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双曲拱桥的检测和健康评估

2018-03-31曹海洋

四川水泥 2018年3期
关键词:拱圈桩基出版社

曹海洋

( 重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074)

随着漫长的时间变化,加上多种因素的影响,新桥最后就变成了旧桥。随着现在社会的前进发展,人口的增多带来了交通量的增大。现在,小汽车已普遍的成为各家各户必备的交通工具,加上运输物质的重型汽车,就出现了超载这种情况,超载对桥梁造成了很大的危害。除此外,也有一些其他的原因。对那些旧桥梁进行加固和改造可以保证交通的正常运行,桥梁也有“改造、使用和老化”这三个阶段的使用年限。公路桥梁的完工需要许多物资,所以费用十分的高,因为它在交通运输方面很重要,所以人们需要想许多的方法来保证运输方面的安全,在桥梁建造中,施工质量是需要严格保证的。尽管做到了这样,但是外界的因素还是会影响到公路桥梁的健康。然而,这是一个不能逆转的进程。就现在的状况来看,要达到这个目的,还是很难的。

1 双曲拱桥的简单介绍

1.1 双曲拱桥的发展

主拱圈和拱结构是双曲拱桥的两个主要组成部分。主拱圈包括拱肋、拱波、拱板和横向联系构件等。由于主拱的形状在垂直和水平方向都呈弧形,所以叫双拱桥。化整为零成“和”零为全套的两个阶段,是需要经验的过程中建设的主要拱。“化整为零”的意思是采取整体分辨率为拱的一部分,拱波和组成的三部分主拱板分别进行施工,然后在一起。第一个要求是分段预制拱肋、折叠拱肋和横向接触构件框架,在预制拱肋混凝土上浇筑形成的拱波,最后在拱浪浇注混凝土拱板上,构成主拱圈。因此,对于双拱桥主拱,为组合截面。在水平方向上,拱波弯曲,一方面,不仅可以节省钢材的消耗,而且还可以充分利用砌体的材料抗压强度,另一方面,不仅可以提高刚度的部分,而且还节省砌体材料。

1.2 双曲拱桥的现状

为了促进交通发展,我国开始修建双曲拱桥是在六七十年代这段时间内,但其不足之处在于:双拱桥的施工不能充分发挥其优势;在施工的质量上,变化大;当时设计的荷载标准不高,有点偏低;事实上,钢筋用量太少等等。随着目前的发展,交通流变大,车辆荷载也随之增加,由于长期超载和大流量的影响,基本上所有的双曲拱桥都有不同的病害,有的双曲拱桥病害严重,已被拆除重建,简单想想,这是最佳的方案,但是需要的投资非常大,如果桥位不变化的话,会造成持久的交通中断结果。所以,对绝大多数双曲拱桥来说,进行加固和改造还是很有重要的意义。

2 双曲拱桥的病害原因

2.1 设计标准低不能达到车辆荷载的要求

由于设计标准低,但随着社会的发展,车流量增大己成为不可改变的事实,车辆荷载也在增大,所以长时间的超载行车便造成了桥梁的病害,导致了桥梁的破坏,影响了正常行车。我国的公路桥梁刚开始荷载标准不高,经过修改了后,便得到了提高。除了那些在明国时期修建的标准低的桥梁外,在建国之后,经历了很多次的大改,但最后得到的结论是:公路桥梁荷载标准还是不高,以至于无法符合现在的汽车荷载标准。

2.2 洪水、地震自然灾害引起桥梁的破坏

自然灾害对桥梁的破坏方面来说,洪水和地震是影响最大的。桥梁的洪水灾害是非常大的,不仅发生了广泛的地区,而且发生的频率也非常频繁。泄洪桥主要表现在砾石河床存在于地下室的桥墩被冲空,导致地下室进入桥墩悬空状态,形成倾斜,影响桥梁的安全;还有就是原来的河床比较宽,因为桥孔受到了压缩,水流与桥孔没有之前的顺,经常会发生洪水冲垮桥头的现状,也有可能会冲断桥头两端的路堤,影响了交通的正常运行。

3 双曲拱桥的加固和改造技术

3.1 上部结构的加固和改造技术

3.1.1 桥面补强层加固法

钢筋混凝土层的桥梁,在正常情况下,旧桥先删除,形成一个整体的原梁,从而提高主梁的性能(增加有效高度,增大截面抗压强度)和改善荷载横向分布系数,进一步完善承载能力的桥梁。因此,桥面加固法在梁桥加固中得到了广泛的应用。

3.1.2 增大截面和配筋加固法

增大截面和配筋的方法是加固桥梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性的一种方法。增大梁底截面或边截面增大尺寸,增加钢的主要配筋量,从而提高梁的高度和抗压强度,从而提高桥梁的承载力。增大截面和配筋的方法在梁桥和拱桥加固中得到了广泛的应用。

3.2 下部结构的加固和改造技术

3.2.1 扩大基础加固法

扩大基础加固法就是把桥梁的基础进行加固,具体说,就是扩大底面积。这种方法用于承载能力不足或者埋置很浅的基础,而且墩台是砖石或者混凝土刚性实体的基础。地基强度的验算才能确定扩大基础的面积。

3.2.2 增补桩基加固法

当桥梁墩台基底下面有软土层或没有到坚硬土层时,就会发生沉陷的情况;当砖基础的深度不够时,水流的冲刷会使桩发生倾斜。这些因素都会使桥梁的结构受到影响,从而桥梁的使用及年限也受到了削减。采用增补桩基加固法可以增强桩基的稳定性,在桩基的旁侧打孔,把预制的混凝土桩打入,帮助原来的基础一起承载。

4 双曲拱桥的未来展望

本文对双曲拱桥进行了简单的描述,包括了它的产生、发展和现在的状况。我们不仅知道了双曲拱桥的构造,也认识到了在现实中的状况。对那些危旧双曲拱桥进行了分析,包括病害成因和受力的情况,总结出了一些行之有效加固的方法。对双曲拱桥进行安全评估的标准是:检测它的挠度。看它是否符合要求来确定桥梁的健康状况。其中,提出了一种综合加固方法,即:把拱上面的建筑物进行结构体系的改变,以及局部对主拱圈进行加大,把这些方法结合在一起加固,可以满足我们的预期目的。在加固完成后,进行了荷载试验的验证,结果说明了这种加固方法实用可行,而且效果也十分显著。这对以后的桥梁加固起到了促进作用,值得广泛推广和运用。

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