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1、第八章第八章 拱桥加固方法拱桥加固方法第一节第一节 砖、石拱桥加固方法砖、石拱桥加固方法一、概述一、概述 砖、石拱桥的加固一般砖、石拱桥的加固一般可采用加固拱圈的可采用加固拱圈的方法来实现方法来实现。因砖石拱桥在我国数量较多，。因砖石拱桥在我国数量较多，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重，这里结合维修技术一并介绍。这里结合维修技术一并介绍。圬工拱桥的修复宜采用圬工拱桥的修复宜采用与原桥相同与原桥相同的建桥的建桥材料材料，青砖、料石、素混凝土、混凝土预青砖、料石、素混凝土、混凝土预制块等不宜掺杂使用制块等不宜掺杂使用。修复拱圈的。修复拱圈的合拢温合拢温度度
2、以以1020为宜。为宜。车辆通行时桥梁车辆通行时桥梁出现较大振动出现较大振动但其他情况但其他情况均较好时均较好时应考虑增大桥梁的刚度应考虑增大桥梁的刚度。当当采用加载、减载加固措施采用加载、减载加固措施时，时，必须考虑必须考虑对邻孔的影响及墩、台的偏心作用对邻孔的影响及墩、台的偏心作用。圬工拱桥圬工拱桥因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、加固措圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、加固措施有：施有：1）拱圈内腹及两侧出现大面积的严重风化剥落、拱圈
3、内腹及两侧出现大面积的严重风化剥落、灰缝脱落时，可先清除剥蚀面灰缝脱落时，可先清除剥蚀面，在灰缝内嵌入水，在灰缝内嵌入水泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂13cm厚的厚的M10以以上水泥砂浆。上水泥砂浆。喷浆可分喷浆可分23次进行次进行，每隔，每隔12日日喷一层，喷一层，并可加布一层钢丝网并可加布一层钢丝网，以增强喷涂层强，以增强喷涂层强度。度。2）若）若拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝，且且裂缝两侧有明显的高差，则应处理台墩裂缝两侧有明显的高差，则应处理台墩中的下沉问题中的下沉问题。同时可在缝内先压注水泥同时可在缝内先压注水泥砂浆或其他化学浆液，再用
4、水泥砂浆勾缝砂浆或其他化学浆液，再用水泥砂浆勾缝作为临时处理措施。作为临时处理措施。若裂缝继续发展若裂缝继续发展，可，可暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水泥混凝土内衬泥混凝土内衬。同时。同时应查明裂缝产生的原应查明裂缝产生的原因，采取相应的加固对策。因，采取相应的加固对策。3）若拱顶区段出现若拱顶区段出现l2道贯穿拱宽的裂缝，道贯穿拱宽的裂缝，缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的下降，则可作为墩台滑移或转动问题进行下降，则可作为墩台滑移或转动问题进行处理。处理。可用可用环氧树脂处理裂缝环氧树脂处理裂缝，在拱脚处在拱脚处加
5、设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静加设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静载，或对应地加重邻孔的静载载，或对应地加重邻孔的静载。4）若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和台后土压力过大台后土压力过大，此时，此时需减轻台后土压力，需减轻台后土压力，增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱顶和拱脚断面，使拱圈基本归位后再用环顶和拱脚断面，使拱圈基本归位后再用环氧树脂处理裂纹，并加以勾缝氧树脂处理裂纹，并加以勾缝。5）若）若墩台、基础情况基本正常，仅拱圈出墩台、基础情况基
6、本正常，仅拱圈出现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破坏现象坏现象，可考虑为劣质材料、施工质量欠可考虑为劣质材料、施工质量欠佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料，增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊负荷，并及时修复破损的拱圈负荷，并及时修复破损的拱圈。6）若拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁若拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁亦断裂亦断裂，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致，应以处理基础为主应以处理基础为主。先将裂缝处理并配合在帽梁、先将裂缝处理并配
7、合在帽梁、墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉后用砂浆加以覆盖。后用砂浆加以覆盖。也可在拱圈的跨中的也可在拱圈的跨中的14处加处加设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板宽宽68mm）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度13处，锚固处，锚固孔用膨胀水泥砂浆填塞孔用膨胀水泥砂浆填塞。因施工质量不良造成的顺因施工质量不良造成的顺桥方向裂缝，可采用环氧树脂等化学浆液进行修补，桥方向裂缝，可采用环氧树脂等化学浆
8、液进行修补，或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。7）若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段外凸外凸，可将变异部分挖出，清除修补面上可将变异部分挖出，清除修补面上的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于C30的混凝土的混凝土。四分点区段有轻微外凸拉直时四分点区段有轻微外凸拉直时，可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压人可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压人
9、1：2水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。当拱顶段出现下沉时当拱顶段出现下沉时，除钻孔压浆充填拱除钻孔压浆充填拱背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢丝网井喷涂丝网井喷涂25cm厚的水泥砂浆厚的水泥砂浆。8）若侧墙产生水平方向的分离，若侧墙产生水平方向的分离，则则应开挖应开挖拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料以及加厚侧墙断面以及加厚侧墙断面。如在垂直方向产生位如在垂直方向产生位移，移，则则可能是拱圈发生了较大变形，或跨可能是拱圈发生了较大变形，或跨径增大，在做好相应处理措施后对侧墙裂径增
10、大，在做好相应处理措施后对侧墙裂缝进行灌浆勾缝缝进行灌浆勾缝。9）若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生断裂或两肋分离断裂或两肋分离，除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝补强维修外，还可在肋的四分点至拱顶区段增设补强维修外，还可在肋的四分点至拱顶区段增设预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间的横向刚度。的横向刚度。肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产生轻微裂缝时生轻微裂缝时，可用环氧砂浆灌浆勾缝；可用环氧砂浆灌浆勾缝；严重的严重的或有继续发展趋势的，或有继续发展趋势的，可
11、用粗钢筋、型钢错入墩可用粗钢筋、型钢错入墩台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。10）若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象，可将肋可将肋脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩大肋脚断面；大肋脚断面；若肋间的墩台出现竖直裂缝若肋间的墩台出现竖直裂缝，可在裂，可在裂缝处粘锚钢筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽，外缝处粘锚钢
12、筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽，外用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；若若肋间的横向承重结构如拱波、微弯板等跨中出现断肋间的横向承重结构如拱波、微弯板等跨中出现断裂，裂，可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符合原设计的要求；合原设计的要求；若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势时，可用水泥砂浆时，可用水泥砂浆嵌人裂缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧
13、用环氧嵌人裂缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧用环氧砂浆嵌入勾缝。砂浆嵌入勾缝。若已设有伸缩缝若已设有伸缩缝，则可通过切锯排，则可通过切锯排除其中阻塞物体。除其中阻塞物体。若因墩台下沉变位而引发拱圈破若因墩台下沉变位而引发拱圈破坏，坏，则应重点考虑加固墩台。则应重点考虑加固墩台。干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈，可，可采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度，采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度，对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈必须通过翻修来提高承载力。必须通过翻修来提高承载力。二、加固方法二、加固方法 砖、石拱桥常用加固方法参见表
14、砖、石拱桥常用加固方法参见表8-1第二节第二节 双曲拱桥加固方法双曲拱桥加固方法 双曲拱桥是诞生于上世纪双曲拱桥是诞生于上世纪60年代的一种新年代的一种新型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、省料、便于施工等优点，很快在全国范围省料、便于施工等优点，很快在全国范围内得到了推广应用。然而，由于当时设计、内得到了推广应用。然而，由于当时设计、施工的经验不足及其他种种时代原因。施工的经验不足及其他种种时代原因。很很多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程度的损坏，亟待维修加固。度的损坏，亟待维修加固。经过桥梁工作经过桥梁工作者的长
15、期努力，双曲拱桥的维修、加固方者的长期努力，双曲拱桥的维修、加固方法已日趋成熟，现将其常见病害及维修、法已日趋成熟，现将其常见病害及维修、加固对策一并介绍。加固对策一并介绍。一、常见病害一、常见病害 双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见表表8-2。病病 害害说说 明明1墩台位移引起破坏墩台位移引起破坏双曲拱桥由于双曲拱桥由于自重较大自重较大，其相应水平推力也较大，当设计、，其相应水平推力也较大，当设计、施工不当时，往往施工不当时，往往易引起墩台的较大位移和沉降易引起墩台的较大位移和沉降。若位移和若位移和沉降较大，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋与拱波分离沉降较大
16、，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋与拱波分离，侧，侧墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害2拱肋强度不足拱肋强度不足引起承载能力降低引起承载能力降低 拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全部恒载和活载，部恒载和活载，是主要受力构件是主要受力构件。因此，。因此，当其抗弯强度和刚当其抗弯强度和刚度不足时，往往使承载能力降低度不足时，往往使承载能力降低，同时还会引起其他构件的，同时还会引起其他构件的损坏。损坏。3横向联系不足横向联系不足引起失稳引起失稳 双曲拱桥拱肋中设置横向联系粱是很重要的。双曲拱桥拱肋中设置横向联系粱是很重要的。当拱肋间无当拱肋间无横向联系时，横向联系时，在集中荷载在集中荷载(车辆荷载车辆荷载)作用下，作用下，各片拱肋的变各片拱肋的变形在线性方向是很不均匀的形在线性方向是很不均匀的。有横向联系的拱圈，各肋间变有横向联系的拱圈，各肋间变形比较均匀。形比较均匀。且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一致。一致。由于横向联系的
