石拱桥的灾害与防治
石拱桥裂缝处置方案

石拱桥裂缝处置方案石拱桥的结构特点石拱桥是利用石材砌筑拱形桥身的一种桥梁结构。
它的主要结构部分是拱、桥墩、桥面和护栏。
石拱桥的优点是稳定性强、寿命长、固定程度高、抗震性好等等。
石拱桥裂缝的形成原因石拱桥裂缝的原因有很多,比如天气的影响,重载车辆的经过、人为操作等等。
有时候,这些裂缝可能只是轻微的表面缺陷,但是如果不加以处理,它们将会不断扩大,最终导致桥梁的结构变得不安全。
石拱桥裂缝处置方案表面修补对于一些小裂缝,我们可以进行表面修补。
在这种情况下,我们使用特殊的材料来修复裂缝。
表面修补的特点是迅速简便,不需要断桥维修,只需在桥面表面开设一些洞口或孔洞,灌注修补材料于其中即可。
内部加固对于一些较大的裂缝,表面修补是不够的。
这时我们可以进行内部加固。
内部加固的方法是通过在桥梁内部安装一些钢筋、钢板或钢结构等,并使用高性能胶等材料将其粘固在一起。
这种方法可以加强桥梁的承重能力,防止裂缝扩大。
重建如果裂缝过于严重,那么就需要考虑重建的可能性。
在这种情况下,我们需要关闭石拱桥,拆除原有的桥梁,在原有位置上重新建立一座新的桥梁。
这被认为是最彻底的方法,它可以确保新的石拱桥具有更好的安全性和承载能力。
结论石拱桥是一种古老的桥梁结构,由于其本身特性的局限性,裂缝出现是比较常见的。
面对不同程度的裂缝,我们可以采用不同的处置方法,以确保石拱桥的安全和可靠性。
然而,我们也应该注意到这些石拱桥都蕴藏着重要的文化价值,同时也是城市发展的重要组成部分。
因此,我们需要遵循其保护原则,在处理裂缝时应受到尽可能的保护。
某地区石拱桥病害分析及整治方法探讨

() 3墩台身圬工砌体表面风化剥落或受损。 侧墙变形、 开裂, 应挖开拱上填料 , 修补防摊水系 2 基础病害 . 4 统, 拆除变形部分侧 墙后重新砌筑 。 重新回填拱上 基 础是桥 梁结构 的 重要 组成 部 分 , 承受 着 填料及 它 重做路面。 同时, 应注意—般对于旧桥更换 上部结构的全部荷载及墩台本身的重量 ,基础任 拱 E 填料时尽量采用轻质的陶粒混凝土,并严格 、 何部分出现问题, 都直接影响整个桥梁的安全。 该 保证陶粒混凝土的密实度使得拱桥结构协同受 地区早期中小跨度石拱桥的基础多采用天然地基 力 。 上的浅基础。 近年来, 随着车流量和超载超速车辆 若侧墙与拱圈之间脱开,或是侧墙斜向开 的不断增加, 墩台基础在长年使用过程中, 原设计 裂, 应检查墩台与主拱的变形, 若开裂轻教 目 不荐 标准荷载值远不能满足当前实 际的荷载标准需 发展的, 可 叫 l 殳 的裂缝修补盘 , 嚏 若变形开裂 严 要, 使墩台的负担在不断增加, 造成不同程度的损 重或裂缝进一步发展的, 应采甩格构粱拉杆对拉 和现实 意义 。 坏, 也产生各种病害。 该地区石拱桥基础的主要病 加固变形侧墙, 止 防 侧墙进一步夕橱阴: 同时灌 } 裂, 2常 见 寤 及成因分析 蘼 害: 基础的沉降和不均匀沉降; 墩台基础的滑移或 浆封闭侧墙裂缝 , 以达到增大德墙刚度提高桥梁 2 拱圈开裂 l 倾斜; 基础结构物埋置深度浅, 受到冲刷而出现基 承载能力的 目的。 拱式结构以受压为主。在竖向荷载作用下, 础淘空, 目相应构造物受损。 3 3墩台病害整治 拱桥产生水平反力 ,造成墩台基础竖向沉降及水 2 5桥面铺装病害 墩台构件出现裂缝后可根据不同类型裂缝 平位移 , 而墩台的位移往往引起主拱体系产生较 桥面铺装层是车辆直接作用的部分, 它起着 进行专门处理。就椤i } 丽言 , 教 若桥墩竖向裂缝 , 应 大的位移附加应力,使得压力线和拱轴线发生偏 防止车辆直接磨损桥面板,保护 E 部结构主要承 离,造成拱圈截面锫 爱压。当偏心距大于限值 重结构免受雨水侵蚀 ,分布车辆轮重等集中荷载 严重裂缝可采取外包 时, 拱圈将产生裂缝。 的作用。 桥面铺装的好坏直接影响着行车的舒适、 加固; 若为非受力的墩网 状裂缝 。 应采用环氧砂浆 主拱圈开裂是石拱桥最为常见的结构性病 通畅和 安全, 是桥梁养护工作的重点之一。 桥面铺 修补即可。 害, 裂缝—般有纵向裂缝与径向裂缝两种。在拱桥 装层的主要病害有桥面不平整、铺装层开裂、 车 若桥台侧墙开裂则采用精轧螺纹钢施加预 的设}过程中经常是以拱唧截面负弯矩和拱顶截 辙、 { . 坑槽及异常变形等, 而这些病害均会降低行车 应力对拉的 力 n 固桥台,以此抵抗挣 台 面正弯矩控射没计, 故由抗弯不足和墩台移动引 舒适 度 。 侧墙产生的土压力并在桥台内 排水管排水。若 设 起的裂缝。多发生在拱顶区的拱圈下缘和侧面以 分析纵多原因, 发现在车辆荷载不断增大的 由基础沉降及前墙 自 身抗剪不足引起的前墙 开 ;由于抗 剪 不足引 起 情况下,铺装层刚度不够是石拱桥桥面破损的症 裂, 其整治方法同桥墩竖向裂缝。 的裂缝主要发生在拱脚、 空腹拱的侧墙下端; 由于 结。 在过去的桥梁i 1 殳}过程中, ‘ 设计 ^员对铺装层 、 若圬工墩台砌体表面风化受损应先清理表 材料强度较低引起的裂缝为劈裂状或破碎状 ; 墩 直没有引起足够的重视,将桥面铺装单纯地作 面风化层 , 再采取外包水泥砂浆的方法防 止 风化 台不均匀沉降引起的开裂多出现在拱顶区段 , 且 为桥面凿平层考虑, 桥面两 不够, 啵 配筋不足甚至 继 续。 横桥向贯穿整叶 圈。 蛾 墩台纵向 前移造成的裂缝, 没有配筋。 又由 于桥面铺装层受种种因素的影响, 3 4基础病害整治 则多出现在拱顶段拱圈上缘与侧面、拱脚处的拱 很难与主体结构结合—体 , 而使用过程中, 由于桥 对于冲刷过深或基底局部掏空的基础 , — 技 圈下缘与侧面。 面直接承受越来越多的超限车辆荷载的冲击 , 所 应采取抛填块石、 片石或铅丝石笼等进行维护, 对 2 2侧墙变形、 开裂 以较 容易损 坏 。 于受水流冲 刷较严重的桥梁还可以 增设缓流井或 由调查发现侧墙变形、 开裂是该地区大多数 3病 害整治 方法 是带有阶睇的水槽等消能渤 瞳 。对于撇 面风 石拱桥的通病, 对于地处弯道的桥梁更是如此。 侧 31 .拱圈开裂整治 化、剥落等可 墙变形、 开裂的主要原因有 : 石拱桥主拱圈开裂的原因纵多 , 当然其整治 修补, 若破损严 () 1 汽车荷载过大, 或重载车辆其冲击作用太 方法也很多。对主拱圈结构性裂缝要进行调查和 超过其设计值; 观测 , 查明裂缝产生的原因, 采取相应维修加固措 3 桥面铺装病害整治 5 () 匕 2拱 建筑中的填料不密实, 在竖向汽车荷 施。裂缝跨度在限值以内则采用表面封闭法处理 对于沥青混凝 土 铺装层出现泛油、 开裂、 波 载作用下填料实际土压力超过设计土压力; 裂缝 ,涂刷裂缝修补材料或用改 陛环氧胶泥适当 浪、 坑槽等病害时应及时整治, —般可采用局部翻 ( 蝴蹬渡 和稳定性不足, 3 侧墙出现开裂削 加压刮抹; 大于规范限值时, 自 采用 动低压渗注法 修或整孔铺装凿除, 重新铺筑新的桥面。 但不宜在 弱了侧墙的刚度: 和压力灌浆法封闭裂缝 ; 发展严重时应查明原因 原路面上加铺桥面以免增加桥梁恒载。 () 4汽车荷载在弯道产生的静 £ 力使侧墙承 对症下药, 封闭裂缝后, 采取适当的补强措施。如: 对于混凝土铺装层 出现开裂 、破损等病害 受较大的 横向推力, 使得傻 蟠汐卜瞳 形直至开裂。 因墩台位移及沉降等原因引起的裂缝 ,先加固基 时, 俺 应将原铺装层凿除行车道板顶面桥面板并露 2 3墩台病 害 础, 再封闭裂缝 ; 因承载能力不足引起的裂缝 , 要 出桥面板骨料 3 m, m 该地区 石拱桥墩台多为重力式圬工墩台 , 此 先封闭裂缝, 再采取对主拱圈喷射混凝土、 外包混 理干净 , 凿除松动砂石 、 浮浆及种油渍, 保证新老 成 因有 : 凝土等增大拱匿l 截面 混凝土粘结牢固。同时注意铺装层混凝土 标号不 () 1 桥墩裂缝 : I 基碡曦向不均匀沉降引起的墩 能力。比 , f I 对于实腹式石拱桥也可采用改变结构 宜低于 C 0 外 3,且铺装层需 内置钢筋直径不小于 身竖向裂缝;砌缝砂浆强度不足或砂浆强度低引 体系, 减轻拱上建筑恒载重量, 减少主拱圈的内力 8 m的钢 筋网 。 m . 起的 身 网状裂缝。 的方法来控制裂缝。 桥面铺装层作用重要, 日 在 常的养护工作中 () 2桥台裂缝 : 桥台排水不畅, 台填土重量 后 3 2侧墙变形 、 开裂整治 应保持桥面清洁、 排水顺畅。在当其遭到破坏后, 增加引起的桥台侧墙开裂 ; 基础沉降及前墙 自身 对于侧墙开裂、 变形的桥梁同样应先查明原 桥梁的正常荷载传递和防排水系统均将失效 , 直 抗剪不足引起的前墙开裂。 因, 再做相应处理。 若填料不实或拱腔积水引起的 接引起拱圈渗水, 加速拱圈风化降 I 下转 5 页’ 9
浅谈石拱桥常见加固施工方法

浅谈石拱桥常见加固施工方法1前言石拱桥是砌体结构,具有因地制宜、就地取材、造价低、桥型雄伟壮观的特点,其抗压能力强,但抗拉和抗弯能力差。
主拱圈受力主要以受压为主,充分利用了圬工材料抗压性能优良的特点,是我国早期桥梁的主要结构形式。
随着交通运输事业的发展,交通量日益增长,重型交通数量增大,导致现有石拱桥出现了各种不同程度的病害,承载力不断降低,不能满足现有交通量需求和公路等级要求,加固改造迫在眉睫。
2 影响石拱桥稳定性的因素2.1主拱圈开裂主拱圈裂縫是石拱桥最致命的病害,主要分为横向开裂与纵向开裂,主拱圈开裂严重影响到桥梁的安全,一旦出现,必须立即处理。
造成主拱圈开裂的主要原因有以下几点:①建桥年代久远,原设计荷载标准较低,随着交通量的日益增长,桥梁在长期超负荷运营下主拱圈出现开裂现象;②墩台、基础等的位移引起拱圈开裂。
石拱桥多为超静定结构的无铰拱。
基础沉陷或墩台位移会引起主拱圈产生较大的附加应力导致主拱圈开裂;③主拱圈受力不对称。
主要发生在弯桥上。
车辆在弯桥上转弯时产生向心力,造成拱圈弯道外侧开裂。
2.2 侧墙开裂与外鼓侧墙开裂与外鼓是石拱桥拱上结构最常出现的病害。
侧墙常出现顺桥向、横桥向裂缝。
侧墙外鼓则与侧墙开裂相伴产生。
其产生的原因为:①交通荷载过大,或其冲击作用太强使侧墙承受的土侧压力增大;②建桥时未设置沉降缝,当桥台有沉降时候,拱上侧墙就发生不规则的裂缝;③拱上建筑中的填料不密实,或填料质量不好,桥面破损后积水渗透至拱上填料,降低其强度,经过浸泡后发生膨胀对侧墙产生挤压,使得侧墙发生外鼓甚至开裂等。
2.3 基础或墩台的不均匀沉降、位移基础与墩台的使用状况是确保桥梁运营安全的重要因素之一。
对于石拱桥而言,基础和墩台出现的最常见病害是其不均匀沉降与位移。
这些病害产生的原因主要是由于外部荷载太大或地基承载力不足等原因,致使墩台、基础发生沉降、位移,或者由于水流冲刷,将墩台基础掏空,使得墩台处于悬空状态,很容易就发生沉降或位移。
石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法

石拱桥加固及拱上建筑安全拆除方法石拱桥是传统建筑中常见的一种桥梁类型,其古老的结构和特殊的设计在很大程度上限制了对其进行加固和拆除的方法。
本文将介绍石拱桥加固和拱上建筑安全拆除的一些方法。
一、石拱桥加固方法1. 加固桥基:石拱桥的基础是其稳定性和承重能力的关键。
加固桥基的方法包括加固桥墩的基础,增加桥墩的高度以提高桥梁的位移能力等。
常用的加固方法有钢筋混凝土加固、注浆加固等。
2. 补强拱腹:石拱桥的拱腹是承受桥梁荷载的主要构件,如果其受损或存在缺陷,将对桥梁的稳定性产生严重影响。
补强拱腹的方法有增加箍筋、加固拱顶、加设横向钢筋等。
3. 加固拱脚:石拱桥的拱脚是承接桥墩和拱腹的部分,也是承受桥梁荷载的重要构件。
加固拱脚的方法包括增加箍筋、增加台阶梁的强度等。
4. 修补石料:石拱桥的石料可能存在龟裂、脱落等情况,这将对桥梁的稳定性和美观性产生影响。
修补石料的方法包括清理石料表面、填补石体裂缝、修补块石的破损部分等。
二、拱上建筑安全拆除方法1. 剪切拱上建筑:对于位于石拱桥拱顶上的建筑物,可以使用剪切法进行拆除。
具体操作包括在建筑物与桥拱接触的地方进行剪切,以分离建筑物和桥拱。
2. 拆除拱上建筑:对于位于石拱桥拱顶上的建筑物,可以使用拆除法进行拆除。
具体操作包括集中人力和机械力量,逐步拆除建筑物的各个部分,直到将其完全清除。
3. 保护桥拱结构:在拆除拱上建筑时,需要特别注意保护桥拱的结构完整性。
可以采用临时支撑等措施,以确保拆除过程不对桥拱产生影响。
4. 处理拆除废料:拆除完成后,需要对拆除废料进行处理。
可以选择回收利用或者妥善处理废弃物,以减少对环境的影响。
总结:石拱桥加固和拱上建筑拆除是一项复杂而又重要的工作。
在进行加固和拆除时,需要权衡技术要求和安全风险,选择合适的方法和措施。
同时,还需要注意保护桥梁的文化遗产价值,尽量保持其原貌和历史性。
加固和拆除过程中应严格按照相关规范和要求进行操作,确保工作的质量和安全。
石拱桥病害及加固方法分析

石拱桥病害及加固方法分析摘要:本文就石拱桥的常见病害及产生的原因进行了分析,探讨了石拱桥常用的加固方法,并以实际工程为背景,具体的介绍了加固方法的应用。
关键词:石拱桥;病害分析;加固方法Abstract: this paper common disease of the bridge and the analysis of the causes of, probes into the stone bridge reinforcement method commonly used, and for practical engineering in the background, introduces the strengthening of the specific application of this method.Keywords: stone bridge; Disease analysis; Reinforcement method1引言随着国民经济的发展,桥梁的交通量不断增大,由于设计荷载标准偏低、施工质量和使用养护不当等原因,许多石拱桥出现了不同程度的病害,危及行车的安全与畅通。
因此有必要对石拱桥的常见病害及成因进行分析,以便采取合理的加固措施,恢复或提高其承载能力,保证其正常运营。
2石拱桥常见病害2.1上部结构常见病害上部结构是桥梁承受荷载并将荷载传递到基础的主体结构,其病害主要发生在主拱圈、腹拱圈、桥面、侧墙及拱上建筑等部位[1]。
1)主拱圈开裂主要有主拱圈横向开裂与纵向开裂。
横向开裂其主要原因包括主拱圈厚度太薄;材料强度不够;墩台基础等产生位移;拱圈受力不对称;施工质量差等。
纵向开裂的主要原因包括桥墩台基础产生不均匀沉降;拱上填筑和活载对拱墙产生横向推力等。
2)腹拱圈开裂腹拱开裂的主要原因有由于主拱圈变形而产生的拱上构造的外加应力;腹拱曲率过小;铰缝处理不当;拱与拱上建筑的联合作用显著影响拱上建筑的内力;拱上建筑刚度较大等。
石拱桥施工中出现的病害与加固处理分析

2 石 拱桥 常用 的维修 技术
在对石拱桥进行维修 时, 常用 的维修方法有 以下几种 : ( 1 ) 在 对 石 拱 桥 上 的裂 缝 进 行 维 修 时 , 应 该先 找 出 出现 裂 缝 的 原 因 , 而 后 在 选 择 维 修 的方 法 , 如 果 是 石 拱 桥 的 结 构 拱 圈 出现 裂 缝 的话 , 就 需 要对其进 行裂缝封 闭维修, 如果是石拱桥 的非结构 出现 裂缝 , 就 需要先 采取相应的措施, 然 后在对裂缝进行封 闭。 ( 2 ) 如果 是石 拱桥的防水层 出现 问题 的话 , 就 需要 对砖和石 拱桥都 进行防水层 的施 工处理 , 从而防止 水分的渗透 。如果是发现石拱桥中没 有 防水层或者是石拱桥 的防水层 已经遭受到 了严重的破坏 , 不能发挥其 原有的作用 , 就需要先将石 拱桥上 的填料 区域 挖开, 进行重新的填料, 并 在石拱桥桥面上进行 黑色 路面的铺 设, 以防石拱桥的桥面出现渗漏的现
象。
( 3 ) 石拱桥的保护层没有受到风化 的影响 , 且要注意对砖 、 石拱 桥的 灰缝的保养工作, 如果放线 出现脱落 的问题应该及时的修补上 。
1 . 2 对 腹 拱 圈 开 裂 的 原 因进 行 分 析
如果石拱桥 的腹拱过 于平坦的话 , 就会产生 很大的腹拱 推力 , 而影 响桥梁 的施 工质量, 较容易出现裂缝 ; 在对石 砌腹拱圈进行施工 时, 一定 要选 用石质 坚硬且没有裂缝存在 的石 料使用 ,铰石在使用 的过程 中, 应 该增加 其接触 面积 , 如果不能达到此要求 , 就 会破坏铰石 , 从而 出现开裂 的现象 ; 石 拱桥上 的拱上建筑 刚度 越高 , 对 拱上建筑 内力的影响也就 越 大, 综合 计算拱上建筑 和石拱桥所产 生的内力和将两者分 开计算 之间存 在着较 大的差异, 如果石拱桥的构造不合 理, 将会对其进行分 开计 算, 就 会 导致 拱上建筑存 在着出现严重开裂现 象的可能性 , 会对石拱桥 的腹 拱 圈造 成 严 重 的 开裂 。
桥梁灾害病害分析及防护治理措施

目录
01 桥梁发展概况
02 桥梁灾害情况及防治措施
02 04 桥梁病害情况预防整治措施
未来桥梁发展方向、亟待解决问题及创新趋势
01 桥梁发展概况
桥梁发展历史
在古代 汉代 南北朝 宋代
木料 石料 浮桥和木梁桥 拱桥 敞肩式石拱桥
现代化 清朝末年 民国
钢铁 钢筋混凝土 兰州黄河铁桥 钱塘江大桥(茅以升)
湖南凤凰堤溪沱江大桥垮塌事故
桥梁灾害防治措施及建议
提升设计与施工质量标准 强化灾害防治与养护机构 完善监测与预警体系 增强应急抢险能力 加强防洪安全宣传教育
灾害防治--设计与施工(核心)
采用先进设计软件模拟洪水
利用HEC-RAS等专业软件,精准模拟不同 量级洪水对桥梁冲击,优化设计参数,增强 结构稳定性,减少洪灾风险。
撞击(冲击)—落石
2023年7月6日凌晨,恩广高速公路 达万段K230+679的6号桥部分垮塌, 斜坡上的1个柱式墩被崩塌落石砸断, 2孔简支T梁坠落,3人受伤,2车自 燃受损。该桥位于四川省达州市
撞击(冲击)—落石
2020年9月20日,雅西高速石棉至栗 子坪段的姚河坝隧道出口发生山体高 位塌方,落石导致姚河坝特大桥成都 至西昌方向右幅桥梁断垮损毁,左幅 桥梁受伤,大桥下方的国道108线也 随之中断
灾害防治--完善监测与预警体系
制定应急预案和储备物资
建立实时监测网络
预警 系统 分析 报警
制定分级应急预案
应急响应 风险评估
制定
储备专业救援物资
救援通讯 救生工具 储存条件
加强应急演练频次
加强 安全预防 应急演练 模拟演练
灾害防治--完善监测与预警体系
浅谈石拱桥病害与维修加固

道路桥梁Roads and Bridges56浅谈石拱桥病害与维修加固李智(宜宾市公路局四川宜宾 644000)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2017)05-0056-03摘要:石拱桥在我国的桥梁建筑中极为常见,由于受当时设计、施工技术等条件的限制,整体质量及荷载等级不高,且随着通行车辆轴载重量提高,特别是超载车辆运行,部分桥梁出现病害,因此需对石拱桥进行维修加固处理。
本文根据我市近年来先后对二十多座石拱桥进行维修加固所积累的经验,先是对石拱桥中常见的病害和产生的原因进行概述,再详细介绍石拱桥加固改造常用的方法,以使石拱桥加固改造经验得到交流和借鉴。
关键词:石拱桥;病害;维修加固石拱桥是我国传统桥梁的基本类型之一,因跨越能力较大,构造简单,技术容易被掌握,桥型古朴美观,耐久性好,建筑材料能够就地取材,节省大量的钢材和水泥,造价低廉,养护费用少,特别是在我国南方,是上世纪九十年代以前广泛采用建造的主要桥型。
我国最早出现且有记录的石拱桥是在公元282年建成的“旅人桥”,现存最早的石拱桥是著名的“赵州桥”,因此石拱桥在我国出现的历史较为悠久。
由于受当时技术经济条件限制,目前我国现存的石拱桥荷载等级较低,承载力弱,大都处在超负荷运行状态下;石拱桥本身的恒重已经很高,石拱桥的拱圈在受到强大的压力之后,会产生较大的水平推力,因此对石拱桥的地基、墩台要求更高,我国的石拱桥大多出现病害缺陷,严重影响了道路的畅通,给通行车辆和人员造成了极大的安全威胁。
一、石拱桥中常见的病害及原因分析1、主拱圈的开裂(1)主拱圈横向开裂一般说来,这类病害较为少见,主要是在石拱桥施工的过程中产生的。
众所周知,石拱桥拱圈的重要受力特征为受压构件,而横向裂缝产生的条件是拱石受到纵向拉力的作用,但作为受压结构的拱圈几乎不可能受拉,所以横向裂缝一般为施工过程中造成的。
在拱圈砌筑时,砌缝砂浆或混凝土未达到一定强度,过早地脱模,引起拱圈下沉,导致砌缝开裂,甚至拱石自身开裂;多层拱石组成的拱圈,在砌筑上层拱石时,第一层拱石砌缝基本已达到强度,如果此时发生支架下沉,也将引起拱腹横向开裂。
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石拱桥的灾害与防治
摘要石拱桥是砌体结构,是一种逐渐被现代桥梁边缘化的桥型,所以对石拱桥的关注与研究明显不如对其他桥型的研究。
然而, 据统计,拱桥在我国所有桥梁种的比例超过60%,在西部地区更是高达8成,石拱桥是数量最多、类型最丰富的桥型,也是我国早期桥梁的主要结构形式。
目前相当数量的拱桥,特别是石拱桥普遍存在承载力不足,病害较多的缺陷。
因此,对石拱旧桥的灾害分析以及防治加固技术的研究具有极大的现实意义。
关键字:石拱桥灾害防治
一、国内外研究现状
目前,在世界范围内,桥梁维修、养护、加固的技术己成为交通研究领域中的重要课题。
由西方24个发达国家参加的联合国“经济合作与发展组织(OECD)”,于1981 年召开“关于道路桥梁维修管理国际会议”,很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面提出众多有价值的论文。
1980年在巴黎和布鲁塞尔,1982年在华盛顿,都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会[1]。
然而,就石拱桥加固增强理论而言,国内外就此展开的理论研究很少,极少见诸于报告和文献。
20世纪80年代以来,我国在旧桥加固改造技术的研究试验方面进行了大量的工作。
交通部在“六五”、“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题,举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议,在公路梁桥和拱桥等旧桥承载力的加固改造技术和施工工艺等方面都取得了许多宝贵经验,有不少旧桥改造、加固的成功范例。
近年来,由于新材料、新理论和新技术的发展,出现了大量新的加固维修技术,大大提高了旧桥的承载力和通行的可靠性,取得了显著的经济效益和社会效益。
刘健宇在《石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究》文中分析了石拱桥的常见损伤病害产生的原因,包括对主拱圈开裂,桥面破损,防水层破坏或失效和桥墩台基础破坏病害的分析。
提出了针对病害的防治加固措施,包括锚喷加固技术,粘贴钢板加固技术,调整荷载压力线加固技术,粘贴高强纤维加固技术,钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术,下部结构维修加固方法[2]。
颜向群在《石拱桥常见病害与预防措施》文中认为,石拱桥的病害分为以下四类,主拱圈开裂,腹拱圈开裂,桥面破损,防水层破坏或失效。
通过合理确定拱轴系数、重视拱上建筑联合作用, 应用平面杆件系统程序或有限元程序对桥跨做整体内力分析和注重墩台位移与连拱计算来做到主拱圈与拱上建筑高度统一。
通过优化材料,优化拱上结构,采用刚性填料,改善防水措施,和合理布置坡、弯石拱桥达到优化构造,消除质量隐患。
通过合理设置预拱度,精心设计加载程序与卸载程序和完善施工工艺等措施来确保施工的质量[7]。
二、石拱桥病害防治加固措施
根据国内外在石拱桥病害防治的措施的研究,可以将石拱桥的病害防治加固措施分成两大类,上部结构的防治加固措施和下部结构的防治加固措施。
2.1 上部结构的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用钢筋混凝土复合主拱圈,增大拱圈截面以加固石拱桥承力结构。
这种方法主要针对主拱圈发生拱轴线变形、主拱圈开裂等病害而引起整个结构承载力不足或构件局部功能失效而提出的一种方法。
该加固技术通过在原主拱圈拱腹和两侧或拱顶增设一层钢筋混凝土加固层,使之形成复合主拱圈,通过复合主拱圈的协调变形、新旧拱圈共同承担荷载,达到增大主拱圈刚度、强度,提高桥梁承载力的目的。
2.1.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈法
通过沿主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍,形成复合拱圈,用复合拱圈协调变形,共同承担荷载的原理,达到增大主拱圈刚度、强度从而提高桥梁的承载力。
2.1.3 锚喷混凝土加固法
喷射混凝土有干式和湿式两种方式。
干式喷射混凝土的运输、加水拌和、振捣,均是利用空压机产生的压缩空气通过喷射机使混凝土以连续高速喷向受喷面,并和受喷面形成整体。
湿式喷射混凝土所采用的喷射机允许混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水,进行搅拌和均匀,然后再通过送料软管输至喷嘴,喷射到受喷面上。
2.1.4 塞缝灌浆法
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥砂浆、环氧树脂砂浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝并提高结构整体强度的作用。
裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。
结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。
塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。
通常水泥砂浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥砂浆造价低、效果好。
环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好。
环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
2.2 下部结构的防治加固措施
2.2.1 高压旋喷桩加固法
高压旋喷桩法是用水泥浆靠高压液流的冲击力破碎土层并与土体混合构成新的固体,通过物理化学反应,使土体整体强度提高,从而提高地基的承载力,减少地基沉降变形,增加应力扩散,达到加固下部的目的。
经过处理的土体压缩性明显减小,抗侧向变形能力有所提高。
此方法适用于地基补强,既不损坏结构物的上部结构,又不影响桥梁的正常运营。
2.2.2 扩大基础加固法
该方法通过扩大桥梁基础的承压面积,以恢复和提高基础承受荷载后的承载能力。
通常在刚性实体基础周围加石砌圬工或混凝土,以增加基础的面积,在新旧基础间增设锚固钢筋,使新旧基础牢固地结合成整体,共同承担荷载。
2.2.3 增补桩基法
在标准基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大承台,以此提高基础承受活载后的承载力,增加基础稳定性。
此方法适用于桩基或钻孔灌注桩。
2.2.4 桥台倾斜位移的治理
对于单孔小跨径桥台,可在两个桥台增设水平支撑梁,如浆砌片石或水泥混凝土支撑梁。
为防止因桥台台背土压力太大引起的桥台倾斜,可再增设一道挡墙,以增强挡土能力。
对于填土较高而受到较大土压力作用可采取更换台背填土,改善台背填料或者采用旋喷法、水泥桩进行治理。
三、展望
石拱桥病害种类较多,且相互作用、相互关联,对于石拱桥病害的防治措施的选择,应该调查和掌握桥梁的基础资料和实际情况,对全桥病害进行全面细致的调查和分析,正确判断桥梁状态,在确定实际加固整治方案时,应该综合运用各种防治加固措施,不能机械照搬照用单一治理方法应真正做到方案择优、综合治理、修饰美化,达到加固补强的目的。
随着科技的进行,各种新型材料的研发,对于石拱桥病害加固技术的措施也会不断的更新,未来石拱桥病害防治加固措施应该是更注重环保和经济两方面。
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