【摘 要】分析淮北地區(qū)眾多的雙曲拱橋病害產(chǎn)生的原因，并有針對性地提出進(jìn)行維修加固的方法，具有十分重要的社會(huì)意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】雙曲拱橋；病害原因分析；維修加固方法；意義

一、引言

雙曲拱橋，這種具有我國民族風(fēng)格的新穎的圬工拱橋，因其節(jié)省材料和施工工藝的簡便，在上世紀(jì)70-80年代在全國尤其是淮北地區(qū)大量推廣應(yīng)用，為我國公路橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。但此類橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，在長期重荷載、大交通量運(yùn)營情況下，都出現(xiàn)了不同程度的病害。對如此眾多有病害的橋梁，如全部拆除重建需要大量的資金。我國目前仍然是發(fā)展中國家，不允許也不可能對所有此類橋梁全面重建，因此對此類舊橋進(jìn)行加固、維修或重建應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真分析，科學(xué)決策，使之更好地為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。事實(shí)上雙曲拱橋具有較大的承載潛力，它們中的大多數(shù)經(jīng)過維修加固是可以繼續(xù)運(yùn)營的。作者曾經(jīng)對多座雙曲拱橋進(jìn)行過維修加固，使這些帶病老橋面貌一新，取得維修成功。

二、病害形式及原因

雙曲拱橋因其建橋年代的情況和要求，設(shè)計(jì)荷載偏低、橋面窄，后由于運(yùn)輸量的增加和荷載標(biāo)準(zhǔn)的提高，雙曲拱橋出現(xiàn)了各種各樣的病害，成為交通運(yùn)輸發(fā)展的潛在隱患。雙曲拱橋的常見病害及成因分析如下：

（一）拱上填料排水不暢等原因引起的側(cè)墻膨脹破壞

側(cè)墻膨脹破壞是雙曲拱橋最常見的病害之一。雙曲拱橋側(cè)墻發(fā)生鼓脹，一般是由于橋面失養(yǎng)造成排水不良，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、耐水性差，橋面積水下滲入拱上填料而造成膨脹，或是砌筑質(zhì)量不佳在重型車輛反復(fù)碾壓下引起的。

（二）墩臺(tái)位移引起破壞

拱橋地基要承受豎向荷載和水平推力，因此對地基的承載力要求較高。而淮北地區(qū)土層較厚，土質(zhì)不一，對修建拱橋尤其是大跨徑拱橋難度很大，基礎(chǔ)大部分是重力式擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)由于埋置深度較淺，抗洪水沖刷能力弱；雙曲拱橋設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)時(shí)，往往容易引起墩臺(tái)的位移和沉降。由于位移和沉降，將導(dǎo)致拱圈下沉，拱肋、拱波、拱板開裂形成徑向裂縫，拱肋與拱波分離產(chǎn)生環(huán)向裂縫，邊空腹小拱拱頂、拱腳開裂，立柱出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫等損壞現(xiàn)象。

（三）拱肋強(qiáng)度不足而引起承載能力降低

拱肋是拱橋主拱圈的重要組成部分，它與拱波、拱板共同承受全部恒載和活載，是主要受力構(gòu)件。因此，當(dāng)其抗彎強(qiáng)度和剛度不足時(shí)，往往使承載能力降低，出現(xiàn)拱肋徑向裂縫，同時(shí)也會(huì)引起其它構(gòu)件的損壞。

（四）橫向聯(lián)系不足而引起失穩(wěn)

雙曲拱橋中設(shè)置橫向聯(lián)系梁是很重要的，它使拱肋、拱波、拱板形成整體共同受力。當(dāng)拱肋間無橫向聯(lián)系時(shí)或無填平層，在集中荷載（車輛荷載）作用下，各片拱肋的變形在橫橋方向是很不均勻的，并且出現(xiàn)拱波頂部的縱向裂縫。有橫向聯(lián)系或填平層的拱圈，各肋間的變形就比較均勻。而且，隨著橫向聯(lián)系的加強(qiáng)，各肋間的變形就更趨一致。由于橫向聯(lián)系的設(shè)立，使單片的拱肋在橫向聯(lián)成整體，拱波頂部一般也不會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫，形成一個(gè)拱肋的穩(wěn)定性。當(dāng)橫向聯(lián)系布置不夠或強(qiáng)度不足而產(chǎn)生損壞時(shí)，將會(huì)使拱橋橫向穩(wěn)定性減低，拱波頂出現(xiàn)縱向裂縫。

（五）拱背徑向裂縫

拱背徑向裂縫多產(chǎn)生在拱腳附近負(fù)彎矩區(qū)段。橋臺(tái)水平位移較大時(shí)，常出現(xiàn)拱背裂縫。

拱背設(shè)有鋼筋并伸入臺(tái)座的雙曲拱橋，也應(yīng)防止過寬過密的拱背徑向裂縫，使裂縫寬度不要超過0.2mm。

三、加固措施和方法

對于雙曲拱橋加固近些年做了很多，針對橋梁不同部位出現(xiàn)的問題及其嚴(yán)重程度采取不同的應(yīng)對措施。拱上建筑破壞或橋面系破損的橋梁主要是進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)，破損嚴(yán)重的進(jìn)行更換。對上部結(jié)構(gòu)病害采取的加固方法有以下幾種：

（一）橋面系

如出現(xiàn)側(cè)墻脹裂外傾，則橋面鋪裝及拱上填料均需鑿除重做。

（1）為減輕拱上結(jié)構(gòu)自重，拱上填料應(yīng)采用粉煤灰石灰等輕質(zhì)填料；鋪裝層厚采用C40鋼纖維防水砼，鋪裝鋼筋可采用Φ12@10×10cm鋼筋網(wǎng)。

（2）全橋伸縮縫，視情況在墩頂中心及橋臺(tái)設(shè)置毛勒（仿毛勒）伸縮縫。為更好地加強(qiáng)伸縮縫和橋面聯(lián)系，伸縮縫處混凝土和橋面鋪裝應(yīng)一次整體澆筑。

（3）拆除原橋人行道板與欄桿，改建為40cm寬鋼筋砼防撞護(hù)欄。

（一）拱肋加固

1.環(huán)氧漿液粘貼鋼板加固拱肋；

2.碳纖維布粘貼加固拱肋或拱圈；

3.用增加鋼筋外包混凝土加大拱肋斷面；

4.壓漿灌縫。

（二）加厚拱板

有的雙曲拱橋拱肋截面比較強(qiáng)，但拱波顯得薄弱，尤其是當(dāng)橫向聯(lián)結(jié)較弱時(shí)，往往在拱波頂部產(chǎn)生縱向裂縫。采用加厚拱板的方法，可以增加拱肋、拱波強(qiáng)度，增強(qiáng)拱圈的整體性和強(qiáng)度。加固時(shí)先將拱上填料拆除，用混凝土將波谷填平，再沿全橋?qū)挐仓炷凉鞍?，?nèi)設(shè)鋼筋網(wǎng)和縱向主筋。如果是拱肋下緣抗拉強(qiáng)度不夠，也可以在下緣用混凝土將拱波填平，增大斷面。內(nèi)設(shè)縱向主筋和橫向分布鋼筋，且錨固筋可將原拱肋主筋鑿露連接，也可采用植筋技術(shù)加設(shè)錨筋。

（三）加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié)

加強(qiáng)橫向聯(lián)接的具體加固方法一般有以下幾種：

1.用外包混凝土加大橫系梁斷面；

2.將橫系梁改造為橫隔板；

3.對于原來設(shè)置套管拉桿橫向聯(lián)結(jié)或未設(shè)橫向聯(lián)結(jié)的雙曲拱橋，其套管只起橫向拉結(jié)作用，又對拱波的抗扭剛度作用不大：加固時(shí)可拆除原套管而改為橫隔板，也可沿拱圈增加橋的橫系梁或橫隔板。

（四）調(diào)整拱軸線和壓力線

1.調(diào)整拱上的恒載分布；

2.減輕拱上建筑自重。

四、體會(huì)

目前，我國公路上尤其是縣鄉(xiāng)公路上還存在不少有問題的雙曲拱橋梁，這些橋甚至是危橋險(xiǎn)橋。由于財(cái)力所限，在短時(shí)間內(nèi)不可能全部拆除重建。為保證運(yùn)營安全，必須對這些橋梁進(jìn)行鑒定，有針對性地進(jìn)行維修加固。因此，橋梁的維修加固具有十分重要的社會(huì)意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1、各級(jí)交通主管部門應(yīng)對橋梁的維修加固工作給予高度重視。公路管理部門應(yīng)有專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)橋梁維修加固。

4.2、橋梁的維修加固要工作認(rèn)真、計(jì)劃周密。加固前必須對橋梁進(jìn)行全面的檢查及檢測，必要時(shí)還要進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)，找出主要問題。隨后再組織有關(guān)專家制定切實(shí)可行的實(shí)施方案，選擇有維修加固經(jīng)驗(yàn)的施工單位，編制詳實(shí)的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。必要時(shí)，需進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)后，才能組織實(shí)施。否則，會(huì)造成事與愿違的后果。

4.3、由于橋梁維修加固技術(shù)不斷發(fā)展，要不斷學(xué)習(xí)、借鑒和引進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新經(jīng)驗(yàn)、新材料。一項(xiàng)先進(jìn)的施工技術(shù)或方法，不但可以提高工作效率，節(jié)約工程造價(jià)，而且可以使橋梁維修加固更可靠、更耐久。

4.4、盡管橋梁的維修加固具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益（往往一座橋梁的加固費(fèi)用不到新建橋梁的五分之一），但由于橋梁加固工作技術(shù)要求高、困難多、風(fēng)險(xiǎn)大，往往實(shí)施起來有一定的難度。因此，橋梁的維修加固工作必須由具有一定的橋梁養(yǎng)護(hù)管理或維修加固經(jīng)驗(yàn)、敢于承擔(dān)責(zé)任的工程技術(shù)人員具體負(fù)責(zé)，并選擇有橋梁施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍承擔(dān)。