淺談混凝土拱的加固

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1、淺談混凝土拱的加固淺談混凝土拱的加固摘耍：拱橋是人類最早也是最廣泛使用的橋型之一，但是隨著交通部門基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅速發(fā)展和運(yùn)輸量的大幅度增長，對(duì)于拱橋的加固研究也提出了更多的要求；而我國對(duì)CFRP加固拱橋的研究雖然也取得了一定的成果，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是對(duì)CFRP作為阻裂層和混凝土拱組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究更少，橋梁結(jié)構(gòu)由于運(yùn)營時(shí)間過長，出現(xiàn)各種各樣的老化損傷病害，需耍對(duì)其進(jìn)行加固，如杲我們能夠預(yù)先確定結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)域并對(duì)其進(jìn)行阻裂層加以輔助，就能大大提高建筑的結(jié)構(gòu)性能，這對(duì)于工程應(yīng)用具有重要的價(jià)值。關(guān)鍵詞:拱橋加固中圖分類號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0?拱橋的概念拱

2、橋是一種推力結(jié)構(gòu)。在豎向荷載作用下，拱腳處在產(chǎn)生豎向反力的同時(shí)，也產(chǎn)生水平推力，在拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，減少跨中的彎矩，使拱截面拉應(yīng)力削弱，這使得其跨越能力增大。正是這種結(jié)構(gòu)特性，拱橋建設(shè)使用材料為垢工材料，充分利用其抗拉強(qiáng)度差而抗壓性能好的的特點(diǎn)。從我國國情出發(fā)，拱橋便于就地取材、節(jié)省水泥等建筑材料、構(gòu)造簡單、承載能力大、造價(jià)低且維護(hù)少的優(yōu)點(diǎn)，更利于普及建設(shè)。1肋拱橋的發(fā)展情況從20世紀(jì)70年代以來，我國混凝土肋拱橋的建設(shè)跨徑在逐步增大，拱結(jié)構(gòu)型式及拱肋截血型式呈現(xiàn)多樣性發(fā)展。比較典型的有:1996年開始修建的主跨跨徑達(dá)312米的廣西邕寧邕江大橋（現(xiàn)名蒲廟大橋），

3、為中承式鋼管混凝土箱肋拱橋，其跨徑居當(dāng)時(shí)世界橋梁之最；1990年建成的跨徑為240米的四川宜賓小南門金沙江大橋，為中承式勁性鋼骨架鋼筋混凝土肋拱橋；1998年修建的跨徑達(dá)180米的廣西來賓磨東大橋，為上承式鋼筋混凝土箱肋拱橋；1995年建設(shè)的主跨為160米的四川攀枝花金沙江大橋，為中承式肋拱，兩單室箱肋。國內(nèi)修建的一些大跨徑鋼筋混凝土肋拱橋見表1.1所示。表1.120世紀(jì)我國建設(shè)的大跨徑混凝土肋拱橋情況2橋梁加固的緊迫性隨著世界各國交通網(wǎng)的日趨完善，新建公路、橋梁減少，而已建公路、橋梁的維修、加I古I工作正成為國家交通部門的工作重心。正所謂，大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施

4、建設(shè)過后，必然伴隨著數(shù)量巨大的維修、加固T作。對(duì)于不能滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸需求的橋梁，如果拆除重建，耗資巨大，周期長，需要中斷交通，冃產(chǎn)生的廢棄物遺留，不符合我國建設(shè)節(jié)約的國情。世界各國都把橋梁視為保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展的紐帶，竟和投入大量的人力、物力對(duì)存在病害的橋梁進(jìn)行維修、加固、改造,對(duì)所有橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，使其恢復(fù)承載力、提高荷載標(biāo)準(zhǔn)，加大使用年限，以此保證公路交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。3肋拱橋常見病害及成因肋拱橋典型病害及原因分析：1）拱肋開裂多發(fā)&在拱腳、跨中，以徑向裂縫多見。拱腳徑向裂縫是由負(fù)彎矩引起的，垂直于拱軸線向下延伸。跨中徑向裂縫是由正彎矩引起的，沿垂直方向向

5、上延伸。產(chǎn)生的徑向裂縫，只要沒有達(dá)到截面的中性軸，通過加固仍然可以繼續(xù)運(yùn)營。2）拱肋縱向裂縫的發(fā)工多由于橫向聯(lián)系薄弱造成。此時(shí)的荷載橫向分布不均，超過拱圈橫向抵抗強(qiáng)度,進(jìn)而引起縱向開裂。在縱向裂縫出現(xiàn)后，結(jié)構(gòu)的整體性變差，則結(jié)構(gòu)受力、變形不均，進(jìn)一步導(dǎo)致拱圈承載力下降。3）在雙曲拱橋中，拱肋與拱波結(jié)合處發(fā)生環(huán)向裂縫。拱腳附近的環(huán)向裂縫是由于拱肋、波結(jié)合面的抗剪能力較差，與拱腳抗剪能力差異明顯引起。拱頂附近環(huán)向裂縫的產(chǎn)生，是在拱肋受拉產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力時(shí)，拱波間的抗拉能力不足造成的。4）蓋梁或立柱出現(xiàn)剪切斜裂縫和橫向彎曲裂縫，其主要原因是由于變形不均勻的拱肋、拱上立柱

6、間比較弱的橫向聯(lián)系造成較接位置出現(xiàn)較大剪切應(yīng)力，引起斜裂縫出現(xiàn)并擴(kuò)展；再加上超載的出現(xiàn)，蓋梁跨中應(yīng)力過大的部位就容易出現(xiàn)彎曲裂縫。5）橋面出現(xiàn)橫向裂縫，其走向大致沿行車道板方向，?且多發(fā)生在橋面錢縫處，可能的原因是行車道板與縱梁間的砂墊層破壞或較縫質(zhì)量差。6）縱梁下緣開裂，導(dǎo)致此處破壞是由于行車重載及沖擊力大。肋拱橋發(fā)生損壞的原因是多方面的，其屮包括了勘察設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、自然環(huán)境以及運(yùn)營中的使用情況等因素，或單獨(dú)作用，或疊加重合作用，這影響到橋梁的使用功能，其安全性更應(yīng)該值得注意。4拱橋補(bǔ)強(qiáng)加固方法作為拱橋的主要承重構(gòu)件，主拱圈承受橋上的全部荷載，并傳遞到墩臺(tái)和

7、基礎(chǔ)。因此，拱橋的加固主要是圍繞主拱圈進(jìn)行的。鑒于目前橋梁加I古I方法和技術(shù)的多樣性，綜合分析后，從外部因素和內(nèi)部因素兩個(gè)角度對(duì)拱橋進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，以此提高主拱圈的承載力。①從外部因素角度看1）增大主拱圈的截面面積在荷載等級(jí)不變的情況下增大主拱圈截面，目的是為了較小主拱圈承受的拉應(yīng)力；進(jìn)一步說，即使荷載變化，也能使主拱圈材料性能保持在允許范圍內(nèi)，從而達(dá)到對(duì)主拱圈加固的目的。主要的加固方法有：在拱圈下緣加固、在拱圈上緣加固、在拱圈上下緣同吋加固。2）增加主拱圈的強(qiáng)度增加主拱圈的強(qiáng)度，一般通過粘貼加固，釆用環(huán)氧樹脂或建筑結(jié)構(gòu)膠等化學(xué)粘結(jié)劑把補(bǔ)強(qiáng)材料粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)表面

8、。一?般采用的方法有粘鋼