拱桥维修施工技术论文

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一、概论

我国拱桥的分类有很多，但是就其作用与意义上来说，我国的拱桥则主要以双曲拱桥和石拱桥为拱桥的主要代表。双曲拱桥是我国近年来始建与20世纪60年代的一种新型拱桥。石拱桥是一种原材料简单、造价成本较低、承载力较强且外观造型优美的拱桥，广泛应用于我国大部分地区。

二、拱桥存在的危险隐患及维修加固的意义

(一)我国石拱桥存在的危险隐患及危害

第一，拱桥的拱圈开裂。由于石拱桥的主要承重部分是主拱圈，如果拱圈开裂，会直接影响石拱桥的安全。拱桥在承重的情况下，容易出现各种不同的开裂。还有就是建筑材料选材的自身原因所造成的，如石块的选用的强度不达标，施工质量控制不严等造成强度不均匀，也容易造成石拱桥在使用过程中开裂。除此之外，如果原设计荷载较低(汽-13、汽-15)，再加上近些年来车辆超限超载现象严重，又或者有些石拱桥坡度比较大，建造的不对称，在外力的作用下也容易造成拱桥开裂，从而影响石拱桥的安全。第二，石拱桥的侧墙外倾或开裂。在石拱桥的使用过程中由于拱桥上的建筑材料在填料过程中不密实或者外力承受的负荷较大，从而容易导致由于侧墙的压力过大而致使侧墙的开裂。第三，桥面不够平整。第四，石拱桥的基础不均匀移动或沉降。石拱桥的上部结构是由石拱桥的基础部位直接承担的，经过一定时间的累积，当所承受的外部能力超过其负荷时，容易导致石拱桥的基础位移，从而导致构件的开裂。

(二)我国双曲拱桥存在的弊端及危害

双曲拱桥与石拱桥的危害大多相同，但是引起这些危害的原因却有所不同，主要表现在：第一，拱桥的拱上填料不足。拱上填料的不足容易导致排水不畅，从而引起桥面的破坏。第二，拱桥横向联系。拱桥横向联系不足容易引起结构的不稳定。第三，墩台的位移而导致的破坏，由于双曲拱桥有着自重较大的特点，因而其水平推力也会相应的增大，当承载力不足就容易出现下沉、断裂。第四，桥面栏杆的破坏。由于双曲拱桥的桥面缺乏稳定的层面，又在车辆的外力作用下，桥面容易破损。当桥面结构不均匀时，积水渗入填料中造成侧墙的破坏甚至塌落。

(三)对拱桥维修加固的意义

拱桥的建设对于改善我国的交通状况有着很大的作用，促进了我国经济的发展。但是由于目前大多数的拱桥年久失修，对安全产生着威胁，因而对拱桥的维修与加固，就显得十分重要，对改善我省我市的桥梁运行状况有着重要意义。

三、拱桥维修加固的主要施工技术

目前，国内外桥梁加固的方法主要是通过增大原桥结构尺寸或在结构表面粘贴高强材料等，从补强的角度对桥梁进行加固。通过内力调整，减小控制截面的弯矩，改善原桥结构的受力状况，提高桥梁自身的承载能力，延长桥梁的使用寿命。实践已经证明，对现有桥梁进行维修与加固，可恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，延长使用寿命，满足现代交通运输的需要，同时可节约大量的建设资金，缩短交通管制时间，收到良好的社会经济效益。在对拱桥维修加固之前，必须对各种方法考察，调研论证，分析，根据具体要求，现实环境等情况综合比较施工技术，选择合理的，经济的施工技术。主要加固的施工技术如下：

(一)拱桥上部结构的加固

第一，顶端推加固法。拱桥在超出自身负载的作用下，对基础桥台产生巨大的垂直力以及水平的推力，并产生台后填土的压缩和沉降，从而导致拱桥拱轴线的变化和拱顶下沉。顶推法加固的原理是：在桥跨一侧或两侧的拱脚处，安装传力结构(钢夹具或刚性横梁)，通过千斤顶，施加推力(千斤顶的型号根据桥跨结构自重确定)，并将千斤顶两夹具中间的拱肋凿离，在顶推过程中，测量并观察拱肋起拱及桥跨结构变化情况，直到达设计水平距离或拱上桥面出现裂缝，保持千斤顶压力在分离的拱肋间浇筑高标号环氧树脂砼，待砼形成强度，放松千斤顶压力，使桥拱轴线恢复。这种方法优点是使用维修材料较少、经济，缺点是技术难以掌握，需专业施工队。第二，加强横向联系维修加固法。当横向联系损坏或满足不了分布横向荷载的要求时，可采取增加横向剪刀撑及增加、加大横向联系梁的方式解决：增加剪力撑：一般适用于横向联系较差或向刚度较小的桁架拱桥。操作方法：在两拱肋间的拱脚处至五分点处加剪刀撑梁，梁的砼截面尺寸和配筋根据梁肋的大小来决定。剪力撑梁的钢筋需和肋的钢筋焊接，以加强接头的刚度。增加、加大横系梁：根据旧桥跨径的不同及原横向联系的完好程度，可采用增加横向联系，一般可增设3-5道，增加的横向联一般情况下，砼截面大于老横系梁，新增的要包裹拱肋。

(二)主拱圈的加固法

第一，加固墩台及基础。由于墩台或基础问题是拱桥缺陷引起的关键因素，可以采用钢筋混凝土对外部施加预应力等措施来对墩台和基础进行加固，以达到改善受力的状况、提高拱桥的整体承载力。第二，改变结构体系。利用连续作用的梁来改变结构的受力体系，改善结构的受力情况，以便提高桥梁的承载能力。第三，加固薄弱构件。对于桥上有严重缺陷的薄弱构件，通常采用新材料来达到增大主梁或主拱圈的截面的目的，用水泥浆来填裂缝或者用黏贴剂附加构件的方法来进行加固。

(三)锚喷混凝土加固方法

锚喷混凝土是借助于一种喷射机械，具有高速和高压的作用，可使混凝土紧密结合，形成整体。通过增加新的混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合是喷锚混凝土的加固原理。通过喷锚加固与原结构的紧密结合，不仅阻止了原结构的位移和开裂，同时也充分的发挥到了原结构的作用，可以共同承受外承载，有施工工期短、质量高而且投资成本低的特点。

(四)复合式加固方法

我们在实践中多采用复合加固方案,复合式加固方法就是在对于拱桥的维修中既加固上部又加固下部，对于石拱桥采取主拱圈套拱加固与桥面系维修加固相结合；对于双曲拱桥则多采取加大拱肋截面、增加并加大横向连接修复桥面系，即更换拱上填料、重做桥面或钢筋混凝土桥面。具体施工工艺则是首先是粘贴钢板。然后则是是浇筑三钢砼工。在实际工程中，粘贴钢板又可分为七个步骤。第一，环氧砂浆配制。在配置环氧砂浆时，先将树脂、稀释剂、增韧剂、水泥以及砂按一定比例混合均匀，然后加入一定量的固化剂，搅拌均匀后放置备用。第二步，主拱清面。清理石拱桥有相当难度，主要是因为经受了长期风化，表面坑坑洼洼、凹凸不平，为保证粘贴质量,应采用电动合金磨光机对粘贴表面全面打磨,将风化表层去除。第三，钢板除锈。钢板长期暴露在空气中，很容易锈蚀，为了确保粘贴效果，在粘贴前用专门配置的电动钢刷全面除锈,直到露出钢材金属光泽,并应及时刷环氧砂浆防护、粘贴。第四，清洗主拱、钢板表面。打磨完主拱表面和钢板后,应立即用丙酮进行清洗,以除去浮尘和杂质。第五，钻孔。先在主拱上放样,然后用电锤钻孔,钻孔位置务必要准确,误差应严格控制在2mm以内,以确保钢板安装要求。最后，粘贴钢板。钢板通常采用工厂加工制作、钻孔,运至现场后，先进行除锈、清洗处理，然后方可粘贴。粘贴时钢板除用螺栓压紧外,同时加支撑和用铁锤用力敲打,直到四周出胶为止,以保证钢板与拱圈、钢板与钢板密贴粘合,确保粘贴质量。浇筑三钢砼时，则需注意以下三点。首先，必须清除主拱圈拱背上面的浮渣和风化层,凿毛、冲洗干净。其次，按一定间距钻孔,灌环氧树脂胶浆,植入锚固钢筋,布设钢筋网.钢筋的直径根据受力需要确定.最小直径应不小于12毫米。三，浇筑砼,砼强度至少为C30。

(五)拱桥加固施工的注意事项

第一是防洪。由于拱桥加固都是在省公路局下达计划后，才开始实施的工程，施工时一定要注意北方特殊的气候条件，尽量避开5到9月主汛期安排施工，这个时间正是当地暴雨频繁的时间，因此，防洪是施工安全管理的重中之重。第二是拱桥加固时，满堂架的支架地基处理。由于对拱桥加固时，大多采用满堂架施工，而满堂架所要承受的重量包括，施工人员及拱圈混凝土的重量。因此，它的受力要经过计算，并对地基进行预压，以消除永久变形，然后对支架也要预压配重，边浇注混凝土边进行卸载，来消除支架的弹性变形。除此之外，还需注意锚筋的锚固、旧混凝土表面的处理、合龙及初凝期的交通控制等影响因素。

四、结语

总之，由于拱桥维修加固技术的不断发展，我们应该努力地研究拱桥维修加固的施工技术，不断的引进拱桥维修的新技术，学习新工艺，不断地提高拱桥维修的水平，减少工程的造价成本，并使拱桥维修加固得更加持久，坚固。在对桥梁进行加固后，不仅可以延长桥梁的使用寿命，减少资金的投入量，节省投资，使桥梁能够充分满足交通量的需求，并且也能够减轻桥梁投资的集中性,能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。但是，又由于拱桥维修加固工程的技术要求较多，故而难度也比较大，因而在实施的过程中具有一定的难度。所以，对于拱桥维修加固的工作必须选择有一定桥梁维修加固经验、富有较强责任心的、有施工专业的队伍承担。