高聳

摘 要：雙曲拱橋是我國道路橋梁的主要類型之一，對(duì)其的維護(hù)加固對(duì)保障公路交通運(yùn)輸具有重要意義。本文對(duì)雙曲拱橋的檢測(cè)問題進(jìn)行分析，對(duì)比介紹了現(xiàn)有的幾種主要檢測(cè)項(xiàng)目和具體檢測(cè)方法，并提出了幾種常用的加固方案。結(jié)合實(shí)際工程案例，介紹了雙曲拱橋檢測(cè)和加固過程，驗(yàn)證了加固方案的可行性。

關(guān)鍵詞：雙曲拱橋;公路;橋梁;加固;承載力

0 引言

道路橋梁是公路交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分之一，其中雙曲拱橋是較為常見的道路橋梁類型之一。由于雙曲拱橋在我國投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，分布范圍廣，對(duì)其的檢修與加工問題是維護(hù)道橋運(yùn)行的重要內(nèi)容之一。通過對(duì)雙曲拱橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，本文介紹了適用于該類型橋梁的具體檢測(cè)方法和加固方案，主要涉及到拱橋檢測(cè)、試驗(yàn)方法和加固方案，并結(jié)合具體實(shí)際工程案例，介紹了雙曲拱橋的檢測(cè)和加固

流程。

1 橋梁檢測(cè)項(xiàng)目

橋梁檢查是進(jìn)行橋梁加固前的必要準(zhǔn)備工作，檢測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)橋梁上存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)隱患。在明確橋梁?jiǎn)栴}的前提下，才能根據(jù)具體橋梁的實(shí)際情況，給出相應(yīng)的維護(hù)和加固方案。其中，雙曲拱橋是我國應(yīng)用最早且最廣泛的道路橋梁類型之一，最早的雙曲拱橋已投入使用達(dá)數(shù)十年，對(duì)雙曲拱橋的加固維護(hù)問題成為公路改造維護(hù)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)雙曲拱橋的常規(guī)檢測(cè)重點(diǎn)包括五個(gè)部分：橋面、橋上建筑、拱圈、橋基與墩臺(tái)、拱橋材料等。其中，拱橋材料主要是指對(duì)鋼筋材料和混凝土的檢測(cè)，材料的檢測(cè)方法可以分為有損檢測(cè)和無損檢測(cè)兩種。為了降低對(duì)拱橋結(jié)構(gòu)的損壞，橋梁檢測(cè)中多選用無損檢測(cè)。

2 雙曲拱橋承載能力評(píng)定

雙曲拱橋承載能力評(píng)定主要可采用結(jié)構(gòu)核算法、荷載測(cè)試法、現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估法。

2.1 結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)法

根據(jù)該公式判斷拱橋的承載力是否滿足要求，其中參數(shù)可在拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范中獲取，受力值可根據(jù)拱橋?qū)嶋H模型估算。

2.2 載荷測(cè)試法

載荷測(cè)試法是評(píng)價(jià)拱橋承載能力最直接和最接近真值的方法，通過加載載荷模擬出拱橋?qū)嶋H的承載能力，對(duì)拱橋承載能力做出較為準(zhǔn)確的判斷。加載載荷可以分為靜力載荷和動(dòng)力載荷兩種，這里重點(diǎn)介紹靜力載荷試驗(yàn)。通過靜力載荷試驗(yàn)，分析拱橋結(jié)構(gòu)的變形和受力能力，整個(gè)試驗(yàn)可以分為三個(gè)階段，第一階段為擬定測(cè)試方案，第二階段進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，第三階段核算和結(jié)果分析，對(duì)橋梁承載力進(jìn)行評(píng)估。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估法

通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)雙曲拱橋的觀測(cè)和檢測(cè)，與相關(guān)橋梁維護(hù)規(guī)范對(duì)比，推算和估計(jì)拱橋承載能力。《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)橋梁評(píng)估給出了詳細(xì)計(jì)算公式，是現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估的重要依據(jù)。利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)和參考規(guī)范，對(duì)整個(gè)橋梁的狀況得出評(píng)估結(jié)論?，F(xiàn)場(chǎng)評(píng)估對(duì)檢測(cè)人員的勘測(cè)能力和工作經(jīng)驗(yàn)要求較高，評(píng)估結(jié)果受人員技術(shù)能力和專業(yè)素質(zhì)的影響較大，可能會(huì)與橋梁實(shí)際情況產(chǎn)生偏差。拱橋承載能力評(píng)估不可采用現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估單一手段，需與載荷測(cè)試法、結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)法相結(jié)合，對(duì)橋梁進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，才能保障結(jié)果與實(shí)際情況相接近。

3 雙曲拱橋加固方法

主拱圈是雙曲拱橋的主要受力傳遞和承重部分，對(duì)拱橋承載能力具有重要影響。主拱圈的組成部分主要包括拱圈板、拱圈波、拱圈肋、橫向連接等部分，其結(jié)構(gòu)保證了雙曲拱橋的橫截面和縱截面都是曲型。由于主拱圈是通過拼裝構(gòu)造的，導(dǎo)致雙曲拱橋的橫向上的聯(lián)系不夠緊密，針對(duì)這一問題雙曲拱橋的加固主要通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

3.1 截面積擴(kuò)展法

主拱圈截面可通過噴射混凝土進(jìn)行加固，增加主拱圈的截面積，提升拱橋的強(qiáng)度、抗裂和穩(wěn)定性。在對(duì)主拱圈截面進(jìn)行擴(kuò)大時(shí)，需要考慮現(xiàn)在截面部分具有滯后特性，在增大截面積施工前，應(yīng)將拱橋面上的自重進(jìn)行卸除，自重釋放后再進(jìn)行施工。由于新增的截面與原有主拱圈的結(jié)合面是薄弱區(qū)域，需要對(duì)結(jié)合面進(jìn)行加固構(gòu)造處理，其對(duì)發(fā)揮新增面積的作用具有很大影響。

3.2 粘貼加固法

依據(jù)主拱圈的特點(diǎn)，可在主拱圈的受拉位置粘貼固定鋼板、碳纖維等高強(qiáng)度材料。高強(qiáng)度材料可以和鋼筋混凝土共同受力，彌補(bǔ)混凝土延伸能力的不足，從而提升主拱圈的整體抗壓能力和抗拉能力。在進(jìn)行粘貼式加固時(shí)，應(yīng)使混凝土受力均勻，避免應(yīng)力的集中而可能導(dǎo)致的局部開裂。粘貼加固法作為橋梁加固的輔助方法，由于其簡(jiǎn)潔高效的優(yōu)勢(shì)，在橋梁改造加固中得到快速廣泛的應(yīng)用。

3.3 截面改造法

截面積改造法主要針對(duì)拱肋部分，將鋼筋混凝土材料的底板增加在拱肋的下部，將拱肋間互相連接，形成一個(gè)相互固定的整體，將雙曲拱橋的截面改造為箱體式的截面拱。通過該種形式的改造，改變了拱橋的橫截面結(jié)構(gòu)，可提升主拱圈的承載能力，同時(shí)增加了拱橋橫向受力能力。

4 工程實(shí)例

以某雙曲拱橋加固工程為例，該大橋的上部結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為6m～20m，主拱圈的結(jié)構(gòu)為半坡結(jié)構(gòu)，矢跨比例為1：5，拱圈的寬度為9m，厚度為0.7m。其腹拱圈的跨度為2.2m，矢高度為0.7m，厚度達(dá)到0.3m，橫墻的寬度為0.4m。拱橋的橋臺(tái)為U型式橋臺(tái)，重力式橋墩。

首先對(duì)橋體進(jìn)行裂縫檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為主拱圈的橫向裂縫平均長(zhǎng)度為20cm，平均間距為40cm;拱肋的橫向裂縫平均長(zhǎng)度為25cm，平均間距28cm。

對(duì)橋梁材質(zhì)的檢測(cè)采用無損檢測(cè)方法，利用超聲回彈儀對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。拱肋和拱立墻檢測(cè)結(jié)果為強(qiáng)度均質(zhì)系數(shù)大于0.95，平均均質(zhì)系數(shù)大于1，表明該大橋混凝土材料的狀況良好。同時(shí)，對(duì)拱肋和拱立墻進(jìn)行了碳化深度檢測(cè)，拱肋平均碳化深度為2mm，拱立墻平均碳化深度6mm，表明拱肋的碳化較輕，拱立墻的碳化偏重。

該橋的原設(shè)計(jì)載荷等級(jí)是汽車達(dá)20級(jí)，結(jié)合拱橋的使用年限，采用兩輛掛車等效拱橋的承受載荷，總重為56噸。靜力載荷測(cè)試內(nèi)容主要包括：應(yīng)力測(cè)試、沉降測(cè)試、水平位移測(cè)量、裂縫觀測(cè)等內(nèi)容。測(cè)試結(jié)果表明，斷面測(cè)點(diǎn)的沉降系數(shù)均大于1，斷面剛度已不滿足規(guī)范要求，需要對(duì)橋體進(jìn)行加固改造。

根據(jù)拱橋的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和載荷測(cè)試情況，該拱橋需要進(jìn)行加固處理。采取的加固方案主要包括在拱肋出增處加鋼筋混凝土底板;擴(kuò)大拱立墻和腹拱圈的截面面積?；炷恋装宓南逻吘壟c主拱肋的底面相平齊，底板的厚度設(shè)置為20cm，材料選用微膨脹混凝土。對(duì)腹拱圈和拱立墻進(jìn)行截面積加固，增加的厚度為15cm，材料選用噴射式混凝土。加固后進(jìn)行載荷重新測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足拱橋原設(shè)計(jì)的承載能力。

5 結(jié)論

文中對(duì)雙曲拱橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了幾種常用的針對(duì)雙曲拱橋的檢測(cè)方法，并針對(duì)雙曲拱橋特點(diǎn)提出常用的加固方案，實(shí)際工程案例驗(yàn)證了加固方案的可行性，對(duì)拱橋加固具有一定的實(shí)際工程參考意義。

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