使桥桥的立柱、拱拱波、腹拱拱、拱肋等等部位出现现不同程度度的裂缝，而而文化桥的的主拱圈已已有损害，且且立柱、拱拱波、腹拱拱、拱肋等等部位出现现了较为严严重的裂缝缝。以下仅仅给出桥梁梁大体病害害表现，详详细情况可可参见后面面章节。1．劳动桥病害表表现及原因因分析1）劳动桥主要病病害表现为为：=1\*GB3①桥台出现位移，拱拱顶下沉。=2\*GB3②腹孔的拱板连接接处多数已已经纵向开开裂，腹拱拱跨中也出出现了横向向裂缝，腹腹拱圈与横横墙以及横横墙与拱背背联接处出出现有横向向水平缝。=3\*GB3③部分与盖梁连接接的立柱上上端出现水水平裂缝，立立柱本身有有露筋现象象。=4\*GB3④少量下横梁顺梁梁方向旧裂裂缝有加大大趋势，并并出现新裂裂缝。=5\*GB3⑤拱波的波腹顶部部在拱脚与与跨中区段段出现局部部纵向裂缝缝，拱波与与拱肋连接接处亦有数数处开裂，拱拱肋出现多多道细小裂裂纹与裂缝缝，并形成成了横桥向向的通缝。=6\*GB3⑥主拱圈混凝土出出现剥落现现象，有露露筋情况出出现。桥面现浇混凝土土面层破坏坏严重，也也出现露筋筋现象，桥桥面有较多多的分散裂裂缝，全桥桥泄水孔不不够，致使使积水严重重，特别是是引孔处桥桥面损坏厉厉害，栏杆杆破损且明明显外倾，路路缘石己离离位，桥头头与两岸路路面连接处处有跳车现现象。2）劳动桥产生病病害的原因因劳动桥产生各种种病害的原原因，除了了双曲拱桥桥本身刚度度较差、混混凝土的设设计强度与与配筋率均均过小、设设计荷载较较低等先天天不足原因因外，主要要原因可归归结为以下下几点：=1\*GB3①大桥施工采用民民工建勤方方式修建，缺缺乏施工经经验，桥台台基础较为为薄弱，通通行交通量量大大超过过设计荷载载，从而导导致桥台基基础发生变变位，出现现桥台位移移。伸缩缝缝加大，呈呈现上宽下下窄的现象象。=2\*GB3②部分立柱顶部肉肉眼发现水水平裂缝等等，都表明明桥台有水水平位移和和后仰趋势势，交通量量的增大和和重型车辆辆的增加，加加快了主拱拱肋裂缝的的扩展。=3\*GB3③跨中下挠的原因因，可归结结为：由拱拱肋、拱波波、拱板组组合成的主主拱圈整体体性差，刚刚度受到削削弱，两岸岸桥台挖空空设引孔致致使在坦拱拱较大水平平推力作用用下的抗倾倾和抗滑不不足发生位位移，主拱拱圈断面偏偏小以及混混凝土的徐徐变因素的的综合影响响。=4\*GB3④腹拱圈受力状态态实为等截截面微弯扳扳的受力状状态，加之之预制分块块太多使其其整体性很很差，在荷荷载反复作作用下必然然造成各腹腹孔产生不不同程度的的纵、横向向裂缝。=5\*GB3⑤各横墙下底梁的的受力状态态实为在3个竖向集集中力作用用下的弹性性地基连续续梁。当底底梁上缘未未配筋或配配筋太少时时会导致顺顺桥向贯通通性裂缝的的产生。=6\*GB3⑥由于拱波波顶是是最为薄弱弱之处，在在排架荷载载的反复作作用下，使使其拱波波波腹顶部处处的弯曲拉拉应力超过过容许值，便便沿纵向开开裂，继而而发展延伸伸。2．文化桥病害表表现及原因因分析1）文化桥主要病病害表现为为：文化桥的病害与与劳动桥的的病害大致致类似，主主要病害表表现为：=1\*GB3①桥台出现位移，主主拱圈拱顶顶下沉，拱拱顶下沉较较劳动桥严严重。=2\*GB3②腹孔的拱板连接接处多数已已经纵向开开裂，腹拱拱跨中也出出现了横向向裂缝，腹腹拱圈与横横墙以及横横墙与拱背背联接处出出现有横向向水平缝。=3\*GB3③部分与盖梁连接接的立柱上上端出现水水平裂缝，立立柱本身出出现了横向向及纵向裂裂缝，并且且有明显的的露筋现象象。=4\*GB3④少量下横梁顺梁梁方向旧裂裂缝有加大大趋势，并并出现新裂裂缝。=5\*GB3⑤拱波的波腹顶部部在拱脚与与跨中区段段出现局部部纵向裂缝缝，拱波与与拱肋连接接处亦有数数处开裂，拱拱肋出现多多道细小裂裂纹与裂缝缝，并形成成了横桥向向的通缝。=6\*GB3⑥主拱圈的拱顶处处裂缝明显显，并且主主拱圈砼出出现剥落现现象，有露露筋情况出出现，情况况均较劳动动桥严重。=7\*GB3⑦桥面现浇混凝土土面层破坏坏严重，也也出现露筋筋现象桥面面有较多的的分散裂缝缝，全桥泄泄水孔不够够，致使积积水严重，特特别是引孔孔处桥面损损坏厉害，栏栏杆破损且且明显外倾倾，路缘石石己离位，桥桥头与两岸岸路面连接接处有跳车车现象。=8\*GB3⑧当有大型车辆经经过桥梁时时，桥梁变变形过大，能能感觉出桥桥梁有明显显的震颤感感。2）文化桥产生病病害的原因因文化桥产生各种种病害的原原因，除了了双曲拱桥桥本身刚度度较差、混混凝土的设设计强度与与配筋率均均过小、设设计荷载较较低等先天天不足原因因外，主要要原因可归归结为以下下几点：=1\*GB3①大桥施工采用民民工建勤方方式修建，缺缺乏施工经经验，桥台台基础较为为薄弱，通通行交通量量大大超过过设计荷载载，从而导导致桥台基基础发生变变位，出现现桥台位移移。伸缩缝缝加大，呈呈现上宽下下窄的现象象。=2\*GB3②部分立柱顶部肉肉眼发现水水平裂缝等等，都表明明桥台有水水平位移和和后仰趋势势，交通量量的增大和和重型车辆辆的增加，加加快了主拱拱肋裂缝的的扩展。=3\*GB3③跨中下挠的原因因，可归结结为：由拱拱肋、拱波波、拱板组组合成的主主拱圈整体体性差，刚刚度受到削削弱，两岸岸桥台挖空空设引孔致致使在坦拱拱较大水平平推力作用用下的抗倾倾和抗滑不不足发生位位移，拱肋肋的截面尺尺寸太小，主主拱圈断面面偏小以及及混凝土的的徐变因素素的综合影影响。=4\*GB3④拱圈受力状态实实为等截面面微弯扳的的受力状态态，加之预预制分块太太多使其整整体性很差差，在荷载载反复作用用下必然造造成各腹孔孔产生不同同程度的纵纵、横向裂裂缝。=5\*GB3⑤各横墙下底梁的的受力状态态实为在3个竖向集集中力作用用下的弹性性地基连续续梁。当底底梁上缘未未配筋或配配筋太少时时会导致顺顺桥向贯通通性裂缝的的产生。=6\*GB3⑥由于拱波波顶是是最为薄弱弱之处，在在排架荷载载的反复作作用下，使使其拱波波波腹顶部处处的弯曲拉拉应力超过过容许值，便便沿纵向开开裂，继而而发展延伸伸。第7节结束语双曲拱桥加固措措施，必须须在认真调调查病害的的情况下，仔仔细分析病病害成因的的基础上确确定。缺陷陷在容许范范围内，实实际使用情情况较好，可可以参照己己取得关于于双曲拱桥桥加固的科科研成果，挖挖掘潜力，继继续维持使使用。对于于确实无潜潜力可挖，不不能满足通通行条件，无无加固价值值的双曲拱拱桥可以考考虑拆除重重建。对于于必须拆除除重建，但但交通条件件暂时不能能允许的双双曲拱桥，可可以考虑临临时加固措措施，只有有这样才能能更合理使使用有限建建设资金，使使双曲拱桥桥发挥具更更大经济效效益。通过本次对新乡乡市劳动桥桥、文化桥桥的双曲拱拱桥检查，可可以认识到到由于桥梁梁长期使用用，结构不不可避免地地会出现一一些病害和和缺陷，需需要及时发发现并进行行维修加固固，以保证证交通安全全，延长结结构的使用用年限，发发挥其更大大经济效益益。总之，桥梁的维维修加固是是一项深人人细致的、有有较大技术术难度的工工作，加固固时往往牵牵涉到新旧旧构件的结结合，新老老基础的连连接及沉降降影响等复复杂间题，因因此要经过过反复科学学试验和实实践论证，并并在加固后后定时进行行检查，对对维修加固固后的效果果加以评定定而对于那那些由于种种种原因而而未能进行行维修功加加固或拆除除的破损桥桥梁，一定定要对其过过往车辆严严加限载控控制，以确确保安全。第2章公路旧桥加固、改改造技术在我国“六五”和“七五”期间，交交通部就把把有关旧桥桥加固、改改造技术的的研究和应应用课题列列入了重点点科研项目目计划，经经过一系列列试验研究究和旧桥加加固、改造造工程的实实践，取得得了可喜的的成果，积积累了丰富富的经验。在旧桥加固改造造工程中，虽虽然每座旧旧桥梁的病病害情况各各不相同，具具有各自不不同的特点点，但也存存在一定的的共性。工工程技术人人员应遵循循桥梁加固固、改造工工作的共性性，结合具具体桥梁的的特殊性，在在实践中发发挥积极性性和创造性性，不断进进取和探索索，采用最最先进的技技术和材料料，在旧桥桥利用、加加固、改造造工作中，创创造和总结结出多种切切实可行的的方法，为为开辟旧桥桥加固改造造新路打下下了坚实基基础，使旧旧桥继续发发挥固有的的使用功能能，以保证证公路交通通畅通无阻阻。在20多年实践中，人人们创造和和总结出了了多种切实实可行的旧旧桥加固、改改造技术和和方法，归归纳起来，对对有缺陷、病病害的桥梁梁常用的加加固、改造造技术和方方法有：减减轻恒载、加加固临界杆杆件、提供供新补充杆杆件、改善善原结构受受力体系等等增大桥梁梁承受活载载的能力。此此外，对下下部结构稳稳定、支座座和行车道道伸缩缝适适当清洁、改改善几何形形状、加强强安全性设设施（如改改善人行道道、栏杆柱柱及扶手），这这对改善桥桥梁服务性性能和延长长现有桥梁梁结构使用用寿命，也也都起着重重要作用。第1节旧桥上部结构加加固、改造造方法一、桥面补强层层加固法在粱顶上加铺一一层钢筋混混凝土层，一一般先凿除除旧桥面，使使其与原有有主梁形成成整体，达达到增大主主粱有效高高度和抗压压截面强度度、改善桥桥梁荷载横横向分布能能力，从而而达到提高高桥梁的承承载能力的的目的。二、增大截面和和配筋加固固法当梁的强度、刚刚度、稳定定性和抗裂裂性能不足足时，通常常采用增大大构件截面面、增加配配筋、提高高配筋率的的加固方法法。这种方方法是在梁梁底面或侧侧面加大尺尺寸，增配配主筋，提提高梁的有有效高度和和抗弯强度度，从而提提高桥梁的的承载力。该该法广泛用用于梁桥及及拱桥拱肋肋的加固。三、锚喷混凝土土加固法借助高速喷射机机械，将新新混凝土混混合料连续续地喷射到到已锚固好好钢筋网的的受喷面上上，凝结硬硬化而形成成钢筋混凝凝土，从而而增大桥梁梁的受力断断面和补强强钢筋，加加强结构的的整体性，使使其能承受受更大的外外荷载作用用。四、粘贴钢板（筋筋）加固法法当交通量增加，主主梁出现承承载力不足足，或纵向向主筋出现现严重腐蚀蚀的情况时时，梁板桥桥的主梁会会出现严重重的横向裂裂缝。采用用粘结剂及及锚栓，将将钢板粘贴贴锚固在混混凝土结构构的受拉缘缘或薄弱部部位，使其其与结构形形成整体，以以钢板代替替增设的补补强钢筋，达达到提高梁梁的承载能能力的目的的。这种加加固方法的的特点是：：1．不需要破坏被被加固的原原结构的尺尺寸；2．施工工艺简单单，施工质质量较容易易控制；3．施工工期短。五、改变结构受受力体系加加固法这种加固、改造造方法是通通过改变桥桥梁结构受受力体系，达达到提高桥桥梁承载能能力的目的的。如：在在简支梁下下增设支架架或桥墩，或或把简支梁梁与简支梁梁纵向加以以连接，由由简支变连连续梁，或或在梁下增增设钢桁架架等加劲或或叠合梁等等，以减小小梁内应力力，达到提提高梁的承承载力目的的。改变结构体系的的方法有多多种，但往往往都需要要在桥下操操作，或设设置永久设设施，因而而减少桥下下净空，或或施工时会会影响通航航，所以必必须考虑通通航及桥梁梁排洪能力力。该法由于加固效效果较好，目目前，也是是国内外用用来解决临临时通行超超重车辆的的一种加固固措施。重重车通过后后，临时支支承可能随随后拆除，故故对通航影影响不大，不不影响河道道排洪能力力。用临时时支架加固固时，改变变了原简支支梁的受力力体系，支支点处将产产生负弯矩矩，故必须须进行受力力验算。六、体外预应力力加固法对于钢筋混凝土土或预应力力混凝土梁梁或板，采采用对受拉拉区施以体体外预加力力加固，可可以抵消部部分自重应应力，起到到卸载的作作用，从而而能较大幅幅度地提高高梁的承载载能力。体外预应力加固固法优点是是：1．在自重增加很很小的情况况下，能够够大幅度改改善和调整整原结构的的受力状况况，提高承承重结构的的刚度、抗抗裂性能；；2．由于承重结构构自重增加加小，故对对墩台及基基础受力状状况影响很很小，可节节省对墩台台及基础的的加固；3．对桥梁营运影影响较小，可可在不限制制通行的条条件下加固固施工；4．预应力加固法法既可作为为桥梁通过过重车的临临时加固手手段，又可可作为永久久性提高桥桥梁荷载等等级的措施施。七、增设纵梁加加固法（拓拓宽改建）在墩台地基安全全性能好，并并具有足够够承载能力力的情况下下，可采用用增设承载载力高和刚刚度大的新新纵梁，使使新梁与旧旧梁相连接接共同受力力。由于荷荷载在新增增主梁后的的桥梁结构构中重新分分布，使原原有梁中所所受荷载得得以减少，由由此使加固固后的桥梁梁承载能力力和刚度得得到提高。当当增设的纵纵梁位于主主梁的一侧侧或两侧时时，则兼有有加宽的作作用。为保证新旧混凝凝土能够共共同工作，必必须注意做做好新旧梁梁之间的横横向连接。横横向的连接接方法，如如：企口铰铰接、键槽槽联接、焊焊接及钢板板铰接等，使使新增主梁梁与旧梁牢牢固联接，可可提高主梁梁之间的横横向连接刚刚度，有利利于荷载的的横向分布布。八、拱圈增设套套拱加固法法当拱式桥梁的主主拱圈为等等截面或变变截面的砖砖、石或混混凝土等实实体板拱时时，且下部部构造无病病害，同时时桥下净空空与泄水面面积容许部部分缩小时时，可在原原主拱圈腹腹面下增设设一层新拱拱圈，即紧紧贴原拱圈圈底面上，浇浇筑或锚喷喷混凝土新新拱圈，外外形上就像像是在原拱拱圈下套做做了一个新新拱圈。第2节旧桥下部结构加加固、改造造方法一、扩大基础加加固法桥梁基础扩大底底面积的加加固，称为为扩大基础础加固法。此此法适用于于基础承载载力不足或或埋深太浅浅，而墩台台又是砖石石或混凝土土刚性实体体式基础时时的情况。扩扩大基础底底面积应由由地基强度度验算确定定。当地基基强度满足足要求而缺缺陷仅仅表表现为不均均匀沉降变变形过大时时，采用扩扩大基础底底面积的加加固，主要要由地基变变形计算来来加以选定定。二、增补桩基加加固法当桥梁墩台基底底下有软卧卧层，或墩墩台基础未未下至坚硬硬岩层时，墩墩台发生沉沉陷；当桥桥梁墩台采采用桩基础础，而桩的的深度不足足，或由于于水流冲刷刷等原因使使桩发生倾倾斜。这些些病害都直直接影响桥桥梁结构的的正常使用用和服务年年限。对此此，采用增增补桩基加加固法是一一种常用而而且有效的的方法。这这种加固方方法是：在在桩式基础础的周围补补加钻孔桩桩，或打人人钢筋混凝凝土预制桩桩，扩大原原承台，以以此提供基基础的承载载力，增强强基础的稳稳定性。三、钢筋混凝土土套箍或护护套加固法法当桥梁墩台由于于基础埋置置深度不够够，或因施施工质量控控制不严等等原因，导导致墩台开开裂破损时时，有时会会出现贯通通裂缝，可可采用钢筋筋混凝土围围带或钢箍箍进行加固固。加固时时一般在墩墩身上中下下分设三道道围带，其其间距应大大致相当于于桥墩侧面面的宽度。每每个围带的的宽度，则则根据裂缝缝的情况和和大小而定定，一般约约为墩台高高度的1/10，厚度采采用10～20cm。当墩台台损坏严重重，如有严严重裂缝及及大面积表表面破损、风风化和剥落落时，则可可采用围绕绕整个墩台台设置钢筋筋混凝土护护套的方法法进行加固固。四、桥台新建辅辅助挡土墙墙加固法由于桥台台背水水平土压力力过大，引引起桥台倾倾斜，应设设法采取平平衡桥台后后壁的土压压力处理，在在台背之后后加建一挡挡墙，以抵抵御过大的的土压力。五、墩台拓宽方方法利用旧桥基础，靠靠墩台盖梁梁挑出悬臂臂加宽部分分，以便安安装加宽的的上部结构构。此种情情况为只需需加宽墩台台上部的盖盖梁，墩台台身和基础础则不需予予以加固。采采用此法加加宽墩台时时，旧桥墩墩台基础必必须完好、稳稳定，且需需经过承载载力验算后后才能采用用。否则，应应在老桥的的墩台旁，重重新浇筑拓拓宽部分的的墩台及基基础。第3节旧桥加固技术简简介一、锚喷混凝土土“锚喷混凝土”实实际上由两两部分组成成，首先是是将锚杆锚锚入拟补强强部位结构构内，挂设设补强钢筋筋网，然后后再喷射一一定厚度的的混凝土，形形成与原结结构共同承承受外载作作用的组合合结构。所所以，锚喷喷混凝土是是借助喷射射机械，利利用压缩空空气将新混混凝土混合合料，通过过管道高速速喷射到已已锚固好钢钢筋网的受受喷面上，待待其凝结硬硬化形成一一种钢筋混混凝土。锚喷混凝土不需需振捣，而而是在高速速喷射时，由由水泥与骨骨料的反复复连续撞击击而使混凝凝土压密，同同时又可采采用较小的的水灰比（常常为0.4～0.45），使其其与混凝土土、砖石、钢钢材产生较较高的粘结结强度，所所以新旧混混凝土结合合面上能够够传递拉应应力和剪应应力。锚喷混凝土在施施工工艺、材材料及结构构等方面与与普通现浇浇混凝土相相比有许多多特点，例例如：不用用或只用单单面模板，混混凝土混合合料的运输输、浇灌和和捣固结合合为一道工工序；可通通过输料软软管在高空空、深坑或或狭小的工工作区间向向任意方位位施作薄壁壁的或复杂杂造型的结结构；设备备与工序简简单、占地地面积小、机机动灵活、节节省劳动力力，具有广广泛的适应应性。用于于旧桥加固固补强时，还还具有施工工快速简便便、经济可可靠、不中中断交通等等特点。锚喷混凝土在施施工时，可可在混合料料中加入各各种外加剂剂和外掺料料，大大改改善喷射混混凝土的性性能，例如如：加入速速凝剂，则则喷射混凝凝土具有凝凝结快（2～4分钟初凝凝，10分钟以内内终凝）、早早期强度高高（一昼夜夜比普通混混凝土提高高2～4倍）的特特点。喷射混凝土混合合料时，由由于高速高高压作用，喷喷射出的混混凝土能射射入宽度2mm以上的裂裂缝，并与与被加固的的结构紧密密结合，形形成整体共共同工作，阻阻止原结构构继续变形形位移和开开裂。锚喷混凝土加固固桥梁的实实质就是增增大受力断断面和补强强钢筋、加加强结构的的整体性，使使其能承受受更大的外外荷载。其其中增设的的补强钢筋筋主要是帮帮助原结构构承受拉应应力，同时时成为新增增混凝土部部分的骨架架；喷射混混凝土的作作用则是将将补强钢筋筋与原结构构联结组成成整体受力力结构，并并与锚杆一一道在结合合面上传递递拉应力和和剪应力。二、体外预应力力该方法通常应用用于钢筋混混凝土梁式式桥。对于于需要加固固的钢筋混混凝土梁式式桥，常在在梁底或梁梁侧下部增增设预应力力加劲钢丝丝索或预应应力粗钢筋筋补强，并并分别锚固固在梁的两两端，通过过设置一定定的联结构构件使预应应力拉杆（钢钢丝索或粗粗钢筋）与与梁体构成成一个桁架架体系，成成为一次超超静定结构构，从而抵抵消部分恒恒载应力，起起到卸载作作用，从而而达到较大大幅度地提提高桥梁的的承载能力力。体外预应力加固固法比梁底底增焊（或或粘贴）钢钢筋（或钢钢板）的加加固方法相相比，不需需清凿混凝凝土保护层层，且损伤伤梁体程度度小，加固固时不影响响或少影响响交通，能能恢复或提提高桥梁的的荷载等级级，经济效效果较明显显。但对于于梁体外的的预应力筋筋和有关构构件应采取取切实有效效的防护措措施，否则则在温度、腐腐蚀等外界界条件作用用下，容易易造成预应应力筋断裂裂而使加固固工作失败败。体外预应力加固固法适用于于中小跨径径梁式桥梁梁，对于较较大跨径的的桥梁，采采用本方法法加固时，宜宜同时配合合其它加固固方法进行行综合加固固，以达到到较好的加加固效果。体外预应力加固固梁式桥，实实际上亦是是改变了梁梁体原有受受力体系的的加固方法法。所以，根根据加固对对象的不同同，该加固固法又可分分为预应力力拉杆加固固和预应力力撑杆加固固。其中，预预应力拉杆杆加固主要要用于受弯弯构件，而而预应力撑撑杆加固法法适用于提提高轴心受受压以及偏偏心受压钢钢筋混凝土土柱的承载载能力，例例如，排架架桩式桥墩墩、桥台以以及拱桥的的柱式腹拱拱墩等。根据被加固结构构受力要求求不同，预预应力拉杆杆加固法又又分为3种，即水水平拉杆、下下撑式拉杆杆和组合式式拉杆。水水平拉杆适适用于正截截面受弯承承载力不足足的加固，同同时，可减减小梁的挠挠度，缩小小原构件的的裂缝宽度度。下撑式式拉杆适用用于斜截面面受剪承载载力、正截截面受弯承承载力均不不足的受弯弯构件加固固，同时又又可减小梁梁的挠度，缩缩小原构件件的裂缝宽宽度。组合合式拉杆一一般用两根根水平拉杆杆，两根下下撑式拉杆杆，适用于于正截面受受弯承载力力严重不足足而斜截面面受剪承载载力略为不不足的加固固，同时亦亦可减小受受弯构件的的挠度、缩缩小裂缝的的宽度。通过在梁体外布布设钢材的的拉杆或撑撑杆，并与与被加固的的梁体锚固固联结，然然后施加预预应力，强强迫后加的的拉杆或撑撑杆受力，从从而改变原原结构的内内力分布，并并降低原结结构应力水水平，使结结构总承载载力显著提提高，且可可减少结构构的变形、裂裂缝宽度缩缩小甚至完完全闭合。这这就是体外外预应力加加固梁式桥桥梁，并能能提高其承承载能力的的机理。体外预应力下撑撑式拉杆加加固补强方方法是最常常用的一种种，它可视视为改简支支梁为上承承式桁架梁梁。桁架的的上弦即为为原结构主主梁，下弦弦是新增设设的水平拉拉杆，腹杆杆是新增的的斜拉杆，把把与梁体接接触的垫块块视为竖杆杆，单垫块块为单柱式式，双垫块块为双柱式式。斜杆的的上端锚固固位置有2种：一种种锚于梁端端的顶部；；另一种锚锚于靠近端端横梁处的的梁肋顶部部。斜杆的的下端与滑滑块连结，滑滑块依赖拉拉杆收紧后后产生的上上托力和滑滑移时的摩摩擦力与上上弦连结。对对斜杆的张张拉不是直直接施加，而而是随着水水平拉杆张张拉力增加加，下端滑滑块产生相相应的移动动，使它的的长度增大大。当水平平拉杆张拉拉力达到设设计量后，将将它的两端端锚固，加加固工作即即告完成。在在斜杆顶端端和梁底垫垫块上作用用力的水平平分力共同同对梁体施施加偏心轴轴向压力。上上述作用力力的竖向分分力所形成成的力偶对对梁端施加加负弯矩及及竖向负剪剪力。这些些预加力可可以抵消或或超过恒载载作用力。在在车辆通过过时，这些些体外拉杆杆是上部结结构的组成成部分并与与原有梁体体共同受力力，形成超超静定体系系，各拉杆杆的张拉力力将自动增增加，进一一步起到梁梁体加强作作用。三、粘钢法贴钢法加固桥梁梁一般采用用环氧树脂脂或建筑结结构胶将钢钢板、钢筋筋或玻璃钢钢等抗拉强强度高的材材料粘贴在在钢筋混凝凝土受弯构构件表面，使使之与结构构物形成整整体，从而而取得提高高构件的抗抗弯、抗剪剪能力，以以及减少裂裂缝扩展的的效果。该该加固方法法具有施工工简便，粘粘钢所占空空间小，不不用减小桥桥梁净空，加加固施工周周期短，消消耗材料少少，粘钢加加固部位、范范围与强度度可视设计计构造需要要灵活设置置，并可在在不影响或或少影响交交通的情况况下施工。所所以，贴钢钢法是常用用的旧桥加加固技术。采用环氧树脂系系列粘结剂剂将钢板粘粘贴在钢筋筋混凝土结结构物的受受拉缘或薄薄弱部位，使使之与原结结构物形成成整体共同同受力，以以提高其刚刚度，改善善原结构的的钢筋及混混凝土的应应力状态，限限制裂缝的的进一步发发展，从而而达到加固固补强、提提高桥梁承承载能力，是是粘贴钢板板加固法的的目的。四、外包混凝土土外包混凝土加固固法又称为为加大截面面加固法，它它是增大构构件的截面面和配筋，用用以提高构构件的强度度、刚度、稳稳定性和抗抗裂性，也也可用来修修补裂缝等等，梁式桥桥和拱式桥桥等旧桥均均可采用该该方法加固固。根据被加固构件件的受力特特点和加固固目的要求求、构件部部位与尺寸寸、施工方方便等可设设计为单侧侧、双侧或或三侧加固固，以及四四周外包加加固。根据据不同的加加固目的和和要求，又又可分为加加大断面为为主加固，和和加配钢筋筋为主的加加固，或者者两者同时时采用的加加固。加大大截面为主主的加固，为为了保证补补加的混凝凝土正常工工作，亦需需适当配置置构造钢筋筋。加配钢钢筋为主的的加固，为为了保证配配筋的正常常工作，需需按钢筋的的间距和保保护层等构构造要求决决定适当增增大截面尺尺寸。加固固中应将新新旧钢筋以以焊接，或或用锚杆联联结补强钢钢筋和原构构件，同时时将旧混凝凝土表面凿凿毛清洗干干净，确保保新旧混凝凝土良好结结合。外包混凝土加固固法使用普普通混凝土土，强度等等级不低于于C20号，当加加固层较薄薄，钢筋较较密时，可可用细石子子混凝土，在在条件许可可的情况下下亦可采用用钢纤维混混凝土加固固，配置的的钢材除普普通钢筋外外还可采用用型钢和钢钢板等。外包混凝土加固固法的缺点点是现场湿湿作业工作作量大，养养护期较长长，并对结结构外观和和净空有一一定的影响响。五、碳纤维布工程材料的进步步及新材料料的出现历历来是土木木结构工程程发展的先先驱和动力力。碳纤维维材料的出出现和成功功应用于土土木工程的的加固与补补强上，使使土木工程程加固技术术研究更上上一个台阶阶。碳纤维维是一种新新型建材，因因其质轻、耐耐腐蚀、片片材很薄、抗抗拉强度高高而被广泛泛应用。碳碳纤维布（片片）加固法法亦被视为为梁式桥加加固补强、提提高承载能能力，尤其其是当高度度受限制时时的首选加加固方法，其其施工工艺艺也很简单单。碳纤维复合材料料通常由纤纤维和基体体组成。加加固混凝土土结构用的的纤维材料料目前主要要有3种：玻璃璃纤维（GFRP）、碳纤纤维（CFRP）和芳纶纶纤维（AFPR）。纤维维复合材料料的力学特特点是其应应力应变量量完全线弹弹性，不存存在屈服点点或塑性区区。由于碳碳纤维材料料具有高强强、轻质、耐耐腐蚀、耐耐疲劳等优优异物理力力学性能，以以及现场施施工便捷，所所以是旧桥桥加固补强强的理想材材料。普通碳纤维是以以聚丙烯腈腈（PAN）或中间间相沥青（MPP）纤维为为原料经高高温碳化制制成，碳化化程度决定定着诸如弹弹性模量、密密度与导电电性等性能能。碳纤维维长丝直径径通常在5μm到8μm之间，并并合成含3000到180000根的长丝丝束。为改改善碳纤维维与基体的的亲和性，纤纤维本身要要经表面处处理，形成成能与基体体反应的活活性基团。加固混凝土构件件所用的碳碳纤维布，是是由碳纤维维长丝经编编织而制成成的柔软片片材。碳纤纤维布在编编织时，将将大量的碳碳纤维长丝丝沿一个主主方向均匀匀平铺，用用极少的非非主方向碳碳纤维丝将将主方向碳碳纤维丝编编织连接在在一起，形形成很薄的的以主纤维维方向受力力的碳纤维维布。加固混凝土构件件时，按构构件的不同同受力特点点用粘结材材料将碳纤纤维布有序序地缠绕粘粘贴于构件件表面，实实现对构件件变形的约约束并因此此提高构件件的极限强强度和承载载能力。碳纤维布的抗拉拉强度一般般为35500MPa，弹性模模量为2.355x1055MPa。根据碳碳纤维布的的品质不同同，其厚度度在0.11～0.433mm，幅