桁式组合拱桥的常见病害和加固措施研究

王友明

(贵州省桥梁建设集团有限公司)



桁式组合拱桥的常见病害和加固措施研究

王友明

(贵州省桥梁建设集团有限公司)

近几年来，随着我国经济发展水平的不断提高，我国的桥梁建设项目数量开始呈现着逐年上升的趋势，然而随之而来的也是不断增长的工程病害，桁式组合拱桥作为桥梁工程的一种，同样也存在一些病害，因此，为了确保其质量以及使用安全，以某桥梁为例，对桁式组合拱桥的常见病害以及相应的加固措施做出了详细的论述。

桁式组合拱桥；常见病害；加固措施

1 工程实况

1.1 桥梁概况

某桥梁工程是一种预应力混凝土桁式组合拱桥，其跨径L是164 m，矢高f是20 m，进而得出其矢跨比f/L为1/8，另外，其下弦拱轴线运用二次抛物线。桥面净宽为：9 m行车道以及2×1.25 m人行道。桥梁设计荷载等级为汽车-20级，挂车-100级，人群-2.5 kN/m2。

1.2 病害情况

某年业主对该桥梁工程进行了一定的检测，并发现其存在以下主要病害情况：(1)上弦杆、下弦杆均出现纵向、横向开裂。(2)上弦板、下弦板底面都发生了不同程度的纵向开裂。(3)斜杆、竖杆表面出现了较为严重的开裂、网裂以及露筋病害。(4)立柱位置存在少量裂缝，同时还有露筋、麻面等病害。

2 桁式组合拱桥的构造特点

对于桁式组合拱桥工程而言，其结构特点具体表现在：上弦部分在墩顶与拱顶之间的相应位置出现断裂的问题，进而造成裂缝的出现，但是，其下弦部位仍然处于连续的状态，在这样的状态下，断点至墩顶能够当做是悬臂桁架墩，然后借助于其来有效的支持桥梁中部的桁架拱，使得其可以形成一个拱。对于桁式组合拱桥而言，通过对其外观进行观察，其带有斜杆的箱形拱，防腐为上弦与下弦构成了闭合箱的普通桁架拱，此外，其也与拱桁梁相似。然而，实际上，是具体的受力情况和箱形拱则不痛，普通的桁架拱与 拱珩量，与箱形拱桥相比，其桁式式结构相对而言比较成熟。此外，在拱上建筑与主供圈联合受力的情况下，其整体性能相对而言较好，纵横方向的刚度也十分的明显，稳定性也有着较好的保证。和普通的桁架拱桥对比，拱脚受力情况较为稳定，同时，在其断缝位置桁片高度比较适中，能够保证其横向的稳定性。与拱桁梁桥对比，上弦拉力相对而言比较小，因此，其可以有效的节省预应力钢筋的使用。另外，由于桁式组合拱桥有着非常优异的拱上建筑联合作用，其受力相对而言较为均匀。所以，任意一个杆件都能够使用不大的断面尺寸，同时还能够减轻桥梁结构本身的重量。

3 桁式组合拱桥常见病害分析

对于我国目前的桁式组合拱桥工程来说，其常见病害主要有以下几种：在桥梁的受力构件当中，往往很容易出现混凝土空洞、露筋与锈蚀等问题。此外，在桥梁下弦边箱与斜杆横向联系梁等构件有着露筋与保护层太大的问题。在桥梁结构的接缝位置出现空洞与露筋等问题，同时，在上弦和下弦的顶部以及底板，也很容易出现纵向裂缝与斜裂缝问题的出现，这些问题的存在在很大程度上影响着桥梁结构的侧向刚度。另外，在桥梁的部分位置也有着较为明显的横向裂缝，尽管其还没有贯通，然而，却在很大程度上影响着结构的竖向刚度。在下弦拱箱内部的横隔板位置有着十分严重的裂缝问题，这在很大程度上影响着桥梁结构的横向刚度。桥面有着非常多的裂缝，其完整性受到了非常严重的影响。

4 病害成因分析

4.1 上弦板、下弦板出现纵向开裂

对于此桥梁工程中存在的上弦板、下弦板出现纵向开裂现象发生的主要原因是是由于桥梁的上弦板与下弦板的厚度相对而言比较薄，同时，其在设计的过程当中，标准相对而言比较低，混凝土的强度也不是很高，这就直接造成了桥面刚度的下降。另外，近几年经济发展水平的不断提高、桥梁负荷逐渐增加，特别是在超载车辆的影响下，桥梁上弦板与下弦板都出现了不同程度的裂缝，如果不能够做到第一时间对这些已经形成的裂缝进行处理，将有可能导致整个面板的破碎，造成桥面坑洞问题的出现，并对该桥梁上行车的安全造成严重的影响。

4.2 竖杆、斜杆出现环状横向裂缝

通过桁式组合拱桥动力结构的分析可以知道，此类桥梁的振动频率相对而言是比较小，这也间接表明此桥梁的刚度不是很大，同时，对于此种类的桁式组织拱桥有很大一部分都是通过拼接技术建造而成的，相对而言，这种桥梁的整体性能不是很强，抗震性能不是很高。另外，当超载车辆在此桥梁通过的时候，会导致桥梁发生较为严重的振动，造成各种裂缝的出现。

4.3 上弦杆、下弦杆出现横向及纵向裂缝

对于此桥梁工程中存在的上弦杆、下弦杆出现横向及纵向裂缝现象，其主要是因为近几年来车辆荷载的不断提高，使得原先按照老设计规范设计的桥梁荷载标准较低，进而使其出现不同程度的裂缝。所以，对于此种类型的裂缝，应在经过及时的检测操作之后，进行必要的加固维修工作，从而避免较大交通事故的发生。

5 相应的加固措施

5.1 对于上弦杆、下弦杆、上弦板、下弦板出现较多的裂缝病害

对于此桥梁工程中存在的上弦杆、下弦杆出现横向及纵向裂缝现象，这种现象出现的主要原因是由于近几年我国正在不断的提高桥梁的荷载标准，这就直接导致了原本所涉及的桥梁荷载标准比较低，进而使得其出现不同程度的中上弦杆、下弦杆、上弦板、下弦板处出现的较多裂缝病害现象，在遇到这种情况的时候，建议采取下列几点应对办法：通过粘贴热扎扁钢带加固的收单，利用粘贴热轧扁钢带的手段来展开桥梁的加固处理，需要注意的是，应该使得热轧钢带和裂缝正交，这样一来，能够防止裂缝的不断扩大，一般而言，需要在所有的热轧钢带上面来对纵向锚孔进行相应的设置，另外，在粘贴钢板施工的过程当中，必须要严格的执行施工技术规范，进而保证桥梁加固工程的施工质量并使其满足一定标准的要求。通过来增加混凝土截面的手段来使得混凝土截面的刚度得以大幅度的提高，同时，其还能够有效的抵抗外荷载的作用。

5.2 斜杆、竖杆产生的横向及纵向裂缝

对于此桥梁斜杆、竖杆处出现的横向以及纵向裂缝，可采用以下加固措施：采用粘贴纤维布的方式来进行斜杆、竖杆的加固施工，通过此来使得竖杆与斜杆的截面抗力得以大幅度的增加，此外，其还能够有效防止裂缝的不断扩大，在桥梁加固施工阶段，要保证其外观的平整性与清洁性。同时，还应该确保其中不存在着任何的杂物与灰尘。对于斜杆与竖杆的裂缝，建议采取增加截面的方式对其进行加固处理。然而，因为这种杆件所处的位置相对而言较为特殊，导致了通过这种方式进行施工的时候，存在着非常大的难度，在具体的施工过程当中并没有得到较为广泛的应用，在加固阶段，对宽度超过0.15 mm的裂缝应该先进行灌浆处理，对于宽度没有达到0.15 mm的裂缝应该积极采取有效的措施来对其进行封闭处理，在具体的施工阶段必须要严格的遵循相关的规范。

6 结 语

总之，在我国桥梁工程建设中，桁式组合拱桥是结合基本交通运输需求以及开发实用新技术而自行研发的桥梁类型。但经过了长时间的使用，该桥梁暴露出了越来越多的问题或病害，且这些病害或问题如果无法得到及时的加固，必然会给来往车辆和行人带来严重的安全威胁，因此，一旦发现病害，主管单位必须及时组织对其进行有效的技术加固修整，进而全面保证桥梁的安全。

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2015-08-28

U445.1

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1008-3383(2015)12-0107-01