曹海洋
( 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院, 重慶 400074)
隨著漫長(zhǎng)的時(shí)間變化,加上多種因素的影響,新橋最后就變成了舊橋。隨著現(xiàn)在社會(huì)的前進(jìn)發(fā)展,人口的增多帶來了交通量的增大?,F(xiàn)在,小汽車已普遍的成為各家各戶必備的交通工具,加上運(yùn)輸物質(zhì)的重型汽車,就出現(xiàn)了超載這種情況,超載對(duì)橋梁造成了很大的危害。除此外,也有一些其他的原因。對(duì)那些舊橋梁進(jìn)行加固和改造可以保證交通的正常運(yùn)行,橋梁也有“改造、使用和老化”這三個(gè)階段的使用年限。公路橋梁的完工需要許多物資,所以費(fèi)用十分的高,因?yàn)樗诮煌ㄟ\(yùn)輸方面很重要,所以人們需要想許多的方法來保證運(yùn)輸方面的安全,在橋梁建造中,施工質(zhì)量是需要嚴(yán)格保證的。盡管做到了這樣,但是外界的因素還是會(huì)影響到公路橋梁的健康。然而,這是一個(gè)不能逆轉(zhuǎn)的進(jìn)程。就現(xiàn)在的狀況來看,要達(dá)到這個(gè)目的,還是很難的。
主拱圈和拱結(jié)構(gòu)是雙曲拱橋的兩個(gè)主要組成部分。主拱圈包括拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系構(gòu)件等。由于主拱的形狀在垂直和水平方向都呈弧形,所以叫雙拱橋?;麨榱愠伞昂汀绷銥槿椎膬蓚€(gè)階段,是需要經(jīng)驗(yàn)的過程中建設(shè)的主要拱?!盎麨榱恪钡囊馑际遣扇≌w分辨率為拱的一部分,拱波和組成的三部分主拱板分別進(jìn)行施工,然后在一起。第一個(gè)要求是分段預(yù)制拱肋、折疊拱肋和橫向接觸構(gòu)件框架,在預(yù)制拱肋混凝土上澆筑形成的拱波,最后在拱浪澆注混凝土拱板上,構(gòu)成主拱圈。因此,對(duì)于雙拱橋主拱,為組合截面。在水平方向上,拱波彎曲,一方面,不僅可以節(jié)省鋼材的消耗,而且還可以充分利用砌體的材料抗壓強(qiáng)度,另一方面,不僅可以提高剛度的部分,而且還節(jié)省砌體材料。
為了促進(jìn)交通發(fā)展,我國(guó)開始修建雙曲拱橋是在六七十年代這段時(shí)間內(nèi),但其不足之處在于:雙拱橋的施工不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì);在施工的質(zhì)量上,變化大;當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)不高,有點(diǎn)偏低;事實(shí)上,鋼筋用量太少等等。隨著目前的發(fā)展,交通流變大,車輛荷載也隨之增加,由于長(zhǎng)期超載和大流量的影響,基本上所有的雙曲拱橋都有不同的病害,有的雙曲拱橋病害嚴(yán)重,已被拆除重建,簡(jiǎn)單想想,這是最佳的方案,但是需要的投資非常大,如果橋位不變化的話,會(huì)造成持久的交通中斷結(jié)果。所以,對(duì)絕大多數(shù)雙曲拱橋來說,進(jìn)行加固和改造還是很有重要的意義。
由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,但隨著社會(huì)的發(fā)展,車流量增大己成為不可改變的事實(shí),車輛荷載也在增大,所以長(zhǎng)時(shí)間的超載行車便造成了橋梁的病害,導(dǎo)致了橋梁的破壞,影響了正常行車。我國(guó)的公路橋梁剛開始荷載標(biāo)準(zhǔn)不高,經(jīng)過修改了后,便得到了提高。除了那些在明國(guó)時(shí)期修建的標(biāo)準(zhǔn)低的橋梁外,在建國(guó)之后,經(jīng)歷了很多次的大改,但最后得到的結(jié)論是:公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)還是不高,以至于無法符合現(xiàn)在的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)。
自然災(zāi)害對(duì)橋梁的破壞方面來說,洪水和地震是影響最大的。橋梁的洪水災(zāi)害是非常大的,不僅發(fā)生了廣泛的地區(qū),而且發(fā)生的頻率也非常頻繁。泄洪橋主要表現(xiàn)在礫石河床存在于地下室的橋墩被沖空,導(dǎo)致地下室進(jìn)入橋墩懸空狀態(tài),形成傾斜,影響橋梁的安全;還有就是原來的河床比較寬,因?yàn)闃蚩资艿搅藟嚎s,水流與橋孔沒有之前的順,經(jīng)常會(huì)發(fā)生洪水沖垮橋頭的現(xiàn)狀,也有可能會(huì)沖斷橋頭兩端的路堤,影響了交通的正常運(yùn)行。
3.1.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
鋼筋混凝土層的橋梁,在正常情況下,舊橋先刪除,形成一個(gè)整體的原梁,從而提高主梁的性能(增加有效高度,增大截面抗壓強(qiáng)度)和改善荷載橫向分布系數(shù),進(jìn)一步完善承載能力的橋梁。因此,橋面加固法在梁橋加固中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.1.2 增大截面和配筋加固法
增大截面和配筋的方法是加固橋梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性的一種方法。增大梁底截面或邊截面增大尺寸,增加鋼的主要配筋量,從而提高梁的高度和抗壓強(qiáng)度,從而提高橋梁的承載力。增大截面和配筋的方法在梁橋和拱橋加固中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.2.1 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法就是把橋梁的基礎(chǔ)進(jìn)行加固,具體說,就是擴(kuò)大底面積。這種方法用于承載能力不足或者埋置很淺的基礎(chǔ),而且墩臺(tái)是磚石或者混凝土剛性實(shí)體的基礎(chǔ)。地基強(qiáng)度的驗(yàn)算才能確定擴(kuò)大基礎(chǔ)的面積。
3.2.2 增補(bǔ)樁基加固法
當(dāng)橋梁墩臺(tái)基底下面有軟土層或沒有到堅(jiān)硬土層時(shí),就會(huì)發(fā)生沉陷的情況;當(dāng)磚基礎(chǔ)的深度不夠時(shí),水流的沖刷會(huì)使樁發(fā)生傾斜。這些因素都會(huì)使橋梁的結(jié)構(gòu)受到影響,從而橋梁的使用及年限也受到了削減。采用增補(bǔ)樁基加固法可以增強(qiáng)樁基的穩(wěn)定性,在樁基的旁側(cè)打孔,把預(yù)制的混凝土樁打入,幫助原來的基礎(chǔ)一起承載。
本文對(duì)雙曲拱橋進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述,包括了它的產(chǎn)生、發(fā)展和現(xiàn)在的狀況。我們不僅知道了雙曲拱橋的構(gòu)造,也認(rèn)識(shí)到了在現(xiàn)實(shí)中的狀況。對(duì)那些危舊雙曲拱橋進(jìn)行了分析,包括病害成因和受力的情況,總結(jié)出了一些行之有效加固的方法。對(duì)雙曲拱橋進(jìn)行安全評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)是:檢測(cè)它的撓度??此欠穹弦髞泶_定橋梁的健康狀況。其中,提出了一種綜合加固方法,即:把拱上面的建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的改變,以及局部對(duì)主拱圈進(jìn)行加大,把這些方法結(jié)合在一起加固,可以滿足我們的預(yù)期目的。在加固完成后,進(jìn)行了荷載試驗(yàn)的驗(yàn)證,結(jié)果說明了這種加固方法實(shí)用可行,而且效果也十分顯著。這對(duì)以后的橋梁加固起到了促進(jìn)作用,值得廣泛推廣和運(yùn)用。
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