刘善华 马骏骐 钱守泓 党继刚

(1.中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川德阳 618000;2.中石化西南分公司销售运行处，四川德阳 618000)

1 工程概况及病害

1.1 工程概况

位于德阳市德新镇的人民渠石拱桥建于1998年，为单跨桥。石桥总长10 m，跨径为4.2 m，桥宽5.0 m，净高1.5 m。目前石桥状况良好，能够通行车辆。但是因为石桥年代较久，需要对其进行加固处理，以满足通行重型汽车的需要。石桥的情况如图1所示。

图1 人民渠石拱桥情况

1.2 病害情况

1)石拱桥两端支座处出现纵向裂缝，裂缝宽3 mm，拱圈还有两条纵向裂缝，裂缝宽2 mm～3 mm。

2)桥面与公路连接处开裂下沉，出现坑槽破损。

1.3 病害原因分析

1)大量超重、超载车辆通过施加的超负荷荷载，使拱圈产生裂缝。

2)圬工砌体石料间砂浆不饱满，砂浆标号达不到要求。

3)桥面混凝土破坏，横向连接较差。

a.设计采用整体浇筑25 cm厚C30钢筋混凝土板加固，钢筋规格为Φ22@150，单层双向布设，其桥板长13 m，宽5 m;

b.桥板浇筑前需对原来桥面25 cm厚素混凝土层破除。

2 石拱桥计算

此石拱桥采用条石砌筑，历经常年的风化作用，受力性能降低，具体如何尚无法确定，所以先对此石拱桥利用有限元进行受力分析，按照此桥承受80 t的水泥罐车重量，对其进行建模计算。

计算过程中把石拱桥划分为8个有限单元，如图2所示，其几何参数见表1。

3 计算各点位移及推力

计算公式为式(1)，式(2):

图2 石拱桥有限元划分

表1 石拱桥模型参数表(弧长5.6 m)

按照等截面1.0 m×0.5 m计算，则:

表2 石拱桥各点推力计算

4 计算各点指定位置内力

计算公式为式(3)～式(5):

各点内力计算见表3。

表3 石拱桥各点内力计算

5 各截面承载力验算

石拱桥按照粗料石砌体考虑，石材等级为 Mu20，砂浆为M7.5，则:

截面尺寸按1 000 mm×500 mm考虑，各点受力计算公式为式(6)～式(9)。

则石拱桥各点承载力验算见表4。

表4 石拱桥各点承载力验算

6 计算结果分析

经抗弯、抗剪及抗压承载力计算，各截面抗压承载力均满足要求;而除第2截面的抗剪承载力不满足，特别是第5截面相差较大;抗弯承载力除第5截面不满足外其余各截面满足。

7 结语

由于该桥建成已超过12年，同时在两支座处出现有沿灰缝裂缝，若要按80 t重车安全通行1年以上，需对其进行加固处理，考虑到桥涵跨度较小，只需对桥面整体浇筑一层钢筋混凝土进行加固处理。

［1］周建庭.石拱桥加固改造技术［M］.北京：人民交通出版社，2008：3-65.

［2］崔 飞.桥梁参数识别与承载能力评估［D］.上海：同济大学，2000.

［3］刘立新.砌体结构［M］.第2版.武汉：武汉理工大学出版社，2003：29-46.