王友明

(貴州省橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司)

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桁式組合拱橋的常見病害和加固措施研究

王友明

(貴州省橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司)

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，我國(guó)的橋梁建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量開始呈現(xiàn)著逐年上升的趨勢(shì)，然而隨之而來(lái)的也是不斷增長(zhǎng)的工程病害，桁式組合拱橋作為橋梁工程的一種，同樣也存在一些病害，因此，為了確保其質(zhì)量以及使用安全，以某橋梁為例，對(duì)桁式組合拱橋的常見病害以及相應(yīng)的加固措施做出了詳細(xì)的論述。

桁式組合拱橋；常見病害；加固措施

1 工程實(shí)況

1.1 橋梁概況

某橋梁工程是一種預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋，其跨徑L是164 m，矢高f是20 m，進(jìn)而得出其矢跨比f(wàn)/L為1/8，另外，其下弦拱軸線運(yùn)用二次拋物線。橋面凈寬為：9 m行車道以及2×1.25 m人行道。橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車-20級(jí)，掛車-100級(jí)，人群-2.5 kN/m2。

1.2 病害情況

某年業(yè)主對(duì)該橋梁工程進(jìn)行了一定的檢測(cè)，并發(fā)現(xiàn)其存在以下主要病害情況：(1)上弦桿、下弦桿均出現(xiàn)縱向、橫向開裂。(2)上弦板、下弦板底面都發(fā)生了不同程度的縱向開裂。(3)斜桿、豎桿表面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的開裂、網(wǎng)裂以及露筋病害。(4)立柱位置存在少量裂縫，同時(shí)還有露筋、麻面等病害。

2 桁式組合拱橋的構(gòu)造特點(diǎn)

對(duì)于桁式組合拱橋工程而言，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體表現(xiàn)在：上弦部分在墩頂與拱頂之間的相應(yīng)位置出現(xiàn)斷裂的問題，進(jìn)而造成裂縫的出現(xiàn)，但是，其下弦部位仍然處于連續(xù)的狀態(tài)，在這樣的狀態(tài)下，斷點(diǎn)至墩頂能夠當(dāng)做是懸臂桁架墩，然后借助于其來(lái)有效的支持橋梁中部的桁架拱，使得其可以形成一個(gè)拱。對(duì)于桁式組合拱橋而言，通過對(duì)其外觀進(jìn)行觀察，其帶有斜桿的箱形拱，防腐為上弦與下弦構(gòu)成了閉合箱的普通桁架拱，此外，其也與拱桁梁相似。然而，實(shí)際上，是具體的受力情況和箱形拱則不痛，普通的桁架拱與 拱珩量，與箱形拱橋相比，其桁式式結(jié)構(gòu)相對(duì)而言比較成熟。此外，在拱上建筑與主供圈聯(lián)合受力的情況下，其整體性能相對(duì)而言較好，縱橫方向的剛度也十分的明顯，穩(wěn)定性也有著較好的保證。和普通的桁架拱橋?qū)Ρ?，拱腳受力情況較為穩(wěn)定，同時(shí)，在其斷縫位置桁片高度比較適中，能夠保證其橫向的穩(wěn)定性。與拱桁梁橋?qū)Ρ?，上弦拉力相?duì)而言比較小，因此，其可以有效的節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼筋的使用。另外，由于桁式組合拱橋有著非常優(yōu)異的拱上建筑聯(lián)合作用，其受力相對(duì)而言較為均勻。所以，任意一個(gè)桿件都能夠使用不大的斷面尺寸，同時(shí)還能夠減輕橋梁結(jié)構(gòu)本身的重量。

3 桁式組合拱橋常見病害分析

對(duì)于我國(guó)目前的桁式組合拱橋工程來(lái)說(shuō)，其常見病害主要有以下幾種：在橋梁的受力構(gòu)件當(dāng)中，往往很容易出現(xiàn)混凝土空洞、露筋與銹蝕等問題。此外，在橋梁下弦邊箱與斜桿橫向聯(lián)系梁等構(gòu)件有著露筋與保護(hù)層太大的問題。在橋梁結(jié)構(gòu)的接縫位置出現(xiàn)空洞與露筋等問題，同時(shí)，在上弦和下弦的頂部以及底板，也很容易出現(xiàn)縱向裂縫與斜裂縫問題的出現(xiàn)，這些問題的存在在很大程度上影響著橋梁結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。另外，在橋梁的部分位置也有著較為明顯的橫向裂縫，盡管其還沒有貫通，然而，卻在很大程度上影響著結(jié)構(gòu)的豎向剛度。在下弦拱箱內(nèi)部的橫隔板位置有著十分嚴(yán)重的裂縫問題，這在很大程度上影響著橋梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度。橋面有著非常多的裂縫，其完整性受到了非常嚴(yán)重的影響。

4 病害成因分析

4.1 上弦板、下弦板出現(xiàn)縱向開裂

對(duì)于此橋梁工程中存在的上弦板、下弦板出現(xiàn)縱向開裂現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是是由于橋梁的上弦板與下弦板的厚度相對(duì)而言比較薄，同時(shí)，其在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)而言比較低，混凝土的強(qiáng)度也不是很高，這就直接造成了橋面剛度的下降。另外，近幾年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高、橋梁負(fù)荷逐漸增加，特別是在超載車輛的影響下，橋梁上弦板與下弦板都出現(xiàn)了不同程度的裂縫，如果不能夠做到第一時(shí)間對(duì)這些已經(jīng)形成的裂縫進(jìn)行處理，將有可能導(dǎo)致整個(gè)面板的破碎，造成橋面坑洞問題的出現(xiàn)，并對(duì)該橋梁上行車的安全造成嚴(yán)重的影響。

4.2 豎桿、斜桿出現(xiàn)環(huán)狀橫向裂縫

通過桁式組合拱橋動(dòng)力結(jié)構(gòu)的分析可以知道，此類橋梁的振動(dòng)頻率相對(duì)而言是比較小，這也間接表明此橋梁的剛度不是很大，同時(shí)，對(duì)于此種類的桁式組織拱橋有很大一部分都是通過拼接技術(shù)建造而成的，相對(duì)而言，這種橋梁的整體性能不是很強(qiáng)，抗震性能不是很高。另外，當(dāng)超載車輛在此橋梁通過的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致橋梁發(fā)生較為嚴(yán)重的振動(dòng)，造成各種裂縫的出現(xiàn)。

4.3 上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫

對(duì)于此橋梁工程中存在的上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫現(xiàn)象，其主要是因?yàn)榻鼛啄陙?lái)車輛荷載的不斷提高，使得原先按照老設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)的橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，進(jìn)而使其出現(xiàn)不同程度的裂縫。所以，對(duì)于此種類型的裂縫，應(yīng)在經(jīng)過及時(shí)的檢測(cè)操作之后，進(jìn)行必要的加固維修工作，從而避免較大交通事故的發(fā)生。

5 相應(yīng)的加固措施

5.1 對(duì)于上弦桿、下弦桿、上弦板、下弦板出現(xiàn)較多的裂縫病害

對(duì)于此橋梁工程中存在的上弦桿、下弦桿出現(xiàn)橫向及縱向裂縫現(xiàn)象，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是由于近幾年我國(guó)正在不斷的提高橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)，這就直接導(dǎo)致了原本所涉及的橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)比較低，進(jìn)而使得其出現(xiàn)不同程度的中上弦桿、下弦桿、上弦板、下弦板處出現(xiàn)的較多裂縫病害現(xiàn)象，在遇到這種情況的時(shí)候，建議采取下列幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)辦法：通過粘貼熱扎扁鋼帶加固的收單，利用粘貼熱軋扁鋼帶的手段來(lái)展開橋梁的加固處理，需要注意的是，應(yīng)該使得熱軋鋼帶和裂縫正交，這樣一來(lái)，能夠防止裂縫的不斷擴(kuò)大，一般而言，需要在所有的熱軋鋼帶上面來(lái)對(duì)縱向錨孔進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，另外，在粘貼鋼板施工的過程當(dāng)中，必須要嚴(yán)格的執(zhí)行施工技術(shù)規(guī)范，進(jìn)而保證橋梁加固工程的施工質(zhì)量并使其滿足一定標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過來(lái)增加混凝土截面的手段來(lái)使得混凝土截面的剛度得以大幅度的提高，同時(shí)，其還能夠有效的抵抗外荷載的作用。

5.2 斜桿、豎桿產(chǎn)生的橫向及縱向裂縫

對(duì)于此橋梁斜桿、豎桿處出現(xiàn)的橫向以及縱向裂縫，可采用以下加固措施：采用粘貼纖維布的方式來(lái)進(jìn)行斜桿、豎桿的加固施工，通過此來(lái)使得豎桿與斜桿的截面抗力得以大幅度的增加，此外，其還能夠有效防止裂縫的不斷擴(kuò)大，在橋梁加固施工階段，要保證其外觀的平整性與清潔性。同時(shí)，還應(yīng)該確保其中不存在著任何的雜物與灰塵。對(duì)于斜桿與豎桿的裂縫，建議采取增加截面的方式對(duì)其進(jìn)行加固處理。然而，因?yàn)檫@種桿件所處的位置相對(duì)而言較為特殊，導(dǎo)致了通過這種方式進(jìn)行施工的時(shí)候，存在著非常大的難度，在具體的施工過程當(dāng)中并沒有得到較為廣泛的應(yīng)用，在加固階段，對(duì)寬度超過0.15 mm的裂縫應(yīng)該先進(jìn)行灌漿處理，對(duì)于寬度沒有達(dá)到0.15 mm的裂縫應(yīng)該積極采取有效的措施來(lái)對(duì)其進(jìn)行封閉處理，在具體的施工階段必須要嚴(yán)格的遵循相關(guān)的規(guī)范。

6 結(jié) 語(yǔ)

總之，在我國(guó)橋梁工程建設(shè)中，桁式組合拱橋是結(jié)合基本交通運(yùn)輸需求以及開發(fā)實(shí)用新技術(shù)而自行研發(fā)的橋梁類型。但經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的使用，該橋梁暴露出了越來(lái)越多的問題或病害，且這些病害或問題如果無(wú)法得到及時(shí)的加固，必然會(huì)給來(lái)往車輛和行人帶來(lái)嚴(yán)重的安全威脅，因此，一旦發(fā)現(xiàn)病害，主管單位必須及時(shí)組織對(duì)其進(jìn)行有效的技術(shù)加固修整，進(jìn)而全面保證橋梁的安全。

[1] 李繼松.桁式組合拱橋加固方法探討[J].黑龍江科技信息，2010，(14)：210.

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2015-08-28

U445.1

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1008-3383(2015)12-0107-01