新旧混凝土采用预应力连接在拱桥加固中的应用研究刘 辉，陈海波 (贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000) 摘 要：目前拱桥的主要加固方式中增大截面法(钢筋混凝土拱肋加固法和钢筋混凝土套箍加固法)在实际工程运用中最为常见，但该方法通常会由于施工质量和单靠锚固钢筋作为新旧混凝土的连接件等原因，会造成新旧混凝土的连接效果较差，导致结构不能整体共同变形受力，甚至后期出现新旧混凝土脱空的现象，而采用预应力连接在拱桥加固中的应用，使得新旧混凝土连接更加紧密，协同受力，提高承载力。 关键词：拱桥加固；预应力；框架拱肋 1 工程实例桥梁资料，对该桥的主拱圈进行钻芯取样，确定该桥的拱圈截面为六箱结构，拱圈高度为1.4 m。对拱上建筑和桥面系进行测量，拱上立墙厚0.8 m，桥面宽度共12.6 m，其中桥面净宽9.0 m，两侧各有1.4 m人行道，最外侧护栏各有0.4 m。设计荷载等级为：汽-15，挂80。 2 桥梁检测结论及建议(1)结论。 桥梁结构的强度、刚度符合交通部颁发的《公路桥梁承载能力检测评定规程》和《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中所规定的要求，其现阶段承载能力满足荷载标准：汽-15级作用下的正常使用要求，但安全储备小。 (2)建议。 ①该桥为四类桥，应对桥梁存在病害进行必要的处治，桥梁设计荷载汽-15已不能满足现行实际交通量的需要，应请相关有资质单位对桥梁采取加固处理，提高荷载等级，或新建桥梁来满足车辆和行人的通行需求。②桥梁病害较2013年桥梁检测报告中的病害有所增加，仍需要对该桥进行交通管制，限重20 t以下车辆正常通行，确保桥梁正常安全使用。桥面现状态下不平顺，起伏较多，汽车荷载冲击力较大，鉴于此影响，同时根据局部构件评定等级，该桥车重在20 t以上，30 t以下范围内的车辆单车单向通行，且必须在道路中线以5 km/h匀速行驶，同时桥上禁止其他车辆和行人通行。 ③建议每年对该桥梁进行检测，应定期进行大桥拱圈线型及桥面线型的监测，及时了解结构的受力、变形情况；定期对拱上横墙、桥面板、引桥拱圈等加固构件进行检查，加强日常养护。 3 病害原因分析(1)超载现象严重。 该桥设计荷载等级为汽车-15级，挂80。而现在该桥实际承担的交通流量和汽车荷载比设计时大。该桥建造年代较长，沥青混凝土路面早期施工养护措施不当可能造成不密实，且当地气候潮湿，雨水较多对桥面系构造侵蚀较大。 (2)设计截面尺寸偏小。 该桥净跨80 m，矢跨比为1/6，拱圈高度仅为1.4 m，顶底板厚度仅为10 cm，根据经验及有限元计算，该桥截面尺寸偏小，造成主拱圈刚度偏小及其承载力储备较小。当车辆通行时，桥梁整体振动感强烈。 (3)环境因素影响。 桥梁为钢筋混凝土构件，受当地潮湿、多雨气候环境影响、加之超载车辆对桥面系破坏，使得雨水很容易破坏原材料，进而加剧路面破坏，最终导致车辆在通过桥梁时产生较大的冲击。 (4)由于桥面破损严重，桥面上的雨水通过桥面裂缝渗透到主拱、腹拱，导致以上结构局部裂缝处出现渗水、析晶等病害，其中主拱圈底面的渗水主要是由箱室泄水孔造成，并不是结构性裂缝。 (5)伸缩缝设置于梁端构造较弱部，因直接承受车辆的反复作用，故最易遭受破坏。且随着交通量的增大，载重车辆增多，伸缩缝的损坏程度逐渐加重。 4 采用预应力连接的框架拱肋加固法采用预应力连接的框架拱肋加固法是为了减轻原桥所承受的加固荷载，利用框架拱肋的形式对其进行加固，与此同时，为了使得新旧混凝土连接紧密共同受力，采用预应力张拉连接，防止后期出现新旧混凝土脱空的现象。以下为新旧混凝土采用预应力连接在拱桥加固中的应用实例。 主拱圈采用4列C50无收缩自密实钢筋混凝土框架拱肋进行加固。在1#、2#、3#、5#、6#、7#腹孔处设置上横联并在该处设置竖向预应力。 框架拱肋形成整体，并通过涂刷界面剂、植入普通钢筋和张拉预应力与原桥箱型拱圈连接，当荷载作用时，新老结构共同受力，协同作用，提高原桥承载能力，预应力设置处还需设置上下横梁，加强预应力受力局部位置并防止应力集中现象。 5 结 论我国公路部门实践经验表明，拱桥的加固费用约为新建桥梁的30%。因此，在进行桥梁维修加固的同时，迫切要求对旧桥进行技术改造，新旧混凝土采用预应力连接在拱桥加固中的应用，不仅使得新旧混凝土连接紧密共同受力，防止后期出现新旧混凝土脱空的现象，同时改善其行车性能，延长其服务年限，使其继续为现代交通运输服务，可以给国家带来巨大的经济效益。 参考文献： [1] 刘思孟 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥技术研究[D].重庆：重庆交通大学土木学院，2004. [2] 李明.加强旧危桥改造刻不容缓[J].中国公路，2001，4(1):56-59. [3] 贵州省交通科学研究院.贵州省境内桁式组合拱桥调研报告[R].2004. 收稿日期：2017-02-15 作者简介：刘辉(1988-)，男，贵州凯里人，硕士工程师，研究方向：大跨径钢筋混凝土公路桥梁。 中图分类号：U442 文献标识码：C 文章编号：1008-3383(2017)07-0146-02 |
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