服役双曲拱桥病害分析及加固研究

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［摘要］本文以某服役公路双曲拱桥为例，针对本桥存在的质量问题进行了病害成因分析，提出了加固方案，并针对本桥加固后的的桥梁承载能力进行计算和验算，且进一步总结了加固施工要点。

［关键词］双曲拱桥；加固方案；主拱圈验算；加固施工要点

一些桥梁工程使用年限已久，长久以来的使用，使得这些桥梁存在一些不安全因素。倘若将这些桥梁完全拆掉重新修建，势必会花费较高的费用，此外，部分桥梁还拥有较高的历史价值。所以，对运营中桥梁的质量病害实施全方位分析，并探究相应的防治措施，意义非凡。

1工程概况

某公路桥梁为双曲拱桥，跨度形式为5×45m，桥面宽7m，两边护栏宽均为0.25m。原设计荷载为汽13、拖60级；该项目墩体设计为重力式实体墩结构、桥台设计采用加后座式U型结构。对全桥进行了检测分析，得出存在的主要质量问题如下：（1）主拱圈部位多处有明显裂缝情况发生；（2）桥面产生较大变形，并且存在大规模的破碎现象，主要出现在3、4、5孔上，竖向存在波浪状况；（3）腹拱及立墙存在渗水病害，防水性能差，渗水现象十分明显。

2病害成因分析

根据质量检测结论，分析以上质量病害产生的原因为：（1）最初设计时，没有考虑到现阶段交通量如此之大，导致设计荷载值较低，无法满足目前繁重的交通运输要求；（2）因吨位较大车辆的反复作用，所施加荷载远远超过其最初的设计值；（3）桥面变形严重，显示受压系统破坏，造成桥梁的整体性变差。

3主拱圈加固设计

（1）原横系梁结构几何尺寸偏小，为有效提升桥梁结构整体的稳定性，科学有效的增大原横系梁的几何尺寸，由最初的1.16m×0.15m×0.18m增大到1.16m×0.15m×0.50m；同时，用横隔板代替拱顶位置处的3根横系梁，横隔板尺寸为1.16mm×0.30mm×0.84mm；（2）根据该桥梁的实际状况，在外界荷载作用下，桥体最关键的承载位置为主拱圈，而该桥梁主拱圈位置存在大面积的开裂现象，所以对于这种现象运用的主要加固方式为外包法加喷锚法，具体操作为在拱肋和周边位置布设钢筋网片，通过高压喷射设备将强度等级为C25的砼喷射至主拱圈部位进而完成加固，其厚度不得低于60mm。

4采取加固方案后主拱圈截面拉应力超限分析

在砼处于塑形阶段，且拉应力超限时，通过验算能够看出，拱顶和1/4截面位置处的压应力均低于允许值。而对于拱脚部位由于在拱圈上部浇筑强度等级为C30砼，能够与结构一起形成一个整体共同作用，经计算和分析得出结论如下表1所示：5.5MPa，考虑拱肋位置钢筋的作用，通过验算，得出结论为：拱脚截面可以承受过汽-超20、挂-120活载。

5加固施工要点

5.1加固面的处理（1）该环节运用的主要器具有钢刷、凿子和锤头，清理部位为需要加固的面；（2）先通过凿子和锤头对加固面实施凿毛处理，处理深度控制在5mm，密度控制在10-13点/10cm²；（3）该环节能够有效提升喷射砼与加固面之间的粘结力，从而提升整体的承载性能。5.2钻孔和插入锚杆（1）钻孔采用双重绝缘电锤来完成。孔洞规格为：若要插入直径是10mm的锚杆，则需要钻孔直径为14.5mm，其深度大约在80mm。倘若出现塌孔，应舍弃该孔，并及时应用525号水泥进行封填；（2）清孔。主要是用清水将钻孔过程中所产生的砼渣灌出；（3）填补粘结剂。采用525普通硅酸盐水泥净浆，在实际操作时必须要保证所有钻孔均填满该浆体；（4）插入锚杆。该环节是为挂钢筋网做准备，能有效提升新、旧砼之间的粘结性能，提升抗剪能力，从而降低结构的变形。5.3喷射砼施工（1）挂钢筋网施工完毕并经验收合格后，就可以实施砼喷射。在喷射前，要先通过高压水泵来清洗钢筋网，并将加固面润湿，待加固面满足喷射要求后方可实施砼喷射；（2）喷射时，主要运用垂直喷射，若操作不便，其角度也不得低于30°；（3）严格控制喷射装置与加固面的间距大小，通常控制在60-120cm区间范围内，喷射时采用螺旋式方式自下而上分层实施，每层间隔时间至少为30分钟，喷射厚度控制在30mm左右。

6结论

文章结合实际工程案例，全方位分析了桥梁工程存在的质量病害，采取行之有效的方式实施加固，并针对加固前后的承载力实施了计算，进一步总结出了加固施工的关键点，得出如下结论：（1）主要运用喷锚加固方式，根据现行规范规定，科学有效的对桥梁原始结构的性能实施了优化，即从最初的汽13、拖60提升至目前的汽超20、挂120；（2）解决了桥梁拉应力过大的问题，原始结构所允许的最大拉应力为2.34MPa，而在对其实施加固处理后，其拱脚位置处的最大拉应力达到了6.16MPa，远高于容许应力值1.27MPa；（3）从经济角度看，采用本文所述对桥梁加固的方案，相比新建一座桥梁可大幅降低成本。

参考文献

[1]赵晓春.体外预应力结构计算的接触分析方法[J].公路工程，2014，（02）：281-283.

[2]黄尚.桥梁桩基加固设计方案探讨[J].公路与汽运，2017，（04）：145-148.

[3]欧阳潮.预应力连续箱梁桥病害分析及加固方法研究[J].公路与汽运，2016，（04）：238-243.

[4]李瑞鸽.某旧拱桥病害分析及加固设计与施工[J].混凝土与水泥制品，2013（9）：71-74.

[5]吴跃梓.钢筋混凝土外包主拱圈加固石拱桥技术探讨[J].筑路机械与施工机械化，2016，33（08）：91-94.

[6]刘莉萍，杨宏平，宋鹏.公路钢筋混凝土双曲拱桥病害分析及钢板粘贴加固施工方法应用[J].中国建材科技，2015，24（3）：75-78.

作者:卜永胜 单位:湖南路桥建设集团有限责任公司