08-拱桥加固与改造方法

第八章拱桥加固与改造2重庆交通大学一、历史发展

拱桥是我国使用最广泛的桥型之一，在桥梁发展史上具有重要的地位。据统计，目前我国公路桥梁60%左右为拱桥这些拱桥大部分为20世纪七八十年代建设，设计荷载等级比较低；随着我同经济高速发展以及交通大件运输的需求，这些桥梁发生了不同程度的病害，一些结构性病害甚至危及到桥梁运营安全。如何确保低荷载等级桥梁的使用安全和如何捉高桥梁的荷载等级，是桥梁加固工作中的重要问题。8.1拱桥加固基本原理8.1拱桥加固基本原理进行加固拱桥承载力不满足拱桥整体性不满足

拱桥耐久性不满足

拱桥稳定性不满足拱上建筑纵向连续或拱式腹拱考虑拱上建筑与拱圈联合作用1增大截面加固拱圈，应严格控制截面拉应力3因加固导致恒载增加时，应对拱座及基础进行验算

4加固前应处理混凝土裂缝及钢管混凝土脱空等病害2加固条件设计要点加固条件及设计要点4重庆交通大学二、结构受力特点拱桥基本力学图式拱式结构：以压弯构件作为承重结构轴力N，弯矩M，剪力Q（影响较小）8.1拱桥加固基本原理5重庆交通大学受力特点拱桥主拱圈结构受力状况σ取决于轴力N，弯矩M，截面面积A，截面抗弯刚度W（E、I）拱桥加固方法：从上述决定因素（N，M，A，E、I）入手，降低主拱圈截面应力σ

特别是拉应力

，提高结构承载力8.1拱桥加固基本原理6重庆交通大学8.1拱桥加固基本原理拱桥内力图7重庆交通大学加固后拱桥的二次受力特性

加固结构属于二次受力结构。加固前原结构已有荷载作用（即第一次受力），内部存在一定的应力和形变；而加固一般是在未卸载或未完全卸载的条件下进行，新加的加固（增强）部分（以下简称加固层）在自身强度形成之后，才开始参与承担后来的新增荷载如活载。因此，加固层的应力和应变均滞后于原结构。8.1拱桥加固基本原理8重庆交通大学8.1拱桥加固基本原理三、加固基本原理外因：改变结构性能，提高承载力内因：改变结构体系，减小主拱圈内力，提高承载力9重庆交通大学8.1拱桥加固基本原理外因：改变结构性能，提高承载力增大主拱圈截面面积A，增加主拱圈的抗弯刚度W（E,I） 对主拱圈喷射、现浇、外包混凝土等加固方法，增加截面面积，降低拱顶、拱脚等处的拉应力，使得σ<

[σ]，从而提高承载力降低主拱圈的轴力N 对主拱圈粘贴钢板、钢筋、FRP，分担一部分拉力，使得主拱圈σ<[σ]，从而提高结构承载力10重庆交通大学8.1拱桥加固基本原理内因：改变结构体系，减小主拱圈内力，提高承载力梁拱结合共同受力的方式，重力式拱上建筑改为轻型桁架或刚架，减轻主拱圈的恒载重量，降低主拱圈截面应力σ

，提高结构承载力减轻桥面系和拱上建筑重量，提高承载力11重庆交通大学拱桥加固方法与技术增大拱圈截面加固方法与技术增大拱圈下缘截面加固法增大拱圈上缘截面加固法增大拱肋截面加固法粘贴加固方法与技术粘贴钢板加固法粘贴钢筋加固法粘贴GFRP、CFRP、AFRP加固法调整主拱圈内力加固方法与技术调整拱轴线与压力线加固法顶推加固法改变结构体系加固方法与技术梁拱结合体系加固法转换桥型加固法体外预应力加固方法与技术减轻拱上建筑重量加固方法与技术拱桥的加固方法拱桥加固方法与技术增大主拱截面、调整拱上建筑恒载、增强横向整体性1增大截面或改变截面形式、粘贴钢板及纤维复合材料增强横向整体性2增强横向整体性、粘贴钢板及纤维复合材料、施加体外预应力以及增大构件截面3增大截面、调整拱上建筑恒载、增加拱肋、增强横向整体性以及粘贴纤维复合材料4外套钢管混凝土增大截面、粘贴纤维复合材料、更换吊杆或系杆、改善桥面系结构以及增强横向整体性

5圬工拱桥：双曲拱桥：桁架、刚架拱桥：钢筋混凝土箱板（肋）拱桥：钢管混凝土拱桥：13重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法适用范围：主拱圈承重构件的断面不足，施工质量不佳，墩台基础沉降，桥梁长期超载运营引起开裂等加固方法：用钢纤维砼，钢筋砼，钢筋钢纤维砼，钢筋钢丝网钢纤维砼（三钢砼）加大主拱圈厚度用钢筋砼外包石拱桥、双曲拱桥的拱肋截面在双曲拱拱波背部加盖钢筋砼倒槽形板用预制拱肋加固桁架拱14重庆交通大学加固方法：增大拱圈下缘截面加固法：套拱增大拱圈上缘截面加固法增大拱肋截面加固法更换砌块加固法8.2增大拱圈截面加固方法15重庆交通大学拱圈加固厚度d的确定：经验公式中小跨径石拱桥大跨径石拱桥 等截面拱 变截面拱钢筋砼箱形拱桥双曲拱桥k－荷载系数L0－跨径m－矢跨比系数k－荷载系数m1－跨径系数k－荷载系数m2－跨径系数K－荷载系数H－拱圈高度K－荷载系数H－拱圈高度8.2增大拱圈截面加固方法16重庆交通大学一、拱圈下缘增大截面加固法：套拱

8.2增大拱圈截面加固方法17重庆交通大学一、拱圈下缘增大截面加固法：套拱

实腹式拱桥：拆除实腹段难度大，可在拱圈下面喷射钢筋网混凝土或浇筑钢筋砼新拱圈

A.钢筋网混凝土拱圈内壁喷射加固法 在主拱圈内壁钻孔设置锚杆 锚杆上焊接或绑扎钢筋网 喷射混凝土8.2增大拱圈截面加固方法18重庆交通大学锚杆：高强膨胀锚栓 钢筋砂浆锚杆 锲缝式金属锚杆 聚脂树脂锚杆8.2增大拱圈截面加固方法19重庆交通大学施工工艺1.凿除破损的表层，修补裂缝2.钻孔，安装锚杆，布设钢筋网 钢筋网：沿桥的纵横向焊接到锚栓上，构成钢筋骨架 作用：承受拉应力，提高喷护层强度，传递温度应力，减少收缩裂缝， 加强喷射混凝土的整体性3.喷射混凝土：每次喷射厚度不超过5~8cm8.2增大拱圈截面加固方法套拱加固：凿除拱圈剥落、松散、风化表层，并修补拱圈其他缺陷；植筋与原拱圈连接牢固；均衡浇筑混凝土，应采取措施保证密贴。20重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法加固实例：昆明铁路局铁路桥：石拱桥病害：列车荷载增大，地震频繁，裂缝、漏水现象严重加固措施： 拱圈腹面网喷，侧墙锚杆网喷，拱背加铺防水层，全桥压注水泥砂浆21重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法加固实例2：江西香屯大桥：双曲拱桥铜矿到火车站的交通要道病害：交通量增加，拱顶、拱脚出现裂缝，0.4mm，拱轴线下沉加固措施： 拱肋、拱波外包钢筋网并喷射混凝土加固 主拱圈拱背浇筑10cm厚的钢筋砼加固效果： 汽车－13提高到汽车－超20,费用246万元，为重建新桥的19%。22重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法B.钢筋混凝土复合拱圈加固法在原拱圈下面浇筑一层钢筋砼新拱圈注意：新旧拱圈的结合 混凝土中添加膨胀剂23重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法

钢筋混凝土复合拱圈加固构造图24二、拱圈上缘增大截面加固法A.局部增大截面加固法按照无铰拱桥受力特点，无铰拱主拱圈应设计为变截面形式，但施工难度大。为了施工方便，多数无铰拱桥的主拱圈采用等截面形式，因此拱脚是内力最大的控制截面，多数病害发生在拱脚处。对多数空腹式拱桥，可以在主拱圈上缘局部增大主拱圈截面进行加固重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法25施工工艺 1.清除拱背风化层，凿毛 2.钻孔，植入锚固钢筋，布设钢筋网 3.浇筑混凝土

钢筋混凝土

钢纤维混凝土

三钢混凝土重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法26加固实例重庆梁平七间桥，空腹式石拱桥，汽车－20,挂车－100临时通行开县白鹤电厂240t的发电机组加固措施： 主拱圈空腹段拱背浇筑10~20cmC40钢纤维混凝土 拱腹粘贴2层钢板重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法27加固实例重庆江津四面山游渡河大桥，双曲拱石拱桥，汽－15，挂－80病害：主拱圈施工期间，山洪爆发，冲垮拱架，拱顶下沉57cm，拱脚严重开裂，竣工验收时鉴定为危桥加固措施： 第一次：锚喷混凝土增大截面面积，实腹段减轻恒载重量，恢复承载力 第二次：拱背空腹段浇筑三钢混凝土，增大拱脚截面，提高到汽－20重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法28B.全拱加固法早期修建的石拱桥，拱脚、拱顶均不能满足当前的受力要求，特别是承压面积不足，拱顶轴向力趋于饱和，局部增大截面已不能满足要求拆除拱上建筑，主拱圈上面全拱浇筑一层混凝土，并采用轻型梁式拱上建筑代替实腹式和拱式重力式腹拱，综合提高承载力重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法29施工工艺：1.对原拱圈病害和缺陷进行处治，加固原拱圈2.对称、均匀、分步拆除原拱上建筑 拱脚－>跨中，保留拱顶部分填料最后拆除，防止主拱冒顶、开裂3.在主拱圈上面对称、均衡地浇筑钢筋砼加固层4.对称、均衡地砌筑拱上建筑和桥面系重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法拱上建筑拆除拱上建筑拆除应按设计卸载程序进行；拆除过程中，应观测1/4、拱顶及其他控制断面的挠度和横向位移、结构开裂等情况；发现异常必须立即停止施工。大跨径拱桥拱上建筑拆除施工应在有效的监控下进行。30重庆交通大学三、增大拱肋截面加固法用于钢筋砼拱桥主拱圈（肋）的加固补强类似于梁式桥的增大梁肋加固法 浇筑混凝土，或用环氧砂浆粘贴8.2增大拱圈截面加固方法31重庆交通大学四、更换砌块加固法用于局部砌块松动、破碎、脱落等的加固补强逐个小批量进行色泽要一致支撑固定并用干硬性砂浆砌筑8.2增大拱圈截面加固方法钢筋混凝土拱桥加固增设拱肋：横向连接加固。

拱顶设置临时横向联系主要内容墩台预埋拱肋主筋支架现浇预制安装墩台凿除预留槽结合面凿毛底面钢筋应通长布置横向主筋应与拱肋主筋可靠连接8.2增大拱圈截面加固方法加固计算要点吊架方式新增主拱圈截面混凝土恒载由原拱承担；支架方式新增主拱圈截面混凝土恒载由加固后的组合截面拱承担；加固中临时卸除荷载的恢复及使用荷载由加固后的组合截面拱承担。增大主拱混凝土截面或在主拱圈上粘贴钢板和纤维复合材料加固时应分阶段计算受力。采用混凝土增大主拱圈截面或在主拱圈上粘贴钢板或纤维复合材料加固时，根据平截面假定计算原拱圈和新增部分的应力。

计算参数分阶段受力吊架/支架施工内力（应力）重分布计算应考虑结构损伤、材料劣化、新旧材料的结合性能及材性差异等因素的影响。材料、几何等参数应通过实测确定。

增大主拱截面加固时，新浇混凝土与原混凝土或砌体结合面的抗剪能力应满足要求；应计入新增混凝土收缩徐变引起的结构内力（应力）重分布。Unified&FlexibleAdministration平截面假定关键词计算要点拱桥加固方法与技术34三、加固计算重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法35重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法36重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法37重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法38重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法39重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法40重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法41重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法42重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法43重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法44重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法45重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法46重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法47重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法48重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法49重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法50重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法51重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法52重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法53五、加固实例某县烽火桥横跨道水，5孔连续双曲拱石拱桥，汽－13，挂－60病害：基础局部冲空、承台竖向开裂或向一侧倾斜、基础下沉等，桥面系主要病害为桥面下沉、栏杆及人行道系损坏等，拱肋出现裂缝，腹拱出现多条裂缝加固措施：对桥墩基础周围冲刷、淘空部分用15%C20片石混凝土填满铺平，防止桥墩基础继续冲刷；在桥墩墩身外侧增加15cm厚C30钢筋混凝土主拱圈加固：对主拱圈裂缝用环氧树脂灌浆封缝处理；在主拱圈拱肋两侧及地底面增加15cm厚C30现浇钢筋混凝土；在主拱圈拱波顶面增加10～30cm现浇钢筋混凝土；在原有横隔梁上增加10cm厚钢筋混凝土；在新增加立柱下增设横隔梁重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法54人工拆除主桥桥面系拆除部分拱上建筑（腹拱圈拱波、腹拱拱肋、腹拱横隔板、立墙顶片石混凝土拱座等)，保留横墙在保留横墙外增加8cm厚C30现浇钢筋混凝土，同时在横墙顶根据设计标高要求增高横墙；在拱顶原实腹部分新做C30钢筋混凝土横墙；在所有墙顶做C40钢筋混凝土墩帽新做桥面系(连续桥面板、桥面铺装、人行道、人行道栏杆、照明设施)重庆交通大学8.2增大拱圈截面加固方法工程概况150m预应力混凝土桁式组合拱桥计算矢跨比为1/8已于2006年采取了限载通行拱桥加固实例8.2增大拱圈截面加固方法某桁架拱桥主要缺陷各构件开裂教严重施工质量较差，钢筋布置欠合理部件接头不密实，错位，节点夹泥加固方案实腹段体外预应力加固空腹段下弦加大截面及横向体外预应力采用型钢加固挑梁裂缝灌浆、修补拱桥加固实例8.2增大拱圈截面加固方法某桁架拱桥拱桥加固实例8.2增大拱圈截面加固方法新增纵向预应力钢束构造拱桥加固实例8.2增大拱圈截面加固方法新增横向预应力钢束构造拱桥加固实例8.2增大拱圈截面加固方法型钢加固挑梁60重庆交通大学8.3粘贴加固方法荷载作用下，主拱圈产生拉应力，导致主拱圈开裂、破损，丧失承载力，甚至跨塌；除了增大主拱圈截面减小拉应力的方法，还可以在主拱圈受拉区粘贴钢板、钢筋、FRP，分担一部分拉力，提高承载力。粘贴钢板加固法粘贴钢筋加固法粘贴GFRP、CFRP、AFRP加固法61重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法将钢板粘贴在主拱圈的受拉区或薄弱部位，按照主拱圈受拉开裂强度计算钢板的数量，沿全部拉应力范围加固，并向外延伸1~2m。钢板分段粘贴，沿拱腹线成型，接头处搭接钢板或锚缝。钢板在工厂加工成型，用环氧砂浆粘贴，固化前用膨胀螺栓固定。全拱圈粘贴，间隔分肋粘贴优点：基本不增加结构尺寸；不影响桥下净空；同时封闭主拱圈裂缝。62重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法63重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法二、加固计算64重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法65重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法66重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法67重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法68重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法69重庆交通大学8.3.1粘贴钢板加固法70重庆交通大学三、加固实例加固实例1:广东三多齐桥，双曲拱桥病害：施工中拱顶产生裂缝，通车后裂缝扩展到2~5mm，几乎贯穿拱圈，侧墙与拱圈分离，竖向开裂加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，拱顶粘贴钢板8.3.1粘贴钢板加固法71重庆交通大学加固实例2:重庆开县黄家湾桥，石拱桥，建于清朝道光年间主拱圈用糯米石灰浆砌筑病害：主拱圈下缘出现纵向贯穿性裂缝临时通行开县白鹤电厂240t的发电机组加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，全拱圈粘贴二层钢板8.3.1粘贴钢板加固法72重庆交通大学8.3.2粘贴钢筋加固法粘贴钢筋多用于钢筋砼拱桥主拱圈（肋）的加固补强施工工艺： 凿开保护层，露出主筋，用环氧砂浆把补强钢筋粘贴到主拱圈（肋）上，然后用环氧砂浆或水泥砂浆封闭，最后恢复保护层。

西藏岗嘎大桥73重庆交通大学8.3.2粘贴钢筋加固实例加固实例3:广西平山桥，双曲拱桥，无设计资料病害：基础沉降、施工质量差、超载等，引起拱肋多处出现径向贯穿裂缝，0.2～1.2mm加固措施：拱肋底面用环氧砂浆包裹钢筋加固

74重庆交通大学8.3.2粘贴钢筋加固实例加固实例4:广西龙口桥，双曲拱桥，无设计资料病害：施工质量差，通车不久多处开裂，超载引起裂缝扩展，3mm加固措施：粘贴钢筋加固腹拱拱波，拱顶底部粘贴钢筋，并浇筑3cm厚的环氧树脂水泥砂浆，在腹拱原套筒拉杆间增设横向拉杆，加强腹拱的横向联系75重庆交通大学8.3.3粘贴FRP加固法GFRP，CFRP，AFRPFRP多用于梁式桥的加固，近年来用于双曲拱桥、刚架拱桥等的加固对主拱圈下缘、弦杆、拱脚等拉应力较大的部位粘贴FRP76重庆交通大学8.3.3粘贴FRP加固实例加固实例1:海南省九曲江大桥，双曲拱桥，1969年建成病害：由于桥台和桩基抗力不足，桥台向岸转动，导致拱轴变形，拱顶正弯矩、拱脚负弯矩过大，通车不久拱肋出现多条裂缝，0.3~0.6mm，拱顶下沉35cm。加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，粘贴玻璃钢、钢筋加固77重庆交通大学8.3.3粘贴FRP加固实例加固实例2:南京长江大桥公路南引桥，双曲拱桥，1969年建成病害：主拱拱波多处纵向裂缝，部分贯穿加固措施：粘贴玻璃钢加固78重庆交通大学8.4调整拱上建筑恒载加固方法一、加固原理及设计要点基本原理：通过调整拱上恒载的办法来调整压力线，目的在于使拱圈的压力线与拱轴线尽可能的接近以减小拱内弯矩内力79重庆交通大学8.4调整拱上建筑恒载加固方法一、加固原理及设计要点设计要点精确测量主拱圈实际线型，使得实际拱轴线与后期理论计算用拱轴线一致，从而为后期的各项工作的开展奠定良好的基础加固设计过程中，应对恒载调整各个阶段的全桥内力进行分析；可以采用不同容重的拱上填料，改变拱上填料厚度或者在主拱拱背上增加配重等措施，来改变实际压力线的位置调整恒载加固时，应当注意拱中轴力减小而恒载弯矩增加造成偏心矩过大的问题，重视在施工时拱圈线形的变化，防止在施工过程中因某些截面受力过大甚至造成桥梁在施工中的垮塌80重庆交通大学8.4调整拱上建筑恒载加固方法二、调整拱上建筑重量常用方法用轻型拱上建筑取代腹拱式拱上建筑将腹孔的重力式横墙挖空或改造成钢筋混凝土立柱改变拱上填料厚度预制的钢筋混凝土T梁、微弯板板或空心板等轻质桥面系代替腹拱体系81重庆交通大学8.4调整拱上建筑恒载加固方法施工工序首先应对主拱圈的裂缝进行修补从拱脚向拱顶对称拆除拱上侧墙，并挖除拱腔填料。若旧拱圈病害较严重，则应先在桥孔下架设拱架支住拱圈后，再对拱上建筑进行施工对卸除恒载过程中拱腹重新出现的裂缝及拱背的裂缝进行修补对截面尺寸较小、承载能力不足的拱圈应先加同补强；重新砌筑空腹式或其它较为轻型的拱上建筑铺设桥面铺装82重庆交通大学调整拱轴线与压力线加固法基本原理对空腹式拱桥，腹孔墩以集中力作用在主拱圈上，恒载包含了集中力和分布力恒载压力线与悬链线不再吻合，与三铰拱的恒载压力线有五点重合空腹段：压力线在拱轴线之下 实腹段：压力线在拱轴线之上压力线与拱轴线的偏离产生附加内力，导致拱顶产生负弯矩，拱脚产生正弯矩，与其控制弯矩相反，可改善主拱的受力状况加固方法：协调拱顶、拱脚的弯矩调整主拱圈内力加固方法83重庆交通大学调整拱轴线与压力线加固法加固方法：当拱顶、拱脚的弯矩相差较大时，可以通过调整拱轴线与压力线的位置，改善主拱圈的受力状况施工工艺：当拱脚负弯矩较大，拱顶截面尚有富裕时，可以减轻拱上填料厚度或桥面厚度，降低桥面系重量，或用轻质填料更换原重质填料，使恒载压力线上升，在全拱圈范围内产生附加正弯矩，从而减小拱脚负弯矩，提高承载力。相反，可以增加桥面厚度，降低恒载压力线，减小拱顶的正弯矩，提高承载力。调整主拱圈内力加固方法84重庆交通大学调整拱轴线与压力线加固法双曲拱桥加固注意事项：对拱顶塌陷的双曲拱桥，不能随意采取增加拱上填料和桥面厚度的方法进行加固，需要进行详细的计算分析： 1.绘制拱顶、拱脚、1/4跨等控制截面的压力影响线 2.根据压力线和拱圈变形情况，调整拱上恒载分布 3.局部加大拱圈截面，调整实际拱轴线，使之与压力线趋于吻合调整主拱圈内力加固方法85重庆交通大学加固实例：福建英溪大桥，双曲拱桥，1971年建成病害：跨中下挠，错误地通过加厚填料来调平桥面，增加自重150t，进一步导致拱圈变形加剧，拱顶下沉50cm，实际拱轴线偏离压力线，拱圈严重开裂。加固措施： 1.改变拱上恒载分布，调整压力线位置：降低桥面标高，减少拱上填料 2.调整拱轴线：增大拱圈截面 3.恢复拱圈截面强度：增加拱肋截面，加厚拱板注意事项：

对称、均衡施工，保证主拱圈在施工过程中受力平衡，防止产生有害变形甚至跨塌调整主拱圈内力加固方法86顶推加固法建于软土地基上的拱桥易产生水平位移和沉降，导致拱轴线下降，拱肋开裂。顶推法可以使拱轴复位，调整主拱圈内力，恢复承载力。重庆交通大学调整主拱圈内力加固方法87重庆交通大学顶推工艺：1.在拱桥一端设立顶推横梁与拱肋相连，凿开拱脚与支座连接2.安放千斤顶，沿拱轴线向上、向跨中方向顶推横梁，使拱圈变形3.在拱脚与支座空隙间浇筑高强快硬水泥砂浆，固化后放松千斤顶结构体系转换： 无铰拱－>单铰拱调整主拱圈内力加固方法88重庆交通大学顶推加固设计与施工顶推横梁：把千斤顶推力均匀传递给主拱圈顶推力的控制：千斤顶数量 顶推力>上部结构在拱脚产生的轴向力顶推位移的控制： 1.根据实测位移量 2.根据拱顶下沉量和拱顶推力影响线计算 3.顶推直至桥上或缘石出现负弯矩 4.预拱度顶推横梁：钢筋砼梁，钢梁调整主拱圈内力加固方法89重庆交通大学加固实例1:江苏徐州万寨桥，刚架拱桥，1980年建成病害：路基冲刷，拱顶下缘开裂，裂缝贯穿全肋，6mm，桥台下沉10mm，水平位移59mm加固措施：顶推法调整拱脚位移 每条拱肋布置4台千斤顶调整主拱圈内力加固方法90重庆交通大学加固实例2:安徽立新桥，双曲拱桥，1976年建成病害：桥台断面不足，产生水平位移和转动，导致拱顶下沉15cm，拱圈开裂。加固措施：顶推桥台调整主拱位移调整主拱圈内力加固方法91重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法基本原理:改变结构体系，降低主拱圈内力适用范围：拱桥上部结构恒载过大，基础承载力不足，拱脚产生水平位移或转动，主拱圈产生变形，拱轴线发生变化加固措施：调整拱上建筑布置，改变结构体系，改善主拱圈受力状况92重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法梁拱结合体系加固法施工工艺： 清除拱上建筑及填料，浇筑钢筋砼桥面板或预应力砼桥面板，拱式体系－>梁拱体系，增加主拱圈截面刚度，最终提高承载力93重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法转换桥型加固法将箱板拱、箱肋拱等腹拱式拱桥转换成拱桁结合拱 拆除拱上建筑，主拱圈承受全部恒载、活载，桁架腹杆以三角形为宜将箱板拱、箱肋拱、双曲拱和石拱桥转换成刚架拱 若改造为桁架有困难时，可将拱上结构改为刚架拱94重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法注意事项：在拆除拱上建筑时，严格按照对称、平衡的原则，由跨中向拱脚对称进行，以防止主拱圈倒塌95重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法加固实例1：江苏南渡桥，双曲拱桥，1969年建成存在问题：地震导致病害，交通量增加，需要拓宽桥面，提高承载力加固措施：拆除拱上建筑，改建为斜拉杆式桁架双曲拱，将汽－13提高到汽车－20级96重庆交通大学8.5改变结构体系加固方法加固实例2：湖南浏阳明星桥，混凝土拱桥存在问题：利用原有渡槽墩柱修建，由于施工质量问题，不能交付使用加固措施：现浇混凝土桥面板，在拱顶将拱圈与桥面板固定，加强抗剪能力，消除对桥台的推力97重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术吊杆是中下承式拱桥十分重要的构件。由于人们对吊杆的防腐、疲劳性能等认识不足，早些年建成的一些拱桥在使用过程中吊杆出现了锈蚀、破损等一些典型的问题，严重影响了拱桥的耐久性，埋下了安全隐患。对于吊杆出现问题的拱桥，更换吊杆是解除拱桥安全隐患的有效办法。98重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术吊杆破损形式吊杆防护措施失效钢丝（索）与下锚头连接处的破损短吊杆的破坏吊杆破损的原因构造不合理疲劳破坏更换吊杆施工：安装临时吊杆、拆除原吊杆和安装新吊杆99重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术更换吊杆施工100重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术更换吊杆施工找平块下托梁临时吊杆分级张拉分级切割旧吊杆101重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术更换吊杆施工挂索安装上螺母分级张拉新吊杆施工监控102重庆交通大学8.6拱桥吊杆更换技术加固实例：德阳市区某大桥，中承式提篮拱桥，1995年建成病害：锚杯内均有积水甚至充满整个锚杯，下锚固钢丝有锈斑，吊杆外防护表面裂痕、鼓包、麻面情况较多；吊杆钢丝锈蚀严重。加固措施：吊杆更换（一）某钢管混凝土拱桥工程概况2×120米中承式钢管混凝土拱桥哑铃型钢管、高强钢丝吊杆桥面系为简支纵横梁体系加固方案更换吊杆、调整桥面铺装标高钢管拱肋、风撑防护新增K撑横梁及桥台裂缝灌浆、修补拱桥加固实例8.6拱桥吊杆更换技术新增K撑构造拱桥加固实例8.6拱桥吊杆更换技术（一）某钢管混凝土拱桥钢管拱肋、风撑防护示意拱桥加固实例8.6拱桥吊杆更换技术（一）某钢管混凝土拱桥吊带安装构造示意

拱桥加固实例8.6拱桥吊杆更换技术107一、体外预应力加固方法外部预应力加固法 缺陷：减小桥下净空，影响通航石砌拱桥：双银锭腰铁锁牢整体拱圈 赵州桥重庆交通大学8.7其它加固方法与技术108二、钢板箍、拉杆与螺栓锚固加固法石拱桥可在1/2,1/4跨径处设置三道钢板箍或拉杆，用螺栓在拱底和拱侧面钻孔锚固，安装拉杆后旋紧拉杆端部的螺帽，向拱圈和侧墙施加预应力，以抑制裂缝发展。加固实例：广西钦州那利桥，石拱桥拱圈纵向开裂，拱顶裂缝50mm钢拉杆加固英国利马桥，石拱桥，1912年建成水泥灌浆、锚筋、钢拉杆加固重庆交通大学8.7其它加固方法与技术109重庆交通大学三、钢筋混凝土套箍封闭拱肋加固技术 在原拱脚外层环状封闭钢筋混凝土层进行加固。该加固方法沿拱脚增设一层钢筋混凝土套箍层，利用新增设钢筋混凝土套箍层与原拱肋的共同协调变形、承担活载，达到提高桥梁承载力、防水蚀、抗风化的目的。该技术的优点是： ①可以不中断交通。 ②利用圬工材料在三向受压情况下其抗压强度将提高的原理，采用钢筋混凝土套箍环状加固桥梁。 ③钢筋混凝土套箍层采用现浇施工，可达到较高的混凝土强度，能克服喷射混凝土强度低的劣势。8.7其它加固方法与技术110重庆交通大学四、增设横系梁加固技术 增设横系梁能够加强拱肋之间的横向联系和整体性，提高拱肋间的横向刚度，使其整体受力性能得以提高，避免在偏、重荷载作用下单肋承受过大应力而发生过大的变形。①增设拱肋间横系梁②增设横向联系拉杆③增设立柱、纵梁间横系梁，以加强横向整体性8.7其它加固方法与技术1、管内存在空洞时：通过钻孔浇筑聚合物水泥混凝土进行处理。钢管混凝土拱桥加固缺陷处理：2、管内混凝土脱空时：应用无收缩灌浆料填充。8.7其它加固方法与技术112重庆交通大学8.8小结拱桥加固的力学原理拱桥加固的几种方法增大截面加固法粘贴钢板加固法调整拱上建筑恒载加固法改变结构体系加固法加固方法的原理、设计方法、施工工艺四、悬索桥、斜拉桥加固加固更换悬索桥加劲梁、索塔或整体刚度不足

悬索桥吊索(杆)索损伤或承载力不足斜拉桥斜拉索损伤或承载力不足斜拉桥主梁、桥塔或整体刚度不满足悬索桥主缆不宜更换或加强1采用钢构件时应进行防腐涂装设计3主缆及锚碇、索鞍、锚头应进行可靠的防、排水处理

4主缆或锚碇承载能力不足时可降低荷载等级使用2加固条件设计要点加固条件及设计要点四、悬索桥、斜拉桥加固加固方法悬索桥常用加固方法整体加固：更换吊索（杆）增设斜拉索设置中央扣加强加劲梁风构等局部加固：更换加劲梁构件增大截面粘贴钢板粘贴纤维复合材料等斜拉桥常用加固方法整体加固：更换斜拉索增设辅助墩增设纵、横向主梁限位装置增设斜拉索减振装置等局部加固：增大截面粘贴钢板粘贴纤维复合材料等四、悬索桥、斜拉桥加固主要内容换索前桥梁全面检测斜拉索更换换索前结构分析计算换索中严格控制索力换索中进行全程监控吊杆更换1、更换吊杆过程中，应连续监测桥面高程、吊杆内力及混凝土应力变化，新吊杆张拉应实行双控，以桥面高程控制为主，吊杆内力控制为辅。2、应对新换柔性索及刚性连接杆的尺寸、构造等据现场情况进行核对调整。四、悬索桥、斜拉桥加固斜拉索更换安装新斜拉索解除原斜拉索四、悬索桥、斜拉桥加固吊杆更换解除上锚头抽换吊杆安装新吊杆四、悬索桥、斜拉桥加固主要内容系杆更换悬索桥主缆维修修复前应对主缆以及吊杆进行全面检查对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆(通过设计计算确定)。主缆索股的受力及松动现象主缆索夹位置及固定情况主缆缆套的外观情况吊杆的连接、外观及受力情况对不可更换系杆，旧系杆拆除及新系杆张拉应交叉分级进行。更换时系杆合力位置应基本保持不变。四、悬索桥、斜拉桥加固主要内容锚碇加固质量检验与验收加固锚室时应先处理裂缝及表面缺陷，如有渗水，应先处理渗水，并增加防水层。压重不足时应压重，注意新旧混凝土的有效结合。斜拉索更换质量检验锚碇施工质量检验吊杆、系杆更换质量检验主缆防护质量检验工程概况240m的单跨钢桁