系桿拱橋常見病害及加固方法

1、<p>　　系桿拱橋常見病害及加固方法</p><p>　　摘要：本文主要介紹了系桿拱橋的上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點及類型，闡述了系桿拱橋的病害種類及原因，并對其加固方法進行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：系桿拱橋；病害種類；原因；加固方法 </p><p>　　中圖分類號：U448.22+5文獻標識碼： A 文章編號： </p><p

2、><b>　　引言 </b></p><p>　　系桿拱橋是一種特殊形式的拱橋，兼有拱橋和梁橋的特點，由于其在兩拱腳間設(shè)置水平系桿，用以平衡拱腳水平分力，而使基礎(chǔ)不受水平推力或受推力較小。與通常的拱橋和梁橋相比，有地基適應性強、結(jié)構(gòu)受力合理、用料省、建筑高度低、施工方法多、造型美觀等方面的優(yōu)勢，是生命力很強的一種結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　　一、病害種類及原

3、因 </p><p>　　1、拱肋常見病害分析 </p><p>　　1.1混凝土拱常見病害分析 </p><p>　　因拱肋受壓，當拱軸線和受曲線不一致時，受力模型就發(fā)生改變而降低其承載力；混凝土結(jié)構(gòu)拱肋產(chǎn)生裂縫致使露筋或鋼筋銹蝕、碳化嚴重時降低了鋼筋砼結(jié)構(gòu)的強度。 </p><p>　　1.2鋼管拱常見病害分析 </p>&

4、lt;p>　?。?）鋼管混凝土空隙、空鼓 </p><p>　　鋼管混凝土拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，管內(nèi)灌注混凝土，由于施工工藝及質(zhì)量控制體系的問題，可能造成管內(nèi)混凝土的不密實或與鋼管結(jié)合不緊密，即空隙、空鼓?？障妒怯捎阡摴芄皟?nèi)混凝土收縮引起的，主要分布在鋼管拱頂部。原因為施工時采用水灰比較大。鋼管拱內(nèi)空鼓主要分布在鋼管腹板與下部圓管的結(jié)合處，特別是泵送施工時出漿嘴處形成的空鼓比較普遍。由鉆孔抽測發(fā)現(xiàn)，混凝土收

5、縮形成的空隙量較小，在1mm內(nèi)，空鼓的空隙量在2 mm內(nèi)，現(xiàn)有空隙量對鋼管拱的整體安全性沒有不良影響。 </p><p><b>　?。?）鋼管銹蝕 </b></p><p>　　鋼管涂層由于碰擦或施工質(zhì)量等原因，容易發(fā)生表面龜裂、起皮、剝落，進而在雨水的侵蝕下使鋼管產(chǎn)生銹蝕。 </p><p><b>　?。?）焊接裂縫 </

6、b></p><p>　　拱肋及聯(lián)結(jié)系的焊縫，由于焊接質(zhì)量問題，可能產(chǎn)生開裂、脫落、銹蝕。在焊接缺陷及局部應力集中處均易誘發(fā)疲勞裂縫。在應力及腐蝕介質(zhì)的共同作用下，裂縫會迅速發(fā)展，如不及時處理將危及橋梁安全。主要原因為焊接質(zhì)量達不到質(zhì)量要求。 </p><p>　　2、吊桿及錨具常見病害分析 </p><p>　　經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，吊桿的主要病害為鋼護套銹蝕、開焊、

7、掉漆。原因有施工質(zhì)量以及吊桿鋼護套所受集中應力。若不及時處理，水沿開裂處進入吊桿內(nèi)部，可能使吊桿鋼絲束加速銹蝕，進而斷裂，危及橋梁安全。吊桿兩端的錨固部位滲水、銹蝕、開裂、松動。吊桿上部為錨固端，錨具埋入鋼管拱內(nèi)，有蓋板蓋住。是否產(chǎn)生滲水、銹蝕，是由蓋板周邊的焊接質(zhì)量決定的，只要焊縫質(zhì)量達到要求，是不會發(fā)生滲水、銹蝕等病害的。吊桿下部為張拉端，錨具外部的保護盒內(nèi)填入防腐油脂，只要油脂不滲漏，錨具就不會銹蝕。 </p>&l

8、t;p>　　3、系桿部分常見病害分析 </p><p>　　系桿是鋼管混凝土系桿拱橋的重要部件，它承受拱肋傳來的所有水平推力，它的耐久性關(guān)系到系桿拱的使用壽命。但是，系桿一般處在橫梁之上、橋面系表層之下，系桿周圍被混凝土所包裹。其主要問題有以下表現(xiàn)： </p><p><b>　　3.1系桿保護差 </b></p><p>　　在對南方地

9、區(qū)橋梁的檢測中發(fā)現(xiàn)，系桿外保護層效果差，系桿內(nèi)保護層只是簡單地灌注了黃油。該地區(qū)天氣炎熱，采用普通黃油易融化和流失。在此情況下，因黃油損失與滲水引起系桿銹蝕、斷裂。 </p><p>　　3.2系桿的防水不好導致銹蝕 </p><p>　　有很多橋梁的系桿都處于混凝土包圍的凹形槽的底部，而混凝土凹形槽都未做特殊的排水設(shè)計，由于排水不暢及施工及運行期雜物進入的影響導致嚴重積水，造成腐蝕。在對

10、一些橋梁的檢測中發(fā)現(xiàn)，其凹形槽的滲水引起被混凝土包裹的鋼絞線系桿嚴重銹蝕。 3.3系桿預應力束拉力不均勻 </p><p>　　4、橫梁病害成因分析 </p><p>　　橫梁產(chǎn)生裂縫，露筋或鋼筋銹蝕，預應力橫梁的鋼絞線銹蝕或預應力損失嚴重。端橫梁產(chǎn)生裂縫，混凝土剝落、露筋或鋼筋銹蝕。 </p><p>　　二、系桿拱橋維修加固的主要方法 </p>&

11、lt;p><b>　　1、直接加固法 </b></p><p>　　采取直接對結(jié)構(gòu)本身進行材料增強的措施即直接加固方案通常有以下類型： </p><p><b>　　1.1加大截面法 </b></p><p>　　當構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方

12、法是在構(gòu)件底部或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高構(gòu)件的有效高度和抗彎強度，從而提高橋梁的承載能力。 </p><p>　　外包混凝土加大截面法加固原理就是一方面通過新增加混凝土和受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，阻止了原結(jié)構(gòu)繼續(xù)變形、位移和開裂，充分發(fā)揮原結(jié)構(gòu)的作用：另一方面利用新增加混凝土和受力鋼筋，來承擔全部或大部分活載作用，從而提高橋梁的承載能力。 </p><p>　　1.2噴錨混凝土加固法

13、</p><p>　　采用植筋法將錨筋植入待補強的結(jié)構(gòu)部位，掛設(shè)補強鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的混凝土，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。噴錨混凝土是噴射機械利用壓縮空氣將新混凝土混合料，通過噴嘴高速噴射到已錨固好的鋼筋受噴面上，凝結(jié)硬化后形成新的鋼筋混凝土。 </p><p>　　1.3加強連接點、阻止裂縫發(fā)展法 </p><p>　　對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可采用錨拴對承重構(gòu)

14、件進行改造加固，對鋼結(jié)構(gòu)的焊縫、螺栓等連接處進行加強處理；對鋼筋砼或鋼結(jié)構(gòu)的裂縫趨勢預測后阻隔其進一步發(fā)展，同樣可以達到加固的效果。 </p><p><b>　　1.4粘貼法 </b></p><p>　　粘貼鋼板加固法是采用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)形成整體共同受力，以提高其剛度，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應力狀態(tài)，限制裂

15、縫的進一步發(fā)展，從而達到加固補強、提高橋梁承載能力的目的。 </p><p><b>　　1.5繞絲法 </b></p><p>　　通過將退火鋼絲或鋼筋纏繞在被加固構(gòu)件上，產(chǎn)生環(huán)向約束而提高構(gòu)件承載力及延性的加固技術(shù)。 </p><p><b>　　1.6更換構(gòu)件法 </b></p><p>　　

16、當橋梁局部構(gòu)件有嚴重缺陷而不易修復時，可采用新的構(gòu)件替換原有構(gòu)件，如斜拉橋的拉索銹蝕損壞時，可用新拉索來替換；當橋梁支座失去功效而不能滿足主梁變形受力時，可將主梁頂起更換支座；又如少筋微彎板橋梁的微彎板，破損后不易修復，亦可考慮更換；再如雙曲拱橋的拱波、鋼架拱橋的橋面板等。直接加固法均是對不能滿足承載力要求的鋼筋砼或鋼結(jié)構(gòu)等薄弱構(gòu)件部位，采用新增材料（鋼筋、鋼板、混凝土及復合材料等）進行加固補強的措施。 </p><

17、p><b>　　2、間接加固法 </b></p><p>　　通過改變結(jié)構(gòu)本身承力的傳遞方式即間接加固方案通常有以下類型： </p><p>　　2.1改變結(jié)構(gòu)受力體系法 </p><p>　　通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達到提高橋梁承載能力的目的，它的基本原理是以減少控制截面的內(nèi)力為目的進行加固。改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法有： </

18、p><p>　?。?）在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩； </p><p>　?。?）簡支梁與簡支梁之間加以連接，即簡支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)； </p><p>　?。?）在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁； </p><p>　?。?）在拱橋上增設(shè)鋼梁。 </p><p>　　2.2體外預應力加固法 </p><

19、;p>　　體外預應力加固法主要用于梁式橋(包括簡支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等。正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過對舊橋施加體外預應力，能夠達到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)?，改善結(jié)構(gòu)各截面應力狀態(tài)的目的。 </p><p>　　體外預應力加固舊橋的原理是通過在橋梁體外設(shè)置鋼質(zhì)拉桿或撐桿，并與被加固梁體錨固連接，然后施加預應力，強迫后加拉桿受力，從而改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應力水平，使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高，

20、且可減少結(jié)構(gòu)變形，縮小裂縫寬度甚至閉合。 </p><p>　　3、減輕橋體自重加固法 </p><p>　　減輕自重就是通過調(diào)整橋體恒載分布的手段，減輕橋梁受力構(gòu)件的負荷或降低基礎(chǔ)承載力要求以達到加固的目的。 </p><p><b>　　4、回頂法 </b></p><p>　　當橋臺等構(gòu)件在水平推力下產(chǎn)生位移時，可

21、采用千斤頂?shù)仍O(shè)備恢復原先空間位置。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　對現(xiàn)有鋼管混凝土拱橋的實地調(diào)查以及對相關(guān)文獻資料的研究分析, 對鋼管混凝土拱橋出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)與分類, 旨在為其養(yǎng)護維修關(guān)鍵技術(shù)的提高幫助, 為其養(yǎng)護維修和病害監(jiān)測經(jīng)濟實用技術(shù)與安全評定方法的編寫提供可靠的依據(jù), 從而提升鋼管混凝土拱橋養(yǎng)護維修。 </p&

22、gt;<p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 徐峰．拱橋病害分析與加固方法[J]. 青海交通科技. 2011（04） </p><p>　　[2] 荊秀芬. 鋼管混凝土拱橋養(yǎng)護技術(shù)研究[J]. 橋梁建設(shè). 2010（06） </p><p>　　[3] 王沖. 公路拱橋常見病害與加固技術(shù)應用[J].