目前,應用於公(gōng)路石拱橋上(shàng)部結構常用的加固改造方法主要有以下(xià)幾種:
1)主拱圈擴大截麵加固法
主拱圈是石(shí)拱(gǒng)橋的主要承重結(jié)構,加強主拱圈是拱橋加固(gù)中最常用的(de)方法。根據加固部位的不同,可(kě)采用由拱圈下部(拱腹)加(jiā)固、由拱圈上部(拱背)加固或由拱(gǒng)圈上、下部同時加固的方法。
在橋下淨空容許或根據水文資料橋下泄水(shuǐ)麵積容(róng)許縮小的情況下,可在(zài)原有拱圈下部增設拱圈,即緊(jǐn)貼原拱(gǒng)圈下麵(miàn)噴射(shè)鋼皇網水泥拱圈或澆築鋼筋混凝土(tǔ)新拱圈。當石拱橋的拱圈內壁出現表層剝落、鬆散、老化等情況且不適應目前交通要求時,可采用鋼絲網水泥拱圈內壁噴射加固的方法(fǎ)進行維(wéi)修加固。這種方法(fǎ)也稱(chēng)為“拱下套拱”加固方法(fǎ)。
由拱圈下部加固的方法,由於需要搭設支架,用錨噴混凝土加固(gù)又需要空壓機,噴(pēn)射機(jī)等(děng)施工設備(bèi),增大了加固的費用。由(yóu)拱圈上部加(jiā)固時,則(zé)一般不需要搭設支架。由拱圈上部加固(gù)具(jù)有速度快、質量好、造價低的優點。這種方法也稱為“拱上套拱(gǒng)”加固方法。
根據需要(yào)用鋼筋混凝土或素混凝(níng)土由拱圈上(shàng)、下部同時加固是拱橋的又一加固方法。重慶交通學院還提出了用鋼筋混凝(níng)土套箍封閉主拱圈的方法加固石拱橋,該方法是通過增設環狀鋼筋混凝土套箍包裹拱肋,以提高原橋的抗力和拱肋(lèi)的縱橫向穩定性。在施工(gōng)鋼筋混凝土套箍之前(qián),采用鋼抓(zhuā)釘高強度等級砂漿錨固技術,對主拱圈裂縫進行錨抓處理(lǐ),抑製裂(liè)縫的發展(zhǎn),然後用套箍封閉。這種加固方法(fǎ),在(zài)提高拱圈強(qiáng)度的同時(shí),還起到了保護原拱圈不(bú)受水蝕(shí)、風蝕的(de)影(yǐng)響。
主拱圈擴大截麵加固法可采用不同的材料和不同的(de)施工方法。
2)減載加固法——減輕拱上建(jiàn)築重量的方法
當地基承載能力(lì)較低或橋台不夠穩固時,可采用(yòng)減輕拱上建築自重的(de)辦法對拱橋進行改造,以降低對下部構造的要求,同時也可減輕主拱圈的(de)負擔。在確定改造方案(àn)時,可以考慮以下幾種方法:
(1)采用輕(qīng)質的拱上填料、縱向穿孔等方(fāng)法,減輕拱上建築的(de)重量,對拱頂下沉過(guò)多或拱頂正彎矩過大可收到明顯的效果。
(2)改變結構體係,變實(shí)腹式拱上建(jiàn)築為梁板式拱上建築,或變拱式拱上建築為梁拱式拱上建築等,以減輕拱上建築的恒載重量,提高橋梁的承載(zǎi)力。
應當指出,用上述方法(fǎ)減輕拱上建築的重量時,應當(dāng)注(zhù)意拱中軸向力減(jiǎn)小而(ér)恒載彎矩(jǔ)增加造成偏心力矩過大的問題,重視(shì)在施工(gōng)時拱中彎矩的變化(huà),切(qiē)忌在施工(gōng)過程中因某些截麵受力過大甚至造成橋梁在施工中垮塌(tā)。
3)粘鋼(gāng)加固法
粘貼鋼板加固法一般是用環氧樹脂或(huò)建築結構膠將鋼板、型鋼等抗拉(lā)強度高的材料粘貼在鋼筋混凝(níng)土等構件的表麵並用對(duì)穿螺栓固定,使之與結構形成整體,使(shǐ)薄鋼板與混凝土整體協同工作、共同受力,修補既有結構構件的缺陷和改善構件的薄弱(ruò)部位,從而(ér)提(tí)高構件的(de)抗(kàng)彎、抗剪能力,同(tóng)時也(yě)抑製構件裂縫擴展。
4)粘貼複合材料
隨著應用於工程結構的複合材(cái)料的應用越來越多,石拱橋加固也將纖(xiān)維複合材料特別是碳纖(xiān)維複合材料(CFRP)應用於石拱橋的主要受力構件(jiàn)(主拱圈、橋墩)上。因其(qí)抗拉性能好(hǎo),重量(liàng)輕,且(qiě)加(jiā)固(gù)後與原結構共同受力的效果較好而得到廣泛的使用。
5)橫向拉杆法
拱圈產生縱向裂縫時,在跨中、1/4跨度處和(hé)拱腳附近設置橫向拉杆加固能有效地防止裂縫繼續發展。
6)配重加固(gù)法
配重法加固拱橋一般適(shì)用於原(yuán)設計的(de)壓力線與(yǔ)拱軸線有一定偏差或者橋梁經(jīng)過多年運營後壓力線與拱軸線(xiàn)偏離的情況。
對於(yú)主拱圈變形過大的公路石拱橋,實際拱軸線與壓力線的偏離較大,此時如果僅僅是(shì)采用(yòng)對拱圈截麵進(jìn)行補強加固,已不能有效地改善主拱圈的受力狀況,這就需要對(duì)拱軸線和壓力線進行調整,使之盡量吻合以改善主拱圈的受力。一般通(tōng)過采用不同單位重的拱(gǒng)上(shàng)填料、改變拱(gǒng)上填(tián)料厚度或者在主拱拱背上(shàng)增加配重等措施,改變實際壓力線的(de)位置,使其與拱軸線吻合。
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