钢筋混凝土双曲拱桥加固计算研究
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锚喷混凝土加固双曲拱桥植筋工艺参数研究
【摘
要 】 分析 了锚 喷混 凝 ＋ ／ ｍ固双 曲拱桥 中 ， 筋 的 钢筋 种 类 、 固长 度 及粘 结 形 式 对植 筋锚 固强 度 的 影 响，数 ， 加 固 设 计 提 供 参 考 。 通 过 对 试 验 后 的锚 杆 破 坏 特 征 分 析 ， 结 植 筋 工 艺 各 环 节 对 锚 杆 锚 固 为 总 强 度 的 影响 。 出结 论 ： 合 理 的锚 固 长度 下 ， 杆 破坏 在 钢 筋和 结构 胶 粘 结 处发 生 时 ， 固力 越 大 ， 筋 粘 结强 度越 得 在 锚 锚 植
安 全 可靠 。
【 ｓ ｒｃ Ａｂ ｔａ ｔ】Ｉ ｒｉｆ ｒｉｇｄ ｕ ｌ ｃ ｒａｕ ｅａ ｃ ｒ ｇ ｙｐａ ｔ ｇｓｅ ｌ ａ ｓｉ ｓ ｕｔ ｇｃ ｎ ｒｔ ， ｈ ｆ ｅ ｃ ｓ ｎ ｅｎｏｃｎ ｏ ｂｅ ｕｖ ｔ ｒ ｈｂｉ ｅｂ ｌ ｉ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒｎ ｏ ｃｅ ｅ ｔ ｅｉ ｌ ｎ ｅ — ｒ ｄ ｎｎ ｂ ｎ ｉ ｎｕ
【 键 词 】 固 设 计 ； 筋 ； 固 长 度 ； 结 强 度 关 加 植 锚 粘
【 ｅ ｒ ｓ】ｅｎｏｃ ｍｅ ｔ ｅ ｉｎ ｐａ ｔ ｇｓｅ ｌ ａ ； ｎ ｈ ｒｇ ｎ ｔ ； ｏ ｄｓ ｒｎ ｔ Ｋ ｙｗｏ ｄ ｒ ｉｆ ｒｅ ｎ ｓｇ ； ｌｎｉ ｔ ｅ ｂ ｒａ ｃ ｏａ ｅｌ ｇ ｈ ｂ ｎ ｔ ｇ ｈ ｄ ｎ ｅ ｅ
ｏｆ ｓ ｅｅｌｂａｒｔ ｔ ｙｐｅ，ａｎｃｈｏｒ ａｇｅ ｌ ｅｎｇｔ ｈ ａｎｄ ｂｏｎｄｉ ｔ ｅ ｏｎ ｔ ｎｇ ｓ ｙｌ ｈｅ ａｎｃｈｏｒ ａｇｅ ｓｔｅｎｇｔ ｗ ｅｒ ｒ ｈ ｅ ａｎａｌ ｅｄ，ａｎｄ ｔ ｙｚ ｈｅ ｅａｓｏｎ— ｒ ａｂｌ ａｎｄ ｅ ｏｐｔｍ ｉ ｉ ｚｅｄ ｐａｒ ａｍ ｅｔ ｓｆ ａｎ ｉ ｔ ｅｒ ｏｒｐｌ ｔｎｇ ｓ ｅｅｌ ｓ ｗ ｅｒ ｒ ｂａ ｅ ｏｂｔ ｎｅｄ， ｗ ｈｉ ｏｖｉ ａｉ ｃｈ ｐｒ ｄｅｄ ｒ ｅｒ ｅｆ ｅｎｃ ｔ ｒ ｎｆ ｃｅｍ ｅｎ ｅ ｏ ｅｉ ｏｒ ｔ ｄｅｓｇｎ．Ｔｈｒ ｉ ｏｕｇｈ ａｎａｌ ｉ ｈｅ ｙｚ ｎｇ ｔ ｄｅｓ ｒ ｔ ｕｃｔｏｎ ｃｈａｒ ｔ ｉ ｉ ｆ ｔ ｔａｎ ｉ ａｃ ｅｒｓｔｃｓ ｏ ｅｓ ｃｈｏｒｂｏｌ．ｔ ｔ ｈｅ ｎ ｌ ｉｆｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｖａｒｏｕｓ ａｓ ｉ ｐｅｃ ｓ ｏｆ ｔ ｐｌ ｉ ｅｃｈｎｏｌ ａｎｔｎｇ ｔ ｏｇｙ ｏｎ ｔ ａｎｃｈｏｒ ｂｏｌ ａｇｅ ｒ ｓｔｅｎｇｔ ｅｒ ｈｗ ｅ ｓｕｍ ｍ ａｒｚ ｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒ ｅｓｕｌｓ ｓｈｏｗ ｈａｔｗ ｉｈ ｒ ｔ ｔ ｔ ｅａｓ ｏｎａｂｌ ｅ ａｎｃｈｏｒ — ａｇｅ ｌ ｅｎｇｔ ｈ， ａｎｄ ｗ ｈｅｎ ｈｅ ｄｅｓｔ ｕｃ ｉ ｃｕｒ ｈｅ ｔ ｒ ｔｏｎ ｏｃ ｓ ａｔｔ ｂｏｎｄｉ ｎｇ ｓｐｏｔｏｆ ｓ ｅｅｌａｎｄ ｓ ｒ ｔ ｔ ｕｃｔ ａｌｓｉｃｏｎｅ， ｔ ｕｒ ｌ ｉ ｈｅ ａｎｃｈｏｒ ａｇｅ ｆ ｃ ｉ ａｒ ｏｒ ｅ ｓ ｌ ｇｅｒａｎｄ ｈｅ ｂｏｎｄ ｒ ｔ ｓｔｅｎｇｔ ａｎ ｉ ｅｅｌｉ ｏｒ ｒ ｉ ｅ． ｈ ｏｆ ｐｌ ｔｎｇ ｓｔ ｓ ｍ ｅ ｅｌ ａｂｌ
铁路双曲拱桥加固计算
铁路双曲拱桥加固计算摘要：介绍铁路双曲拱桥加固情况．采用增大截面的方法加固破损严重的拱肋．利用桥梁博士软件对桥梁的应力，裂缝宽度和位移进行了计算分析，满足桥梁结构正常运营的要求。
达到改善使用性能的目标。
关键词：双曲拱桥加固验算圬工结构作者简介：沈浩，男（1987-）助理工程师，2009年毕业东南大学交通学院，研究方向：桥梁工程。
abstract：the reinforcement condition of railway hyperbolic arch bridge is presented. the seriously damaged arch rib is strengthened by using section enlargement method. the bridge stress, crack width and displacement are calculated with dr bridge software to meet the requirement of normal operation. the objective of improving performance is achieved。
keywords：hyperbolic arch bridge，reinforcement，checking calculation，masonry structure中图分类号：f530.3 文献标识码：a 文章编号：1.桥梁概况某市钢铁集团所辖铁路桥建造于1966年，1968年4月竣工，1970年正式使用。
该桥为钢筋混凝土结构的无铰双曲拱桥，共五孔，每孔净跨25m，桥宽5.36m，桥梁总长150m(见图1和图2)。
据原设计图：铁路桥设计流量按20年一遇1200m3/s考虑，历史最高水位1954年9.85m，活载按6.5t轴重。
设计矢跨比：拱肋为1/6，拱波为1/3，空腹拱为1/2。
增大截面法在双曲拱桥加固中的研究
表面 施 简 导， 对 桥 ． 美 观性以 在 结 构 的 承载 能力 、 结构 强 可用 外 观表 于 拱桥 面的 凝土处理 。
修补法 及耐久性 起一定效 果 施 工简便 ， 省 时省 工 ， 效 果 增大拱 肋 明显 ， 经济合理： 能 有 效 地 对桥 台 （ 墩） 承 载 能力 要求 适 用大 部分 截面法 提高拱 圈的强度 和刚 度， 对 较高 双 曲拱桥［ ２ ］ 结构 的整体性 造价 较高 抗裂缝 以及 耐久性作 用较好
圈、 腹拱 圈裂缝及桥面下沉现象 ， 承载能力 不足 ， 对桥梁 的安全运 性。另外 ， 交通 量剧 增 ， 造成全 国各地超载 现象 的出现 ， 之前 建造 营构成一定 的威 胁 。考 虑 到这 些情 况 ， 必 须对 该 桥进 行 加 固维 的双 曲拱桥在设计标 准上也不能满足现在的交通需求 。 修 。借助 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ 模型， 建立该桥 的有 限元模 型 ， 如图 １所示。
第４ ０卷 第 ８期 ２ ０ １ ４ＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ４０ Ｎｏ ． ８
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４
・１ ７ ９－
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ － ０ １ ７ ９ — ０ ３
２ 双 曲拱 桥加 固措 施 分析
双 曲拱桥 由于设计 时存 在的局限性 、 交通量 的剧增 性 以及其 他因素 的存在 ， 造成病害大量滋生 ， 产生 一定 的安 全 隐患 ， 则 必须
对双 曲拱桥 进行 加 固 维修 ， 来 增强 其 承 载能 力 ， 适 应 交通 现 状 。
对双 曲拱桥采取 的加 固措施 分析如表 １所示 。
表 １ 加 固措 施 分 析
双曲拱桥加固计算分析
第２卷 第４ ２ 期
石 家庄铁 道 学 院学报 （自然科 学版 ）
Ｖ１ ２ Ｎ． ｏ ２ ｏ ． ４
２ ９ ２ ＪＵＮ Ｌ Ｆ ＨＪ ＺＵ Ｎ Ａ Ｗ ＹＩ Ｔ ＵＥ（ＡＵＡ Ｉ Ｃ ） Ｄｅ２ ９ ０ 年１月 ＯＲ Ａ Ｉ Ｈ ＡＧＲＩ Ａ Ｓ ＴＴ ＮＴＲ Ｌ Ｃ ＮＥ ０ ＯＳ Ｉ Ａ Ｌ ＮＩ ＳＥ ｅ ０ ．０
１ 桥 梁 病 害调 查 分 析
吐力土 桥全 长 ６ ． 桥跨 结构 为 ２— Ｏ＋ ５ｍ， ３ ４ｍ， ２ ２— 空腹 式 双 曲拱 桥 ， 力 式混 凝 土桥 台、 重 桥墩 ， 井 沉 基 础 。主拱 圈 的拱 轴线 为悬 链 线 ， 矢跨 比 为 １５ 拱 轴 系数 为 ２ ８４ ／， ． １ 。横 向六 肋 五 波 ， 宽 度 为 ７ ９ 总 ．４ｍ。 桥 面宽 为净 ７＋ ２×１ｍ。调查 时 发现 ： 桥拱 上填料 和 腹拱 圈破坏 严重 ， 该 腹拱 圈裂缝 已严 重 影 响行 车 的安 全 。拱 上侧墙 有较 长 的横 向贯通 裂缝 ， 墙 圬工 砌 体砌 缝 开 裂 部 位较 多 。桥 面铺 装 局 部存 在 损 坏 ， 侧 面层
２ 加 固方 案
主拱 圈加 固采用 锚喷混 凝 土施工 ， 在原 拱肋 马蹄 处增 设 １ ｍ 厚 Ｃ ０混 凝 土底 板 ， 且 沿桥 宽 和桥 ４ｃ ３ 并
长做 整体混 凝 土底板 ， 把原 主拱 圈 的“ 型” 拱 结构 改变 为 “ 型 ” 构 。加 固后 的主拱 圈截 面如 图 １ 箱 结 所示 。
取 用桥梁 承 载力检 算荷 载 。以 吐力 土桥病 害较 严 重 的第 一跨 为 计算 对象 ， 拱顶 、／ 按 １４截 面和 拱脚 的弯矩 影 响线 的最不 利情 况 布载 。采用 平 面杆 系单元 计算 内力 时 ， 取其 一 波 与相 应 两侧 半 个肋 宽 为 一个 计算 单 元 。荷载 横 向分布 系数 按照 文献 ［ ］ 用 。 ２取 （） ２ 内力计 算 。将 主拱 圈 、 拱圈 、 墙 、 腹 立 中墩 、 桥面 系采用 平 面梁 单元 Ｂ Ａ Ｅ Ｍ３进 行模 拟 ， 拱上 填 料采 用杆 单元 ＬＮ １模拟 ， ＩＫ 即全桥 有两 个单 元组 。整 座桥 梁共 划 ４ ５个 结 点 ，３ 梁单 元 和 ５ 个 杆单 元 。 ４ ３８个 １ ① 加 固前恒 载 内力计 算 。加 固前 恒载 内力计 算 结 果 如 表 １所 示 。加 固前 桥 梁 在 恒 载 作 用 下 的 内力 如 图 ２所 示 。由 图 ２可见 ， 载作 用下 的 内力对 称分 布 。弯 矩 分 布 图 中 ， 恒 由于拱 上 建筑 的作 用 ， 腹段 弯 空 矩有所 分散 。剪 力分 布 图 中 ， 实腹 段剪 力分 布均 匀 ， 由此 可 知 ， 如果 将 拱 上建 筑 替代 的杆单 元 设置更 为 密 集， 则剪 力 分布就 越加 均 匀 ， 而且更 能符 合实 际 情况 。 由于 内力 对 称 ， 墩不 承受 弯矩 和 剪力 。 桥
石 家庄铁 道 学 院学报 （自然科 学版 ）
Ｖ１ ２ Ｎ． ｏ ２ ｏ ． ４
２ ９ ２ ＪＵＮ Ｌ Ｆ ＨＪ ＺＵ Ｎ Ａ Ｗ ＹＩ Ｔ ＵＥ（ＡＵＡ Ｉ Ｃ ） Ｄｅ２ ９ ０ 年１月 ＯＲ Ａ Ｉ Ｈ ＡＧＲＩ Ａ Ｓ ＴＴ ＮＴＲ Ｌ Ｃ ＮＥ ０ ＯＳ Ｉ Ａ Ｌ ＮＩ ＳＥ ｅ ０ ．０
１ 桥 梁 病 害调 查 分 析
吐力土 桥全 长 ６ ． 桥跨 结构 为 ２— Ｏ＋ ５ｍ， ３ ４ｍ， ２ ２— 空腹 式 双 曲拱 桥 ， 力 式混 凝 土桥 台、 重 桥墩 ， 井 沉 基 础 。主拱 圈 的拱 轴线 为悬 链 线 ， 矢跨 比 为 １５ 拱 轴 系数 为 ２ ８４ ／， ． １ 。横 向六 肋 五 波 ， 宽 度 为 ７ ９ 总 ．４ｍ。 桥 面宽 为净 ７＋ ２×１ｍ。调查 时 发现 ： 桥拱 上填料 和 腹拱 圈破坏 严重 ， 该 腹拱 圈裂缝 已严 重 影 响行 车 的安 全 。拱 上侧墙 有较 长 的横 向贯通 裂缝 ， 墙 圬工 砌 体砌 缝 开 裂 部 位较 多 。桥 面铺 装 局 部存 在 损 坏 ， 侧 面层
２ 加 固方 案
主拱 圈加 固采用 锚喷混 凝 土施工 ， 在原 拱肋 马蹄 处增 设 １ ｍ 厚 Ｃ ０混 凝 土底 板 ， 且 沿桥 宽 和桥 ４ｃ ３ 并
长做 整体混 凝 土底板 ， 把原 主拱 圈 的“ 型” 拱 结构 改变 为 “ 型 ” 构 。加 固后 的主拱 圈截 面如 图 １ 箱 结 所示 。
取 用桥梁 承 载力检 算荷 载 。以 吐力 土桥病 害较 严 重 的第 一跨 为 计算 对象 ， 拱顶 、／ 按 １４截 面和 拱脚 的弯矩 影 响线 的最不 利情 况 布载 。采用 平 面杆 系单元 计算 内力 时 ， 取其 一 波 与相 应 两侧 半 个肋 宽 为 一个 计算 单 元 。荷载 横 向分布 系数 按照 文献 ［ ］ 用 。 ２取 （） ２ 内力计 算 。将 主拱 圈 、 拱圈 、 墙 、 腹 立 中墩 、 桥面 系采用 平 面梁 单元 Ｂ Ａ Ｅ Ｍ３进 行模 拟 ， 拱上 填 料采 用杆 单元 ＬＮ １模拟 ， ＩＫ 即全桥 有两 个单 元组 。整 座桥 梁共 划 ４ ５个 结 点 ，３ 梁单 元 和 ５ 个 杆单 元 。 ４ ３８个 １ ① 加 固前恒 载 内力计 算 。加 固前 恒载 内力计 算 结 果 如 表 １所 示 。加 固前 桥 梁 在 恒 载 作 用 下 的 内力 如 图 ２所 示 。由 图 ２可见 ， 载作 用下 的 内力对 称分 布 。弯 矩 分 布 图 中 ， 恒 由于拱 上 建筑 的作 用 ， 腹段 弯 空 矩有所 分散 。剪 力分 布 图 中 ， 实腹 段剪 力分 布均 匀 ， 由此 可 知 ， 如果 将 拱 上建 筑 替代 的杆单 元 设置更 为 密 集， 则剪 力 分布就 越加 均 匀 ， 而且更 能符 合实 际 情况 。 由于 内力 对 称 ， 墩不 承受 弯矩 和 剪力 。 桥
双曲拱桥检测评定及加固方法研究
双 曲 拱 桥 检 测 评 定 及 加 固 方 法 研 究
杨
摘
敏 窦春 风 沈 刚 明
要： 分析 了双 曲拱桥性 能的综合评定方 法， 以陕西某双 曲拱桥 为工程 背景， 细介绍 了其检测 、 详 实桥静 动载试验 ， 以
及计 算分析 综合评 定的全过程。评定结果表 明该桥拱 圈上纵 向裂缝 明显 ， 耐久 性差 ， 桥跨 结构横 向受力 不均， 要长期 若
的几何线形 ， 对桥跨结构 的承载 能力进行验 算。计算 可以采用专
用有限元程序或通用有 限元 程序 ， 细计算桥跨 结构各 部分在恒 详 载以及活载作用下 的受 力情 况 ， 按照 相应 的规 范进行 组合 ， 并 并
以及安 全 几何线形的 检测 ； 构材 料 强 度检 测 ， 结 即主拱 拱肋 、 波 及填 平 验算桥跨结构 的抗力 以及稳 定承载能力 是否满 足要求 ， 拱 储备情况等 。 层 、 板 以及 墩 台混 凝 土 或 石 料 的强 度 检 测 ； 缝 检 测 ， 测 主 拱 拱 裂 检
Ｌ／ ，Ｌ／ ４ ３ ４截面 ， 大跨径桥还需考 虑 Ｌ／ ８截面。试验荷 载根据设
经过外观 一般 检查 发现该 桥部 分 主拱肋 纵 向开裂并 伴有 渗
裂缝最宽处 达到 ３ｒｌ， ｎ ｌ腹拱 圈拱 顶 出现横 向裂缝 ， Ｔ 计荷载等级加载下拱圈 各控 制截 面的最 不利 弯矩进 行试 验荷 载 水泛 白现象 ， 墩顶立墙 出现竖 向裂缝 。为 了进一步确定该桥 的服役现状 ， 决定 等效设计。各个试验弯矩荷载效率系数 ＇一般要在 ０８ ～１０ ７ ， ．０ ．５ 并改善刚度急剧变化处 的受 力情 况 ， 增加 桥 的横 向稳 定性 ， 大 ［ ］ 蔡 绍怀 ． 国钢 管混 凝土技 术 的最新 进展 ［ ］ 土木 工程 学 增 ２ 我 Ｊ． 跨径 。 参考文献 ： ［］ 邓 １ 超， 关 琼． 钢管混凝 土拱桥 的施 工控 制技 术 ［］ 山 西 Ｊ． 建筑 ，０ ７ ３ （２ ：３ —３ ． ２ ０ ，３ ３ ） ３ ７３ ８
一种新的双曲拱桥加固方法与研究
０９ ； ．８ 轴力的最大效率 系数可 以达 到在相 当于汽 一 Ｏ 挂 一 ２、
１０荷载 的 ０９ 。具体的荷载工况布置见表 １ ０ ．０ 。
表 １ 加载 工 况 一 览 表
工况 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ Ｏ ｌ １ ｌ ２ ｌ ３ １ ４ ｌ ５ 吨位 ４ ０ ４ ０ ４ ０ ４ ０ ４ ０ ４ ０ ３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ Ｏ ３ ０ ３ Ｏ 横向位置 １ 载 岛 岛 载 １ 载 岛 ‘载 ｐ ‘载 ｐ ‘载 ｐ 自 载 ｛ 载 ｛ 载 载 ｌ 载 － ｊ ∞ ｌ载 － ￡载 ￡载 ｊ ｌ载 － 加载位置 拱脚 １４跨 ／ 跨 中 拱脚 １４跨 ／ 跨 中 拱脚 １４跨 ／ 跨 中 拱 脚 １４跨 ／ 跨 中 拱脚 １４跨 ／ 跨 中 图 ５ 跨中中载时挠 度对比图
采用 Ｃ ０钢筋混凝 土重做 桥面铺装 ， ３ 其余 破坏 部分 按
原 图纸修复。
加固施工 已于 ２０ ０７年 ９月全部完成 结束 ， 固后 的桥 加 梁 已正常投入使用。加 固后主拱圈横截面如 图 １ 所示 。
图 ２ 测试截面布置示意图
收稿 日期 ：０ ８ Ｏ — ５ ２０ 一 １ ２
照片 １ 加 固后 的 效果
３ 加 固后 的承 载 能 力 检 测
３ １ 测 试 截 面和 测 点 的选 择 ． 为全 面 了解 提 载 加 固效 果 ， ０ ２ ７年 １ 月对 该 桥进 行 了静 ０ １
载试验检测评估 。根据本次检测的外观普查结果 ， 并结合桥
梁结构的荷 载试验要求 ， 选择第 ２ 孔作为荷载试验孔， 并采用 桥梁结构分 析专用程序进行分析 ， 而确定以拱桥跨中截面 、 从 Ｉ４截面及拱脚截 面作 为应 变的测试 截面， １ ４截面及跨 ． ／ 以＿ ． ／ 中截面作为挠度的测试截面 ， 测试截面布置如图 ２所示。
钢筋混凝土刚架拱桥加固技术研究
汽 车 －２ 级 ， 一 １０ 人 行 道 ３ ５ Ｎ／ 。 ０ 挂 ０， ． ｋ ｍ２
３ 桥 梁病 害分析
３ １ 桥 梁 病 窖调 查 ． 该 桥全桥试验检测结 果如下 ：
（） 面 系 桥 面 板 ： 面 在 上 下 游 幅 之 间 有 两 条 沿 桥 纵 １桥 桥 向 的 贯 穿 性 裂 缝 ， 裂 缝 由 桥 梁 在 行 车 过 程 中 上 下 游 主 拱 此
Ｅｌ ｃ ｎｒ ｅ ｔｏ
低 了 ２ ～ ５ 。从 内力 时 程 曲 线 对 比 可 以 看 出 ： 入 粘 ０ Ｏ 加 弹阻 尼减震器后 结构 的 内力 反映 均 有一 定 程度 的 降低 ， 基
口
矗
●
本 上 对 弯 矩 的 减 震 效 果 好 于 对 轴 力 的 减 震 效 果 ， 对 墩 顶 而 的速度减震 效果不是很理想 。 三 条 地 震 波输 入 下 ， 构 地 震 响 应 相 差 较 大 ， ｘｃ 结 Ｍｅ ｉ ｏ波 激 励 时 ， 构 的 响 应 最 为 盟 显 这 说 明 结 构 动 力 分 析 的 结 结 果对 所输人 的地 震 波的频 谱 特 性非 常 敏感 ， 同的地 震激 不 励 ， 构 的 响 应 可 能 相 差 比 较 大 ， 此 为 了 得 到 准 确 的 结 结 因 果 ， 要采用 多条地震波进行 计算取其 平均值 。 需 ．
纵 向水 平 位 移 ； 况 ｌ 示 未 加 粘 弹 阻 尼 减 震 器 ， 况 ２表 震 器 后 结 构 的振 动 位 移 反 映 有 明 显 的 降 低 ， 例 中 一 般 降 工 表 工 本 示加有减 震器结构 。
表 ２ 墩 顶 位 移 、 度 、 速 度 值减 震 效 果 速 加
墩 地 震 波 工 况 号
３ 桥 梁病 害分析
３ １ 桥 梁 病 窖调 查 ． 该 桥全桥试验检测结 果如下 ：
（） 面 系 桥 面 板 ： 面 在 上 下 游 幅 之 间 有 两 条 沿 桥 纵 １桥 桥 向 的 贯 穿 性 裂 缝 ， 裂 缝 由 桥 梁 在 行 车 过 程 中 上 下 游 主 拱 此
Ｅｌ ｃ ｎｒ ｅ ｔｏ
低 了 ２ ～ ５ 。从 内力 时 程 曲 线 对 比 可 以 看 出 ： 入 粘 ０ Ｏ 加 弹阻 尼减震器后 结构 的 内力 反映 均 有一 定 程度 的 降低 ， 基
口
矗
●
本 上 对 弯 矩 的 减 震 效 果 好 于 对 轴 力 的 减 震 效 果 ， 对 墩 顶 而 的速度减震 效果不是很理想 。 三 条 地 震 波输 入 下 ， 构 地 震 响 应 相 差 较 大 ， ｘｃ 结 Ｍｅ ｉ ｏ波 激 励 时 ， 构 的 响 应 最 为 盟 显 这 说 明 结 构 动 力 分 析 的 结 结 果对 所输人 的地 震 波的频 谱 特 性非 常 敏感 ， 同的地 震激 不 励 ， 构 的 响 应 可 能 相 差 比 较 大 ， 此 为 了 得 到 准 确 的 结 结 因 果 ， 要采用 多条地震波进行 计算取其 平均值 。 需 ．
纵 向水 平 位 移 ； 况 ｌ 示 未 加 粘 弹 阻 尼 减 震 器 ， 况 ２表 震 器 后 结 构 的振 动 位 移 反 映 有 明 显 的 降 低 ， 例 中 一 般 降 工 表 工 本 示加有减 震器结构 。
表 ２ 墩 顶 位 移 、 度 、 速 度 值减 震 效 果 速 加
墩 地 震 波 工 况 号
双曲拱桥的加固设计与实践
对该桥现存病害情况进行 了检 查 ， 出建议加 固的结论 。将 原桥 作 设计荷载等级汽一１ 、 ５ 挂一８ ０提高为公路一 Ⅱ级 。 原桥技术状况 ：
１上 部结构 ： ） ａ孔跨径布置 ： ． 桥梁结构为 １ 圆弧拱 ＋５ ３ｍ双曲拱 ＋ ×６ｒ ｎ ×２ ２×７ｒ ｎ圆弧拱 ， 桥梁全 长 １４ｍ。 ６
多新 的桥型 ， 同时双 曲拱桥 自身 也有 一定 的局 限性 ， 逐渐 被一 些 ３ 加 固原 理 简介
新 的桥 型代 替。根据调查 ， 由于设 计 、 工 以及其 他种种 原因 ， 施 不
桥 梁加 固一般是通 过对 构件 的补 强和结 构性 能的 改善来恢
国 少 双曲拱桥 使用一定时期后 出现 了不同程度 的损坏 ， 需要及 时维 复或提高桥梁的承载能力 。 目前 ， 内外对桥梁进 行加 固改造 的 修 与加 固， 以保 证桥梁 结构 的安全 、 整 、 用与 耐久性 ， 高原 技 术途径主要有 以下 ５种 ： 完 适 提 １ 加强薄弱构件 ； ） 桥 的承载能力及通 行 能力 ， 延长 其寿 命 ， 以满 足现 代化 交通 运输
载时应 力一应变随着 荷 载的增 加上 升 ， 到最 大应力一应 变 时 ， 达
一
旦结 构开裂 出现裂 缝 ， 应力一应 变立 即下 降下来 ， 构进 入塑 结
性 开裂 阶段 ， 力一 应变保持不变 ， 应 需继续增 加一定 的荷 载后 ， 结
构才继 续破坏 ， 说明裂 缝效 应 可 以降低 结构 承受 的 内力 （ 图 １ 如 所示 ） 。图 １中 Ｐ 为初裂荷载 。
通过一定 的方 式转 变 为平 铰结 构 体 系 ， 进行 内力重 分 配。通过
“ 释能法” 固后 能使 原桥主拱圈拱脚 的 内力得 到释放 ， 加 主拱圈上 缘负弯矩减小 ４ ％～５ ％， 内力 重分 配到 １ 附近 的截 面 ， ０ ０ 将 ４ ／ 利 用原桥 主拱 截面富裕 量。 “ 释能法” 的基本 原理 ： 裂缝～释 放 内力效 应。 当结构 承受荷
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图１ 、 图２ 。
采用 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 结构计算软件 ，建立空间梁单元模型进行 内力计 算， 拱Ｅ 填卡 斗 力 １ 固前和加固后均前啪 罐 拟， 车道荷载作用于桥面 梁单元， 通过填料 差 至主 与 腹拱。主洪按无饺洪｛ 寸 算。 ４ ． １ 加圃 ｉ 讧 ｆ 柏 吉 果对比 由表中验算结果知： 加固后主拱圈和腹拱在各主要控制截面强度在 承载能力极限状态下均满足公路 一 Ｉ Ｉ 级荷载等级要求。 表 ５ 组合弯矩最 不利时腹拱各截面验算结果
工 程科 技
・ ２ ５ ５ ・
钢 筋混凝 土双 曲拱桥 加 固计算研究
翟 晓春
（ 山西省交通科学研 究院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要： 介绍 了钢筋混凝土拱桥 常用的加 固方法。 依据病 害调查结果 ， 对一座 典型的钢 筋混凝 土双 曲拱桥进行 了加 固计算 ， 计算结果 符合规 范 ， 为 同类桥梁加 固计算提供 一些参考 。
・
２ ２ ２ ・
农 林科 研
浅析如何 科学 安全使用农药
方 军
关键词 ： 钢筋混凝土； 双 曲 拱桥 ； 加 固： 增 大截 面法
１ 概述
叩０
新中国建立以来， 桥梁建没突— 猛进， 但随着经济的 发展及时间的推移， 许多 ５ ０年代 ， 甚至 ７ ０ 年代修建的桥 梁， 已经运营 ３ ０ ～ ５ ０ 年， 各种病害及交通量的猛增， 使得 这些桥梁无法承受现在的需要 但是玟 ｉ ｉ 云 输的承载能 力和安全运行都需要桥梁及时地提升质量，以满足现代 社会发展的需求。对于数量众多的Ｉ 晰 ， 其主体结 句 其实 并 殳 有多大自 勺 破坏， 推到重建会造成重大的浪费。 因此， Ｉ Ｅ ｔ 桥的加固就有重大的｝ ＝ 漶 义 与经济效益。 ２ 钢筋混凝土拱桥的加固方法 针对不同的桥梁 ， 加固的方法也不尽相同， 根据桥梁加固规范， 现行 的 幼Ⅱ 固方法主要有增大哉面加固法 ， 粘贴钢板及纤维复合材料法 ， 体 夕 卜 劝 力 Ⅱ 固 １ ／ ＿ ｘ － ｒ ￥ － － ￣ ， ｘ 寸 ＝ ｛ 尚 混凝土拱桥， 力 Ⅱ 犀 占 法如表 １ 日 ０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３工程概 况
图 １大桥主拱圈横断面布置 图（ 尺寸 ： ｃ ｍ）
中环大桥桥梁全长 １ ９ ６ ０ ０ ｍ，桥面总宽 １ Ｚ Ｏ Ｏ ｍ。该桥桥面布置为 １ ３ ０ ｍ （ 左侧 ＾ 行道） ＋ ９ ． ０ Ｏ ｅ ｒ （ 行车道 １ ５ ０ ｍ （ 右侧 ＾ 行道 ） 。中环大桥主桥 图 ２ 大桥腹拱 圈横 断面布ｔ ｔ ｌ ｔ ｉ ｔ （ 尺寸 ： ｃ ｍ） 匕 部结构采用跨陉 １ ０ ￣ Ｏ ｍ锕 豺鼬 双 曲拱， 主拱圈净矢敲 为 ２ ∞ ｍ。 表 １拱 桥 加 固 方 法 矢跨比 ｌ ， ５ 。引桥 匕 部结陶采用 ３ ×１ ０ ． Ｏ ｍ钢筋混凝土简支 Ｔ梁。主桥、 引 桥下部络 探 用浆砌片石 Ｕ型桥台， 引桥桥ｊ 裁 主 式墩， 墩台均采用 桥 梁型式 增大主拱 截面 、调 整拱 上建 筑恒载 以及增强横 向整体性 扩大基础。全桥在桥台两侧设置钢筋防撞护栏， 桥面铺装采用沥青表面。 圬 工拱桥 双 曲拱桥 增大截 面、改变截面形式 、 粘贴 钢板及 纤维复合材料 以及 增强横 该桥于 １ ９ ７ ８ 年５ 月竣工， 设计ｉ 苛 载为“ 汽一 １ ５ ， 挂一 ８ ０ ” 。 加固 卜 荷 向整体性 载等级为“ 公路 一Ⅱ 级” ， 加固设计桥面净宽维持原设计不变 ： １ ５ ０ ｍ（ 左侧 桁 架 （ 刚架 ）拱桥 增强横 向整体性 、 粘贴钢板及 纤维复 合材料、摘加体外 预应力以 ＾ 苣 口 ０ Ｉ ｎ （ 彳 ｊ ＾ ｊ 萱 １ ５ ０ ｍ （ 与 钡『 Ｊ ＾ 行道） 。 及增大构件 截面 肋 ）拱桥 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 据中环大桥睑澳 ４ 发现，大桥主侨腹 辅 在２ ｌ 条裂缝，其中存在 １ Ｏ 钢筋 混凝土箱板 （ 粘 贴 纤 维 复 台 材 料 条纵向裂缝 ， 可测总长为 ｌ Ｏ ． １ ｍ， 最大缝宽为 １ Ａ Ｏ ｍ ｍ， 存在 １ ０ 条横、 竖裂 缝， 总长４ ｍ， 最大缝宽 ０ ． ７ ０ ｍｍ， 存在 １ 条斜向裂缝 ； 存在 ４ 处破损 ， ２ 处渗 表 ２ 组合轴 向力最不利时拱肋各截面验算结果 水， ７ 处开裂 ， ２ 处蜂窝， ６ 处露筋， 全 ｋ 孑 均 蚀。 主侨主 、 拱 背存在 １ ４ 处露筋 ， １ 处锈蚀， １ 处锈胀； ３ 处渗水 ， １ 处破损 ， ３ 处蜂窝 ， ２ 处 泛白， １ １ 处侵蚀。因此 ， 为了提高桥梁承载能力， 保 的安全运营 ， 满 足交通运输的发展， 对该椤 绗 ４加固挡＝ 啻 电 及计算 中环大桥主要加固措施 ：主拱肋拱底和拱侧分别增加厚度为 ２ ０ ｅ ｍ 和１ ２ ｅ ａ 的自密实钢筋混凝土套拱 ；腹拱拱腹板底增加厚度为 １ ｒ ５ ｃ ｍ的 Ｃ ３ ０自密实钢筋混凝土套拱 ； 环江大桥引桥主要为梁底粘 加固。 加 表 ３组合弯矩最不利时主拱各截 面验算 结果 固后桥梁设计荷载等级为公路 一 Ⅱ 级。 大桥加固立面图及平面图见下图； 桥梁主拱圈、 腹拱圈横断面分男 岘
注： 计算过程 中材料 的轴 ・ 抗压 强度 取 １ １ ． ５ Ｍｐ ａ ， 弯曲抗拉强度 取 １ ． ２ ３ Ｍ ｐ ａ 。
表 ４组合轴 向力最不利时腹拱各截面验算 结果
（ 下转 ２ ２ ２页 ） 作者简介 ： 翟晓春（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男， 硕士研 究生 ， ２ ０ １ ０年 ５月毕 业于重庆 交通 大学结构 工程专业 ， 工学硕士 。
采用 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 结构计算软件 ，建立空间梁单元模型进行 内力计 算， 拱Ｅ 填卡 斗 力 １ 固前和加固后均前啪 罐 拟， 车道荷载作用于桥面 梁单元， 通过填料 差 至主 与 腹拱。主洪按无饺洪｛ 寸 算。 ４ ． １ 加圃 ｉ 讧 ｆ 柏 吉 果对比 由表中验算结果知： 加固后主拱圈和腹拱在各主要控制截面强度在 承载能力极限状态下均满足公路 一 Ｉ Ｉ 级荷载等级要求。 表 ５ 组合弯矩最 不利时腹拱各截面验算结果
工 程科 技
・ ２ ５ ５ ・
钢 筋混凝 土双 曲拱桥 加 固计算研究
翟 晓春
（ 山西省交通科学研 究院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要： 介绍 了钢筋混凝土拱桥 常用的加 固方法。 依据病 害调查结果 ， 对一座 典型的钢 筋混凝 土双 曲拱桥进行 了加 固计算 ， 计算结果 符合规 范 ， 为 同类桥梁加 固计算提供 一些参考 。
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２ ２ ２ ・
农 林科 研
浅析如何 科学 安全使用农药
方 军
关键词 ： 钢筋混凝土； 双 曲 拱桥 ； 加 固： 增 大截 面法
１ 概述
叩０
新中国建立以来， 桥梁建没突— 猛进， 但随着经济的 发展及时间的推移， 许多 ５ ０年代 ， 甚至 ７ ０ 年代修建的桥 梁， 已经运营 ３ ０ ～ ５ ０ 年， 各种病害及交通量的猛增， 使得 这些桥梁无法承受现在的需要 但是玟 ｉ ｉ 云 输的承载能 力和安全运行都需要桥梁及时地提升质量，以满足现代 社会发展的需求。对于数量众多的Ｉ 晰 ， 其主体结 句 其实 并 殳 有多大自 勺 破坏， 推到重建会造成重大的浪费。 因此， Ｉ Ｅ ｔ 桥的加固就有重大的｝ ＝ 漶 义 与经济效益。 ２ 钢筋混凝土拱桥的加固方法 针对不同的桥梁 ， 加固的方法也不尽相同， 根据桥梁加固规范， 现行 的 幼Ⅱ 固方法主要有增大哉面加固法 ， 粘贴钢板及纤维复合材料法 ， 体 夕 卜 劝 力 Ⅱ 固 １ ／ ＿ ｘ － ｒ ￥ － － ￣ ， ｘ 寸 ＝ ｛ 尚 混凝土拱桥， 力 Ⅱ 犀 占 法如表 １ 日 ０
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图 １大桥主拱圈横断面布置 图（ 尺寸 ： ｃ ｍ）
中环大桥桥梁全长 １ ９ ６ ０ ０ ｍ，桥面总宽 １ Ｚ Ｏ Ｏ ｍ。该桥桥面布置为 １ ３ ０ ｍ （ 左侧 ＾ 行道） ＋ ９ ． ０ Ｏ ｅ ｒ （ 行车道 １ ５ ０ ｍ （ 右侧 ＾ 行道 ） 。中环大桥主桥 图 ２ 大桥腹拱 圈横 断面布ｔ ｔ ｌ ｔ ｉ ｔ （ 尺寸 ： ｃ ｍ） 匕 部结构采用跨陉 １ ０ ￣ Ｏ ｍ锕 豺鼬 双 曲拱， 主拱圈净矢敲 为 ２ ∞ ｍ。 表 １拱 桥 加 固 方 法 矢跨比 ｌ ， ５ 。引桥 匕 部结陶采用 ３ ×１ ０ ． Ｏ ｍ钢筋混凝土简支 Ｔ梁。主桥、 引 桥下部络 探 用浆砌片石 Ｕ型桥台， 引桥桥ｊ 裁 主 式墩， 墩台均采用 桥 梁型式 增大主拱 截面 、调 整拱 上建 筑恒载 以及增强横 向整体性 扩大基础。全桥在桥台两侧设置钢筋防撞护栏， 桥面铺装采用沥青表面。 圬 工拱桥 双 曲拱桥 增大截 面、改变截面形式 、 粘贴 钢板及 纤维复合材料 以及 增强横 该桥于 １ ９ ７ ８ 年５ 月竣工， 设计ｉ 苛 载为“ 汽一 １ ５ ， 挂一 ８ ０ ” 。 加固 卜 荷 向整体性 载等级为“ 公路 一Ⅱ 级” ， 加固设计桥面净宽维持原设计不变 ： １ ５ ０ ｍ（ 左侧 桁 架 （ 刚架 ）拱桥 增强横 向整体性 、 粘贴钢板及 纤维复 合材料、摘加体外 预应力以 ＾ 苣 口 ０ Ｉ ｎ （ 彳 ｊ ＾ ｊ 萱 １ ５ ０ ｍ （ 与 钡『 Ｊ ＾ 行道） 。 及增大构件 截面 肋 ）拱桥 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 据中环大桥睑澳 ４ 发现，大桥主侨腹 辅 在２ ｌ 条裂缝，其中存在 １ Ｏ 钢筋 混凝土箱板 （ 粘 贴 纤 维 复 台 材 料 条纵向裂缝 ， 可测总长为 ｌ Ｏ ． １ ｍ， 最大缝宽为 １ Ａ Ｏ ｍ ｍ， 存在 １ ０ 条横、 竖裂 缝， 总长４ ｍ， 最大缝宽 ０ ． ７ ０ ｍｍ， 存在 １ 条斜向裂缝 ； 存在 ４ 处破损 ， ２ 处渗 表 ２ 组合轴 向力最不利时拱肋各截面验算结果 水， ７ 处开裂 ， ２ 处蜂窝， ６ 处露筋， 全 ｋ 孑 均 蚀。 主侨主 、 拱 背存在 １ ４ 处露筋 ， １ 处锈蚀， １ 处锈胀； ３ 处渗水 ， １ 处破损 ， ３ 处蜂窝 ， ２ 处 泛白， １ １ 处侵蚀。因此 ， 为了提高桥梁承载能力， 保 的安全运营 ， 满 足交通运输的发展， 对该椤 绗 ４加固挡＝ 啻 电 及计算 中环大桥主要加固措施 ：主拱肋拱底和拱侧分别增加厚度为 ２ ０ ｅ ｍ 和１ ２ ｅ ａ 的自密实钢筋混凝土套拱 ；腹拱拱腹板底增加厚度为 １ ｒ ５ ｃ ｍ的 Ｃ ３ ０自密实钢筋混凝土套拱 ； 环江大桥引桥主要为梁底粘 加固。 加 表 ３组合弯矩最不利时主拱各截 面验算 结果 固后桥梁设计荷载等级为公路 一 Ⅱ 级。 大桥加固立面图及平面图见下图； 桥梁主拱圈、 腹拱圈横断面分男 岘
注： 计算过程 中材料 的轴 ・ 抗压 强度 取 １ １ ． ５ Ｍｐ ａ ， 弯曲抗拉强度 取 １ ． ２ ３ Ｍ ｐ ａ 。
表 ４组合轴 向力最不利时腹拱各截面验算 结果
（ 下转 ２ ２ ２页 ） 作者简介 ： 翟晓春（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男， 硕士研 究生 ， ２ ０ １ ０年 ５月毕 业于重庆 交通 大学结构 工程专业 ， 工学硕士 。