中国古代拱桥病害分析

中国古代拱桥病害分析

一、桥梁加固方案拱桥是一种非常古老的桥梁类型。在设计实际情况下，它已变得越来越实用。特别是在山地桥梁建设方面，拱桥是首选和唯一的方案。从上世纪六七十年代至今,在我国许多地方,如重要城市、旅游景点都建有大量的拱桥。拱桥的形式多种多样,较为常用的主要有如下几类:污工拱桥、双曲拱桥及肋拱桥。随着时间的推移,因各种原因导致了这些桥梁都出现了不同程度的病害。所以正确分析这些病害产生的原因并找出相应的处置措施具有十分重要的意义。二、几种常见的拱桥疾病分析1.圈裂缝产生原因及加固措施(1)拱圈破坏。圬工拱桥拱圈裂缝一旦产生,应引起高度重视,因为拱圈的抗拉强度非常低,裂缝的出现,说明拱圈已经产生了弯拉应力,拱圈裂缝的产生,可能是因为荷载过大造成,也可能是由于墩台沉陷或发生水平位移所致,应及时采取加固措施。否则,将导致桥梁的垮塌,纵向裂缝的出现,主要是砌石未错缝砌筑或墩台局部沉陷造成。(2)拱上侧墙鼓胀破坏。拱上侧墙鼓胀破坏,一般是由于排水不良,拱上填土内聚积大量水分而造成膨胀或形成饱和土压力造成也可能是砌筑质量不佳造成的。(3)石料或混凝土表面风化或腐蚀,造成表面缺陷,影响其耐久性。2.墩台不同时,易引起墩台的较大位移和沉降双曲拱桥由于自重大,其相应的水平推力也大,当设计、施工不当时,往往容易引起墩台的较大位移和沉降。由于位移和沉降较大,必将出现拱圈下沉、开裂,拱肋与拱波分离,空腹小拱开裂,立柱出现严重裂缝等损坏现象。(2)共同承受全部恒载和活载拱肋是拱桥主拱圈的重要组成部分,它与拱圈共同承受全部恒载和活载,是主要受力构件。因此,当其抗弯强度和刚度不足时,往往使承载能力降低,同时也会引起其它构件的损坏。(3)拱肋的变形方式双曲拱桥中设置横向联系梁是很重要的。当拱肋间无横向联系时或无填平层,在集中荷载(车辆荷载)作用下,各片拱肋的变形在横桥方向是很不均匀的。有横向联系或填平层的拱圈,各肋间的变形就比较均匀。而且,随着横向联系的加强,各肋间的变形就更趋一致。由于横向联系的设立,使单片的拱肋在横向联成整体,形成一个拱肋的稳定性。当横向联系布置不够或强度不足而产生损坏时,将会使拱桥横向稳定性减低,拱波顶出现纵向裂缝。(4)由于密封填充和排水不良，侧墙膨胀和损坏双曲拱桥侧墙发生鼓胀,一般是由于排水不良,填土内聚积大量水分而造成膨胀,也可能是砌筑质量不佳引起的。3.部位板间铰缝肋拱桥病害现象及原因分析如下:(1)桥面出现横向裂缝,裂缝走向与行车道板方向一致,而且多数发生在板间和伸缩缝附近板间铰缝。主要是行车道板与纵梁之间所砂浆破坏缝和铰施工质量差等原因造成。(2)桥面板跨中、下缘开裂。多发生于伸缩缝附近的车道板,其原因主要有荷载过大、冲击过大等。(3)纵梁下缘开裂。其原因主要是荷载过大、冲击过大等。(4)拱肋的拱顶下缘开裂。其原因是荷载过大、冲击过大,拱肋刚度较弱等。(5)行车高速过桥时声响和振动太大。三、一些常见的拱桥维护和加固措施1.拱桥裂缝处理(1)密封接头法的打开和关闭①砂浆填缝。②环氧砂浆或环氧浆液填缝。③采用进口化学粘结剂封闭微裂缝。(2)弧环加固治疗方法①加大拱圈断面。②在受拉区粘贴碳纤维布。2.双拱桥的加固和改造(1)肋骨加固①环氧浆液粘贴钢板加固拱肋。②碳纤维布粘贴加固拱肋或拱圈。③用外包混凝土加大拱肋断面。(2)加固混凝土拱板有的双曲拱桥拱肋截面比较强,但拱波显得薄弱,尤其是当横向联结较弱时,往往在拱波顶部产生纵向裂缝。采用加加厚拱板的方法,可以增加拱肋强度,又增强拱波,增强拱圈的整体性。加固时先将拱上填料拆除,用混凝土将波谷填平,再沿全桥宽浇筑混凝土拱板,内设钢筋网和纵向主筋。如果是拱肋下缘抗拉强度不够,也可以在下缘用混凝土将拱波填平,增大断面。内设纵向主筋和横向分布钢筋,且锚固筋可将原拱肋主筋凿露连接,也可采用植筋技术加设锚筋。(3)横系梁改造为横叶片加强横向联接的具体加固方法一般有以下几种:①用外包混凝土加大横系梁断面。②将横系梁改造为横隔板。③对于原来设置套管拉杆横向联结或未设横向联结的双曲拱桥,其套管只起横向拉结作用,又对拱波的抗扭刚度作用不大:加固时可拆除原套管而改为横隔板,也可沿拱圈增加桥的横系梁或横隔板。(4)调整拱轴和压力线①调整拱上的恒载分布。②减轻拱上建筑自重3.重建和重建(1)眼底厚度设计新预制的车道板应重新设计,增大跨中附近底面厚度,可设计成折线型或曲线型,以增强其刚度。其它部位的行车道板如下缘开裂超过允许范围,也应进行更换,重新处理铰缝。(2)厚面铺装混凝土为了增大桥面板刚度,也可以凿除原桥面铺装混凝土,增加桥面钢筋,增厚桥面铺装混凝土。(3)橡胶支撑车道板下的密封性能凿除桥面和铰缝混凝土后,用千斤顶或吊车将板提升一定距离,凿除原支垫砂浆并清扫干净,支垫板式橡胶支座,若支垫不平,可塞薄钢板。(4)纵梁裂缝修复对于纵梁裂缝不多,裂缝宽度不大的情况,可对纵梁裂缝进行修复,一般采用注射灌浆先将裂缝封闭,再用环氧浆液粘贴钢板或粘贴碳纤维布,以达到补强效果。对于破坏严重的纵梁,应进行更换。(5)弧体加固重建拱圈强度和刚度不够,需要对拱圈进行加固改造。一般采取外包钢筋混凝上可增加拱箱数量来提高拱肋承载力和整体刚度。(6)改变结构形式四、病害的防治手段拱桥的类型多种多样,不同的结构类型,病害表现有所不同,产生的原因也有很大的差异,而处治病害的方法手段也更是多种多样。但是同样的病害,采