調整拱軸線與加大拱肋截面法綜合加固某雙曲拱橋

田 杰

（常德市公路工程總公司，湖南 常德 415000）

調整拱軸線與加大拱肋截面法綜合加固某雙曲拱橋

田 杰

（常德市公路工程總公司，湖南 常德 415000）

某大橋為雙曲拱，經現場檢測各項指標，不滿足現行荷載等級要求。經過調整拱軸線與加大拱肋截面法綜合加固處理后，對加固效果進行荷載試驗，加固后結構剛度明顯提高，拱腳截面最大負彎矩工況四分點最大撓度減少32.7%，拱頂最大正彎矩工況拱頂最大撓度減少37.1%，整體加固效果明顯。

加大拱肋截面；調整拱軸線；加固；雙曲拱橋

0 工程概況

某雙曲拱橋，主橋為 2×40m（凈）的等截面懸鏈線雙曲拱橋，矢高6.67m，全長128.0m；橋面寬度：凈7.0m+2×0.50m（人行道）；下部構造為圬工重力式墩臺。1974年11月動工，1976年5月竣工。原設計荷載無從考證。

1 大橋的主要病害

經過外觀檢測與評定，大橋主要病害見表1：

表1 全橋主要病害

2 加固方案設計與施工注意事項

2.1 維修加固主要思路

該橋主拱圈大部分損壞嚴重，主拱圈拱頂附近三分之一區域拱肋超過一半以上進入受拉區，裂縫寬度達 0.45mm以上，拱軸線與壓力線偏離嚴重，拱腳基礎有變位，單方面加固主拱圈無太大意義[1-2]，經綜合考慮加固方案，首先減少壓力線與拱軸線偏離采用調整該橋整體拱軸線，使主拱圈實際壓力線盡量與有效主拱圈形心軸吻合，減少偏心矩，加固重點為拱上建筑；拱肋采用加大截面法來提高結構剛度與承載力。

2.2 維修加固內容

①橋面系及拱腹填料：擬拆除原有拱腹填料砂礫，用C20小石子混凝土砌片石做拱上填料找平至拱圈頂面，重新澆筑15cm厚C40鋼筋砼橋面鋪裝。只要保證拱頂或腹拱頂厚度30cm，盡可能降低橋面標高，盡可能對橋面卸載。②欄桿：全橋護欄破壞比較嚴重，擬拆除所有欄桿和人行道改做防撞欄桿。③拱波：裂縫采用環氧樹脂灌漿法封閉。④腹拱：裂縫采用環氧樹脂灌漿法封閉，開裂嚴重的采用鋼筋砼補強腹拱拱圈。⑤拱肋、橫梁：局部露筋進行封閉、修補。加大拱肋截面，提高其承載力。改橫系梁為橫隔板，加強橋的橫向整體性。⑥拱腳：采用鋼筋混凝土從拱腳補強至橋跨第三個立柱（橫墻）。⑦橋臺裂縫、拱上側墻：橋臺側墻及拱上側墻裂縫采用環氧膠泥填塞加固，增加整體性能。⑧基礎沖刷的處理：對于被沖刷的墩臺采用C20砼填實。⑨橋臺位移與沉降：采用壓漿泵壓漿封閉。⑩立柱（橫墻）：局部露筋進行封閉、修補。鑿除存在缺陷、松動的混凝土，鑿毛周圍的老混凝土，用鋼絲刷清除裸露鋼筋表面上的鐵銹，進行防銹處理，再用環氧膠泥修補。用鋼筋混凝土外包法進行補強。最后，錐坡修整。局部松動的漿砌片石，鑿掉重砌；裂縫用高標號砂漿封閉，增加整體性。

2.3 施工要點及注意事項

（1）鑿除橋面鋪裝時，應從每孔中央向兩頭同時進行，鑿除的速度應持同步，且兩孔同時進行；拆除欄桿時，兩邊要注意對稱同步；人行道拆除時，應從每孔中央向兩頭同時進行，而且兩邊要注意對稱；更換橋面鋪裝和拱頂填料時一定對稱進行。

（2）橋臺側墻及前墻、腹拱立墻斜裂縫采用環氧膠泥進行填塞處理，即沿縫用人工或風鎬鑿成“V”型槽，寬度約5～10㎝，深約3～5㎝，并清除槽內混凝土和其它雜物，然后向槽內填塞環氧膠泥，環氧膠泥配比為：環氧樹脂 E-44（6101）：乙二胺：鄰苯二甲酸二丁脂：水泥=100：10：20：400。

（3）對拱肋、橫梁、拱肋等局部混凝土破損、剝落和露筋進行科學的處理。

（4）對腹拱圈以及拱波水平裂縫壓漿的處理方法：本橋裂縫采用環氧樹脂壓漿修補，即采用環氧樹脂砂漿對缺陷表面補平，對其內部深處裂縫用壓力施灌環氧樹脂膠填充。

3 加固前后效果試驗對比

3.1 靜載試驗

大橋通過調整拱軸線法與加大截面法，加固前后，共動用20t重車4輛，進行了二種工況的靜載試驗，試驗結果如下：①工況Ⅰ：拱腳截面最大負彎矩，各點變形見表2。

表2 撓度值

②工況Ⅱ：拱頂最大正彎矩，各點變形見表3。

表3 撓度值

從表2、表3可以看出，加固后的撓度實測值與加固前的撓度實測值相比，拱腳截面最大負彎矩四分之一點最大撓度減少 0.97mm，約占32.7%，拱頂最大撓度減少1.17mm，約占43.5%；拱頂最大正彎矩四分之一點最大撓度減少0.52mm，約占25.2%，拱頂最大撓度減少2.08mm，約占37.1%。整體加固效果明顯。

3.2 動測試驗

經加固處理后全橋結構剛度明顯增加，一階自振頻率加固前、后分別為2.83Hz、4.14Hz。表明一階自振頻率明顯提高，說明調整拱軸線法與加大截面綜合加固法切實可行。

4 結束語

綜上，該橋使用年限已久，經檢測已不滿足現行荷載等級要求。為該橋主拱圈采用改變拱肋截面型式和調整拱軸線綜合加固法，處理完工后，進行荷載試驗評定了該橋加固效果，發現該橋加固前后結構剛度與強度明顯提高，收到了良好的社會和經濟效果。

[1]薛浩偉.雙曲拱橋加固方式研究[J].湖南城市學院學報，2015，24(3)：24-26

[2]周志祥，賀鵬，趙燦暉.大跨度雙曲拱橋維修加固研究[J].重慶交通學院學報，2004，23(3)：1-4.

A Hyperbolic Arch Bridge reinforcement

TIAN Jie
(Changde highway engineering corporation Hunan Changde 415000)

A bridge is a hyperbolic arch bridge,after testing,the indicators did not meet the requirements of the current load level.To adjust his arch axis and the increase of arch rib section after comprehensive treatment,obviously improve the structure stiffness,the arch foot section deflection of the maximum negative moment condition quartile reduced by 32.7%,vault vault the most-positive bending moment conditions decreased by 37.1%,the maximum deflection integral reinforcement effect is obvious.

Increase the arch rib section; Adjust the arch axis; Einforce; Hyperbolic Arch Bridge

U445

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.00

1672–7304(2016)01–00–0

（責任編輯：雷 君）

田杰（1979-），男，湖南桃源人，工程師，研究方向：公路工程施工和項目管理。