浅谈刚架拱桥加固方法

 

论文摘要：对上世纪80年代修建的载重为汽车—15级的单跨刚架拱的加固工程做简要介绍。从加固后的运行情况看加固工程经济实用，通行车辆安全、平稳。

 

 

0引言

 

 

绍兴袍江荷湖刚架拱桥建于1983年，为单孔跨径L0=40m的刚架拱桥，3片拱肋腿部插入拱座未做固结。桥宽为6m+2×0.2m，设计荷载为汽车—15级。矢跨比为1/8.5。

 

肋间横向搁置预制微弯板，其上现浇混凝土。

 

 

1病害情况与原因

 

 

1.1主要病害①微弯板：混凝土开裂较多，甚至碎落。②拱肋：在跨中下缘附近，有多处混凝土剥落、露筋、开裂。③横梁：主要在近拱脚处有混凝土剥落、露筋。④栏杆：损坏严重。

 

1.2病害原因分析①超载车辆行驶频繁，超过桥梁设计荷载。②施工时“三材”紧缺，各构件混凝土标号较低，配筋较少，构件单薄。③局部设计不合理。④使用时间已达20余年，缺少维护。

 

2设计计算分析

 

 

 

2.1计算方法参阅桥梁竣工图,本桥主拱腿仅插入拱座,未予固结,属于铰接。计算程序采用平面杆系结构有限单元法拱桥专用计算程序。①对称荷载作用同单拱，计算内容包括恒载、温度、位移产生的各截面内力。②非对称荷载作用，包括汽车、挂车等荷载，先计算各截面内力，然后对不平衡水平力，按变形协调原理进行分配，并求得各截面的单拱内力，即为所求。

 

2.2计算说明①恒载:除原恒载外,计入桥面拓宽部分原石、栏杆、横梁铺装等增加的恒载。②活载：两列汽车—20级或单列—100。③温度：安装时平均温度取10℃，当地最高气温为40℃，最低气温为—5℃，故按升温30℃，降温15℃考虑。④位移：拱脚水平位移，每个桥台为0.5cm。⑤横向分布：活载偏载影响，汽车—20级计入冲击系数后，横向分布系数为0.705，挂车—100横向分布系数为0.34。⑥内力组合及配筋计算：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的规定采用。

 

2.3计算内容先计算各节点的截面积、惯性矩、杆长、转角作为单元基本数据。再计算各截面在不同荷载与温度、位移分别作用下的内力。

 

2.4截面加固设计对照原竣工图，截面下缘配筋跨中14m长度范围，下缘加厚12cm，两侧各加厚6cm，截面增加配筋，增加数量为8φ25，在上弦杆接近大结点段的6m长度一段，在下缘加厚12cm，两侧各加厚6cm，增加配筋为4φ25，加上原配筋可满足受力要求。

 

3施工程序

 

跨中段拱肋上弦杆下缘的加固，是一项较为复杂的工作，常规的做法是在河床上布置满堂支架。这样，不仅支架多，而且常常由于支架下沉或被船只碰撞而变形，导致拱肋向下变位，影响工程质量。本工程利用原有构件作为支架，进行构件下缘的加固。具体做法如下。①拆除栏杆、缘石、桥面铺装层、悬臂板、微弯板及其上现浇混凝土层，上部结构仅保留主拱腿、实腹段、上弦杆与横梁。②安装支架与立模：在拱肋跨中段与上弦杆斜杆顶点大结点段，利用原有构件顶面支撑，安装支架与立模。③预制微弯板、栏杆、栏柱等。④拱肋与上弦杆加固：布筋、现浇混凝土。⑤悬臂板与缘石立模、布筋、浇注，同时进行微弯板安装。⑥现浇增设横梁与桥面铺装层。⑦安装栏杆。⑧修补裂缝。

 

4施工要点

 

4.1下缘加固原拱肋凿毛、去渣、清洗、凿孔。清渣、清洗要认真，立模现浇混凝土前对凿毛部分要洒水湿润，最好使用商品混凝土。商品混凝土不仅质量有保证，而且易流动，施工较易密实，对加固小范围浇灌混凝土特别有利。浇注时须用平板振捣器振实，否则易出现混凝土不密实，甚至有蜂窝、麻面、空洞现象，直接影响构件质量。

 

4.2裂缝修补将裂缝凿成“V”形槽并清洗，露筋处除锈后，涂抹YT—302加面剂。本工程采用的加面剂，为具有较强粘结力与抗渗性能的涂抹材料，分甲、乙两组分别盛在两个器具中，按甲：乙：水泥=1:3:4的配比，调成稀浆，用毛刷将胶浆涂抹于露筋及表面。水泥为无粗粒的42.5（R）水泥，使用前应过筛。

 

4.3横梁原有横梁厚度不仅薄而且又是空心，横梁太单薄是导致重车过桥晃动的主要原因，加固时，保留了原有横梁，每孔主拱腿上增设8道，斜杆上增设4道。横梁设置处布筋，现浇混凝土。以往，采用预制安装，现浇接头，在使用中接头处易开裂、脱开。横梁两侧竖向为拱肋长边，应垂直于拱肋长边。

 

 

5结语

 

本工程于2007年10月修复后，在正常汽车通行情况下至今完好无损，重车过桥时桥梁也不再晃动，运行情况较好。