(重慶交通大學(xué)　重慶　400041)

前言

橋梁作為連接兩地的重要交通樞紐，必須做到使用時(shí)的安全快捷，減去人們行車途中的擔(dān)憂。在我國(guó)現(xiàn)有的橋梁里面，石拱橋憑借著它適應(yīng)地理、取材方便、造價(jià)較低且成橋形態(tài)雄偉、震撼人心等優(yōu)點(diǎn)，成為我國(guó)初期橋梁建造時(shí)的第一選擇。

一、石拱橋上部結(jié)構(gòu)探究

(一)主拱圈開(kāi)裂

主拱圈開(kāi)裂是石拱橋非常容易出現(xiàn)的病害，其中橫向開(kāi)裂大多數(shù)產(chǎn)生于拱頂?shù)牡锥艘约肮澳_的上端，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)在拱壁產(chǎn)生裂縫。造成原因是主拱圈建造時(shí)橫截面積太小、建筑材料(如砌石)強(qiáng)度不足、地基出現(xiàn)了下移、橋墩或橋臺(tái)產(chǎn)生了橫向滑移、拱圈的預(yù)設(shè)不合理以及施工技術(shù)不過(guò)關(guān)等。主拱圈的安全與否往往與橋梁的整體安全有著密切的聯(lián)系，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)必須盡快進(jìn)行處理。

(二)腹拱圈開(kāi)裂

腹拱圈出現(xiàn)開(kāi)裂是非常常見(jiàn)的情況，但這并不意味著其可以忽視，它產(chǎn)生的危害可能比主拱圈開(kāi)裂更嚴(yán)重。它的產(chǎn)生一般是由于以下幾點(diǎn)：腹拱處產(chǎn)生了太大的推力；施工隊(duì)伍水平不高在施工時(shí)就出現(xiàn)了裂縫；腹拱與墻體連接處的銜接沒(méi)有處理后，導(dǎo)致材料出現(xiàn)破壞而產(chǎn)生開(kāi)裂;聯(lián)拱作用的出現(xiàn)使拱上建筑產(chǎn)生了內(nèi)力使其出現(xiàn)破壞。

(三)拱上側(cè)墻破損

位于石拱橋兩側(cè)的拱上側(cè)墻是對(duì)主拱圈及其下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)的部件，但由于其長(zhǎng)期受到荷載的橫向推力使其容易出現(xiàn)外鼓現(xiàn)象，且由于雨水的沖刷使其填料流失，出現(xiàn)破損現(xiàn)象。

二、石拱橋下部結(jié)構(gòu)探究

(一)橋梁基礎(chǔ)存在的問(wèn)題

1.基礎(chǔ)簡(jiǎn)述。深層基礎(chǔ)，往往指嵌入式巖石或埋藏較深的地方。其強(qiáng)度、變形以及穩(wěn)定性一般可以滿足設(shè)計(jì)的要求。淺基礎(chǔ)，因?yàn)槁裨O(shè)深度低、構(gòu)造不復(fù)雜、施工容易且成本低廉,是建造結(jié)構(gòu)時(shí)經(jīng)常使用的形式。沉降，尤其是不均勻沉降的出現(xiàn)將導(dǎo)致橋梁整體出現(xiàn)非常大的病情,必須防止這種情況的發(fā)生。

2.基礎(chǔ)滑移和傾斜。(1)基地因?yàn)楹樗念l繁侵蝕而引起滑坡,需要準(zhǔn)確確定洪水的洗刷層度。(2)橋臺(tái)的主動(dòng)土壓力設(shè)計(jì)不合理,讓橋臺(tái)出現(xiàn)前傾。(3)當(dāng)基礎(chǔ)出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí)，沉井和樁也可能隨之一起移動(dòng)，從而導(dǎo)致橋臺(tái)出現(xiàn)傾斜。樁基礎(chǔ)的抗滑移作用是最明顯的。

(二)墩臺(tái)的缺陷

橋墩以及橋臺(tái)是橋體上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)中間的構(gòu)造物,是下部結(jié)構(gòu)主要的組成部分,一般使用圬工材料。橋墩以及橋臺(tái)因?yàn)樽陨碛糜趶纳系较逻\(yùn)輸荷載的作用,使得在上部結(jié)構(gòu)受到外力的突然作用以及基礎(chǔ)產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)會(huì)第一時(shí)間做出反應(yīng)，特別是當(dāng)基礎(chǔ)出現(xiàn)了不均勻沉降、滑動(dòng)、傾倒等情況時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致墩臺(tái)因此而受到巨大的破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至使得橋體坍塌。

三、石拱橋橋面鋪裝探究

路面上常見(jiàn)的橋面鋪裝問(wèn)題有：與結(jié)構(gòu)物連接處存在著高低差、鼓包、擁包、凹槽、泛油以及橋面開(kāi)裂等。

(一)粘結(jié)層剪切破壞

粘結(jié)層剪切破壞是一種特殊的破壞形式，一般只存在于橋面的表層處。粘結(jié)層破壞往往會(huì)使得鋪裝層與橋面板相互分離，使得鋪裝層由于缺少足夠的約束而產(chǎn)生剪切破壞，導(dǎo)致其無(wú)法維修，只能進(jìn)行重新鋪裝，浪費(fèi)了大量的財(cái)力物力，且對(duì)交通產(chǎn)生極大的影響。

(二)鼓包破壞

鼓包一般是因?yàn)闇囟冗^(guò)高而產(chǎn)生的。橋面板與鋪裝層中間存在著許多施工過(guò)程中產(chǎn)生的油漬以及水體，這些物質(zhì)在受到高溫作用后變成氣體，但因?yàn)闅怏w不能被消除，使得體積進(jìn)一步變大直至出現(xiàn)鼓包破壞。

(三)裂縫破壞

裂縫一般是由于車輛產(chǎn)生的外力過(guò)大或橋面長(zhǎng)時(shí)間處于較大加載情況下而產(chǎn)生的，它的成因與橋梁的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。

四、維修與加固

(一)上部結(jié)構(gòu)加固

1.實(shí)腹式石拱橋加固。當(dāng)石拱橋主拱圈拱軸線出現(xiàn)了改變、主拱圈出現(xiàn)破裂以及其它可能令橋體承載能力下降或某些重要功能喪失時(shí)可以使用鋼筋混凝土復(fù)合主拱圈加固法。

2.空腹式石拱橋加固。一般為沿著主拱圈及其兩側(cè)的構(gòu)造物加載鋼筋混凝土套箍形成復(fù)合主拱圈。由于復(fù)合主拱圈的協(xié)調(diào)變形使得橋梁的承載能力得到相應(yīng)的提高。

3.其他上部結(jié)構(gòu)加固。對(duì)于橋梁裂縫維修的一般方法為：表面封閉修補(bǔ)法，針對(duì)縫寬在0.15mm以內(nèi)的裂縫，有填縫法、噴漿法以及加箍法等；表面黏貼修補(bǔ)法，有黏貼玻璃布法、黏貼鋼板法；壓力灌漿修補(bǔ)法，針對(duì)縫寬大于0.15mm的裂縫，有水泥灌漿修補(bǔ)法以及化學(xué)灌漿修補(bǔ)法。

(二)下部結(jié)構(gòu)加固

相較于上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的飛速發(fā)展，下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)雖然不少，但仍需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。當(dāng)前常用的加固方法有：蓋梁—采用施加體外預(yù)應(yīng)力、增大截面等方法；墩柱—采用增大截面、鋼套管內(nèi)灌混凝土等方法；臺(tái)身—采用外包鋼筋混凝土套箍、更換臺(tái)后填土等方法；基礎(chǔ)—采用增大基礎(chǔ)底面積、增大樁頭面積增加基樁等方法；地基—采用高壓旋噴注漿、土體注漿等方法；基礎(chǔ)沖刷—采用上游設(shè)導(dǎo)流壩、下游設(shè)攔砂壩等方法加固。另在進(jìn)行橋臺(tái)的套箍加固時(shí)，套箍的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不能低于C25，且其配筋率在0.4%以上。

(三)橋面鋪裝維修措施

根據(jù)橋面板不同情況下產(chǎn)生的破壞，其與之相對(duì)的處理辦法如下：在極大外力施加下引發(fā)的橋面板破壞—對(duì)橋面板的版面進(jìn)行維修加固并對(duì)過(guò)往車輛載重進(jìn)行調(diào)控；長(zhǎng)時(shí)間受到較強(qiáng)沖擊力引發(fā)的橋面板破壞—修補(bǔ)橋鋪后，對(duì)伸縮縫、變形縫等裝置進(jìn)行經(jīng)常性檢查與維修，并對(duì)嚴(yán)重的部位進(jìn)行更換；由于設(shè)計(jì)承載力不足引發(fā)的橋面板破壞—對(duì)橋面板進(jìn)行加固，情況嚴(yán)重者可以考慮更換橋面板；由于施工質(zhì)量較差引發(fā)的橋面板破壞—對(duì)橋面板進(jìn)行重新澆筑，情況嚴(yán)重者可以考慮更換橋面板；由于橋面板的剛度較低引發(fā)的橋面板破壞——加固橋面板從而使橋面板的剛度得到提升；由于支承梁或地基的不均勻沉降出現(xiàn)附加彎矩作用使橋面板破壞——加橫隔梁、并對(duì)橋面板進(jìn)行加固。

五、結(jié)論

作為中國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)橋型的石拱橋，在我國(guó)交通建設(shè)發(fā)展上占據(jù)著及其重要的地位。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，多數(shù)橋已經(jīng)變成舊橋危橋，因此，科學(xué)開(kāi)發(fā)應(yīng)用石拱橋的加固改造技術(shù)并充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將具有十分廣闊的發(fā)展前景和戰(zhàn)略意義。