双曲拱桥加大截面加固方法的探讨

摘 要：随着我国交通运输事业的飞速发展和私家车辆的普及，交通流量增多、交通荷载增大以及行车的日益密集给现有的路桥带来了严峻挑战。时至今日，很多公路桥梁已经无法满足道路的使用要求，特别是那些修建年代已久的路桥工程，更是存在着显著问题。根据总结和分析，目前我国许多古老桥梁工程都存在着设计标准偏低、宽度不够、承载能力不足以及破损现象，为此我们有必要对桥梁加固方法进行探讨。双曲拱桥作为桥梁工程中常见的一类，做好其加大截面以及加固措施是促使其适应现代化社会发展的主要手段。

关键词：双曲拱桥；加固改造；影响加载；承载能力

双曲拱桥在我国二十世纪五六十年代可谓是风靡一时，是当时最常见、最流行的桥梁结构，对当时的交通工具发展起到极其重要的促进和推动作用。经过半个世纪的使用经验证明，这些桥梁本身就存在着一定的问题，目前在新建桥梁工程中已经很少采用。这主要是因为这种桥梁结构在长期荷载、大交通量的运营情况下经常会产生不同程度的病害，给车辆行驶和经济发展造成影响。为此，我们有必要对这类桥梁提前做好加固和加大处理，从而保证施工结构功能和耐久性。

1 双曲拱桥概述

近二十多年时间里，我国的公路建设事业伴随着改革开放力度的不断深入呈现出蓬勃态势，公路的服务水平、通行能力以及使用寿命都得到了极大的提高。尤其是进入十二五以后，国家更是进一步加大的基础设施建设投资力度，使得国内各地公路面貌焕然一新。但是，我国幅员辽阔、地理环境复杂多样，就整个公路网络进行分析，它在国民经济中的比例十分重要，但是其设施以及基础设备却存在着严重的不足，时至今日这些问题都没有得到根本的缓解。就拿当前我们常见到的公路进行分析，其中存在着数以万计的旧桥梁结构，这些桥梁结构因为当时施工条件、历史原因的影响，其本身存在着设计标准偏低、施工技术不成熟且受到多年的使用和缺乏保养影响，多数的桥梁都已经成为危桥。双曲拱桥作为上个世纪五六十年代最为常见的桥梁结构，在当时国民经济条件下曾经发出了重大的作用和优势，直至现在仍然有着许多双曲拱桥结构在我国国道、省道以及高速公路上，但是由于结构的局限性和不断增加的交通流量、荷载压力，大部分的桥梁结构都已经无法满通荷载的要求，成为危桥结构，存在着极为严重的风险和质量问题。

所谓的双曲拱桥主要是指那些由拱肋、拱波、拱板和横向联系等相关部分共同组成的一种桥梁结构体系，它是由具备着化整为零方法进行施工组合的一种桥梁结构。这种桥梁结构在我国上个世纪后期的社会经济发展中发挥出重大的作用，做出了重大贡献，但是由于设计、施工以及其他原因的影响其中问题也不少。为此，在目前为了保证这类桥梁结构的安全运营和耐久性，我们必须要在工作中对桥梁结构做一系列的检查和检测，对已经存在问题的桥梁必须要进行加固和处理。

2 案例分析

2.1 工程概况

某双曲拱桥上承空腹式钢筋混凝土双曲拱桥，净跨径100m，净矢高20m，矢跨比1/5，每侧7孔腹拱，共14孔腹拱，重力式U形桥台，扩大基础。桥宽12.00m，桥面布置为1.50m（左侧人行道）+9.00m（行车道）+1.50m （右侧人行道），桥台两侧设置钢筋混凝土防撞护栏，桥面为沥青表面处置路面，设置简易伸缩缝和泄水孔。

2.2 主要病害及技术状况评定

2.2.1 主要病害

该桥在长期使用过程中，主拱肋、拱背及拱上立墙（柱）出现多处露筋、钢筋锈蚀，破损、蜂窝麻面、渗水泛碱等病害；腹拱圈纵、横向出现严重开裂，缝宽超限居多，尤其是桥面开裂引起渗水严重。桥台及基础完好，未见明显病害。

2.2.2 技术状况评定

根据《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）中桥梁技术状况评定方法和标准，按照重要部件最差的缺损状况评定方法。该桥总体技术状况等级评定为三类，处于“较差的状态”。

2.2.3 荷载试验评定

桥梁静载试验是测试桥梁结构在静力荷载作用下的内力和变形，是对桥梁承载能力最有效的评定方式，其加载位置和加载工况主要根据静载试验效率系数来确定，可采用0.80～1.05，当桥梁的调查、检算工作不充分时，尤其是缺乏桥梁计算资料时，其值应采用高限。本次试验荷载采用单后轴载重汽车，在加载过程中分成预加载和2级加载，两级卸零。加载方式为单次逐级递加到最大荷载，然后逐级卸到零级荷载。

2.3 加固方法

针对上述的工程病害问题和特点，在当前的双曲拱桥加固施工中，其主要的加固措施和处理方法如下：

2.3.1 外包混凝土加大拱肋截面

在加固工作中首先采用外包混凝土以及外加拱肋的方式来进行补强，从而保证混凝土结构的整体性和强度。在这种方法的应用中，主要的情况可以分为两种，第一种是拱肋与拱波未曾出现问题，桥梁结构裂缝问题主要是因为拱肋强度不够科学而引起的裂缝现象，这个时候是仅仅采用提高拱肋下方的横截面，从而使得拱肋下边缘形成一个马蹄形状态，以保证结构的整体性和耐久性。另外一种情况是因为拱肋本身出现了纵向裂缝，这种裂缝问题不仅仅是拱肋自身问题，同时还是拱肋与拱波连接部位施工不合理、不科学而早曾的裂缝问题。在这个时候，对于桥梁的加固工作需要进行认真的总结，通过在施工中以锚固钢筋与原来拱肋中的主筋进行焊接，从而提高桥梁拓宽质量的同时保证桥梁结构的整体性。

2.3.2 加厚拱板

有的双曲拱桥拱肋强度较好，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。采用加厚拱板的方法，可以增加拱肋强度，同时增强了拱波，增强拱圈的整体性。加固时先将拱上填料拆除，用混凝上将波谷填平，再沿全桥宽浇筑混凝上拱板，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上将拱波填平，增大断面。内设纵向主筋及横向分布钢筋，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。

2.3.3 加强横向联结

由于双曲拱桥由拱肋、拱波等构件拼装而成，并且是将其作为整体结构进行计算的。因此，保证双曲拱桥的整体性，特别是横向整体性显得十分重要。为此，可设置横系梁、横隔板等来加强横向联结，以达到均布活载、增强主拱圈横向整体性与抗扭刚度的作用。然而在早期修建的双曲拱桥中，较多的只是设置套管拉杆作为横向联结，其刚度差，常导致各主拱圈受力不均匀，从而在拱顶出现纵向裂缝等现象。因此，加强横向联结以增强双曲拱桥的横向整体性是双曲拱桥补强加固的重要技术措施之一。

结束语

目前新建桥梁中已经取消了双曲拱桥，但对于原有的双曲拱桥，如果采用合适的加固方法，旧桥还是可以服役相当长一段时间的，这主要是基于主拱圈仍具有相当的承载力。

参考文献

[1]交通部科学研究院，等.公路双曲拱桥（上部构造设计计算）[M].北京：人民交通出版社，1983.

[2]顾安邦.桥梁工程（下册）[M].北京：人民交通出版社，2000.

作者简介：陈冰，身份证号：230103198112152257。