拱桥加固方法

1、拱桥加固方法拱桥加固方法 拱桥加固方法 第一节第一节 砖、石拱桥加固方法砖、石拱桥加固方法 一、概述一、概述 砖、石拱桥的加固一般可采用加固拱圈的砖、石拱桥的加固一般可采用加固拱圈的 方法来实现。因砖石拱桥在我国数量较多，方法来实现。因砖石拱桥在我国数量较多， 且大多修建年代较早，有的损毁相当严重，且大多修建年代较早，有的损毁相当严重， 这里结合维修技术一并介绍。这里结合维修技术一并介绍。 拱桥加固方法 圬工拱桥的修复宜采用与原桥相同的建桥圬工拱桥的修复宜采用与原桥相同的建桥 材料，青砖、料石、素混凝土、混凝土预材料，青砖、料石、素混凝土、混凝土预 制块等不宜掺杂使用。修复拱圈的合拢温制块等不

2、宜掺杂使用。修复拱圈的合拢温 度以度以1020为宜。为宜。 车辆通行时桥梁出现较大振动但其他情况车辆通行时桥梁出现较大振动但其他情况 均较好时应考虑增大桥梁的刚度。均较好时应考虑增大桥梁的刚度。 当采用加载、减载加固措施时，必须考虑当采用加载、减载加固措施时，必须考虑 对邻孔的影响及墩、台的偏心作用。对邻孔的影响及墩、台的偏心作用。 拱桥加固方法 圬工拱桥因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉圬工拱桥因拱圈变形、受力不均、基础不均匀沉 陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱陷、墩台位移致使跨径变化，或施工不当会使拱 圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、加固措圈产生裂纹、变位、碎裂等病害，维修、

3、加固措 施有：施有： 1）拱圈内腹及两侧出现大面积的严重风化剥落、）拱圈内腹及两侧出现大面积的严重风化剥落、 灰缝脱落时，可先清除剥蚀面，在灰缝内嵌入水灰缝脱落时，可先清除剥蚀面，在灰缝内嵌入水 泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂泥砂浆或环氧砂浆，再喷涂13cm厚的厚的M10以以 上水泥砂浆。喷浆可分上水泥砂浆。喷浆可分23次进行，每隔次进行，每隔12日日 喷一层，并可加布一层钢丝网，以增强喷涂层强喷一层，并可加布一层钢丝网，以增强喷涂层强 度。度。 拱桥加固方法 2）若拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝，）若拱顶附近出现一道贯穿拱宽的裂缝， 且裂缝两侧有明显的高差，则应处理台墩且裂缝两侧有明显的高差，则应

4、处理台墩 中的下沉问题。同时可在缝内先压注水泥中的下沉问题。同时可在缝内先压注水泥 砂浆或其他化学浆液，再用水泥砂浆勾缝砂浆或其他化学浆液，再用水泥砂浆勾缝 作为临时处理措施。若裂缝继续发展，可作为临时处理措施。若裂缝继续发展，可 暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水暂在拱腹内浇筑一层较厚的锚杆钢丝网水 泥混凝土内衬。同时应查明裂缝产生的原泥混凝土内衬。同时应查明裂缝产生的原 因，采取相应的加固对策。因，采取相应的加固对策。 拱桥加固方法 3）若拱顶区段出现）若拱顶区段出现l2道贯穿拱宽的裂缝，道贯穿拱宽的裂缝， 缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的缝的两侧无明显的高差，但拱顶有较小的 下降，

5、则可作为墩台滑移或转动问题进行下降，则可作为墩台滑移或转动问题进行 处理。可用环氧树脂处理裂缝，在拱脚处处理。可用环氧树脂处理裂缝，在拱脚处 加设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静加设顺桥向预应力拉杆，减轻桥孔上的静 载，或对应地加重邻孔的静载。载，或对应地加重邻孔的静载。 拱桥加固方法 4）若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较）若拱顶上凸且拱腹出现贯穿全拱宽的较 细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和细小裂纹和压碎裂纹，可考虑墩台滑移和 台后土压力过大，此时需减轻台后土压力，台后土压力过大，此时需减轻台后土压力， 增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱增加桥孔上的净重及用钢筋混凝土加厚拱 顶和拱脚断

6、面，使拱圈基本归位后再用环顶和拱脚断面，使拱圈基本归位后再用环 氧树脂处理裂纹，并加以勾缝。氧树脂处理裂纹，并加以勾缝。 拱桥加固方法 5）若墩台、基础情况基本正常，仅拱圈出）若墩台、基础情况基本正常，仅拱圈出 现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破现不同程度的碎裂、边角断裂、脱落等破 坏现象，可考虑为劣质材料、施工质量欠坏现象，可考虑为劣质材料、施工质量欠 佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料，佳或超载所致，宜更换填料为轻质材料， 增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊增强桥面铺装的纵横向刚度以减轻或分摊 负荷，并及时修复破损的拱圈。负荷，并及时修复破损的拱圈。 拱桥加固方法 6）若拱圈出现顺桥方

7、向的裂缝，墩、台帽或帽梁）若拱圈出现顺桥方向的裂缝，墩、台帽或帽梁 亦断裂，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致，亦断裂，可考虑因墩台基础上下游沉降不均所致， 应以处理基础为主。先将裂缝处理并配合在帽梁、应以处理基础为主。先将裂缝处理并配合在帽梁、 墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉墩台两侧加设顺水流方向的体外预应力钢筋，张拉 后用砂浆加以覆盖。也可在拱圈的跨中的后用砂浆加以覆盖。也可在拱圈的跨中的14处加处加 设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板设三道（或多道，视具体情况而定）钢板箍（钢板 宽宽68mm）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔 锚固

8、，并注意将锚固点设在拱圈厚度锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度13处，锚固处，锚固 孔用膨胀水泥砂浆填塞。因施工质量不良造成的顺孔用膨胀水泥砂浆填塞。因施工质量不良造成的顺 桥方向裂缝，可采用环氧树脂等化学浆液进行修补，桥方向裂缝，可采用环氧树脂等化学浆液进行修补， 或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱或对施工不良的部位进行可能的改造。顺桥方向拱 圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树圈的各环之间开裂时，可在拱腹内钻孔压入环氧树 脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。脂等化学粘结剂或裂缝灌浆剂。 拱桥加固方法 7）若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段）若干砌拱圈的个别拱圈石压碎或小区段 外凸，

9、可将变异部分挖出，清除修补面上外凸，可将变异部分挖出，清除修补面上 的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于的附着杂屑并冲洗干净后压入不低于C30 的混凝土。四分点区段有轻微外凸拉直时，的混凝土。四分点区段有轻微外凸拉直时， 可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压人可在该区段内钻出几个梅花形孔洞，压人1： 2水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。水泥砂浆充填拱背，拱腹进行局部勾缝。 当拱顶段出现下沉时，除钻孔压浆充填拱当拱顶段出现下沉时，除钻孔压浆充填拱 背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢背外，在拱腹一定长度内还宜铺挂一层钢 丝网井喷涂丝网井喷涂25cm厚的水泥砂浆。厚的水泥砂浆。 拱桥加固方法 8）若侧

10、墙产生水平方向的分离，则应开挖）若侧墙产生水平方向的分离，则应开挖 拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料拱腔，将填料改为轻质填料或半刚性材料 以及加厚侧墙断面。如在垂直方向产生位以及加厚侧墙断面。如在垂直方向产生位 移，则可能是拱圈发生了较大变形，或跨移，则可能是拱圈发生了较大变形，或跨 径增大，在做好相应处理措施后对侧墙裂径增大，在做好相应处理措施后对侧墙裂 缝进行灌浆勾缝。缝进行灌浆勾缝。 拱桥加固方法 9）若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生）若圬工肋拱因横向刚度不足，肋间结构产生 断裂或两肋分离，除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝断裂或两肋分离，除对裂缝给予粘贴钢板、勾缝 补强维修外，还可在

11、肋的四分点至拱顶区段增设补强维修外，还可在肋的四分点至拱顶区段增设 预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间预应力钢筋或钢筋混凝土横系梁，以加强两肋间 的横向刚度。肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产的横向刚度。肋脚与墩台帽接触的顶面、两侧产 生轻微裂缝时，可用环氧砂浆灌浆勾缝；严重的生轻微裂缝时，可用环氧砂浆灌浆勾缝；严重的 或有继续发展趋势的，可用粗钢筋、型钢错入墩或有继续发展趋势的，可用粗钢筋、型钢错入墩 台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢台帽内，锚入长度应有足够深度，将钢筋或型钢 用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环用环氧粘结剂粘附于拱肋脚顶面、侧面，外用环 氧混凝土覆盖，并

12、在拱脚段加强横向联结。氧混凝土覆盖，并在拱脚段加强横向联结。 拱桥加固方法 10）若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象，可将肋）若墩、台帽面层出现被肋脚压碎现象，可将肋 脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩脚两侧横向锚入短节粗钢筋，并浇筑梯形混凝土扩 大肋脚断面；若肋间的墩台出现竖直裂缝，可在裂大肋脚断面；若肋间的墩台出现竖直裂缝，可在裂 缝处粘锚钢筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽，外缝处粘锚钢筋，其长度应为肋间距加三倍肋宽，外 用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；若用环氧混凝土覆盖，并加强肋脚处横系梁刚度；若 肋间的横向承重结构如拱波、微弯板等跨中出现断肋间的横向承重结构如拱波、微弯

13、板等跨中出现断 裂，可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶裂，可在用环氧砂浆嵌缝后，再在拱波（板）的顶 面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符面加铺钢筋混凝土板，同时减轻回填料的容重以符 合原设计的要求；若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断合原设计的要求；若腹拱的拱圈石、灰缝出现间断 裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势时，可用水泥砂浆裂缝，或个别拱圈石有下坠趋势时，可用水泥砂浆 嵌人裂缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧用环氧嵌人裂缝并勾缝，对即将坠落的拱圈石两侧用环氧 砂浆嵌入勾缝。若已设有伸缩缝，则可通过切锯排砂浆嵌入勾缝。若已设有伸缩缝，则可通过切锯排 除其中阻塞物体。若因墩台下沉变位而引发拱圈破

14、除其中阻塞物体。若因墩台下沉变位而引发拱圈破 坏，则应重点考虑加固墩台。坏，则应重点考虑加固墩台。 拱桥加固方法 干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈，可干砌或砌体结合差、裂缝较大的拱圈，可 采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度，采用水泥砂浆填补缝隙来提高砌体强度， 对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈对于砌体损坏严重、拱轴严重变形的拱圈 必须通过翻修来提高承载力。必须通过翻修来提高承载力。 拱桥加固方法 二、加固方法二、加固方法 砖、石拱桥常用加固方法参见表砖、石拱桥常用加固方法参见表8-1 拱桥加固方法 拱桥加固方法 第二节第二节 双曲拱桥加固方法双曲拱桥加固方法 双曲拱桥是诞生于上世纪双曲拱桥

15、是诞生于上世纪60年代的一种新年代的一种新 型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、型桥梁形式。由于其具有结构新颖、轻巧、 省料、便于施工等优点，很快在全国范围省料、便于施工等优点，很快在全国范围 内得到了推广应用。然而，由于当时设计、内得到了推广应用。然而，由于当时设计、 施工的经验不足及其他种种时代原因。很施工的经验不足及其他种种时代原因。很 多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程多拱桥使用一段时期后，就出现了不同程 度的损坏，亟待维修加固。经过桥梁工作度的损坏，亟待维修加固。经过桥梁工作 者的长期努力，双曲拱桥的维修、加固方者的长期努力，双曲拱桥的维修、加固方 法已日趋成熟，现将其常见病害及

16、维修、法已日趋成熟，现将其常见病害及维修、 加固对策一并介绍。加固对策一并介绍。 拱桥加固方法 一、常见病害一、常见病害 双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见双曲拱桥常见的病害比较多，具体可参见 表表8-2。 拱桥加固方法 病病 害害说说 明明 1墩台位移引起破坏墩台位移引起破坏 双曲拱桥由于自重较大，其相应水平推力也较大，当设计、双曲拱桥由于自重较大，其相应水平推力也较大，当设计、 施工不当时，往往易引起墩台的较大位移和沉降。若位移和施工不当时，往往易引起墩台的较大位移和沉降。若位移和 沉降较大，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋与拱波分离，侧沉降较大，必将出现拱圈下沉、开裂，拱肋与拱波分离，侧

17、墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害墙与拱肋分离，空腹小拱开裂或立柱严重裂缝等病害 2 拱肋强度不足拱肋强度不足 引起承载能力降低引起承载能力降低 拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全拱肋是拱桥上拱圈的重要组成部分，它与拱圈共同承受全 部恒载和活载，是主要受力构件。因此，当其抗弯强度和刚部恒载和活载，是主要受力构件。因此，当其抗弯强度和刚 度不足时，往往使承载能力降低，同时还会引起其他构件的度不足时，往往使承载能力降低，同时还会引起其他构件的 损坏。损坏。 3 横向联系不足横向联系不足 引起失稳引起失稳 双曲拱桥拱肋中设置横向联系粱是很重要的。当拱肋间无横双曲拱桥拱肋中

18、设置横向联系粱是很重要的。当拱肋间无横 向联系时，在集中荷载向联系时，在集中荷载(车辆荷载车辆荷载)作用下，各片拱肋的变形作用下，各片拱肋的变形 在线性方向是很不均匀的。有横向联系的拱圈，各肋间变形在线性方向是很不均匀的。有横向联系的拱圈，各肋间变形 比较均匀。且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一比较均匀。且随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一 致。由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体，致。由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体， 形成一个拱形框架，从而大大加强了拱肋的横向刚度，保证形成一个拱形框架，从而大大加强了拱肋的横向刚度，保证 了拱肋的横向稳定性。当横向联系

19、布置不够或强度不足而产了拱肋的横向稳定性。当横向联系布置不够或强度不足而产 生损坏时，会减低拱桥横向稳定，拱波顶会出现纵向裂缝。生损坏时，会减低拱桥横向稳定，拱波顶会出现纵向裂缝。 4 拱上填料排水不畅拱上填料排水不畅 引起侧墙鼓胀破坏引起侧墙鼓胀破坏 双曲拱桥侧墙发生鼓肚，一般是由于排水不良，填土内聚积双曲拱桥侧墙发生鼓肚，一般是由于排水不良，填土内聚积 大量水分而造成膨胀，也可能是砌筑质量不佳引起的大量水分而造成膨胀，也可能是砌筑质量不佳引起的 拱桥加固方法 二、维修方法二、维修方法 若双曲拱桥的拱脚段拱波顶出现沿桥轴线若双曲拱桥的拱脚段拱波顶出现沿桥轴线 的纵向裂纹，可在裂纹中注入环氧树

20、脂粘的纵向裂纹，可在裂纹中注入环氧树脂粘 结剂，并用环氧砂浆勾缝。若填平层同时结剂，并用环氧砂浆勾缝。若填平层同时 有裂纹，可用较低标号钢筋混凝土加厚该有裂纹，可用较低标号钢筋混凝土加厚该 区段。区段。 拱桥加固方法 拱脚段的拱背出现横向裂纹（垂直于桥轴拱脚段的拱背出现横向裂纹（垂直于桥轴 线），内腹有压碎性发纹，可在桥台的前线），内腹有压碎性发纹，可在桥台的前 墙，或墩身与拱背交界处钻孔锚入墙，或墩身与拱背交界处钻孔锚入16 25的粗钢筋或型钢，钢材间距的粗钢筋或型钢，钢材间距 20 30cm，再用环氧树脂粘结于拱背上，钢材，再用环氧树脂粘结于拱背上，钢材 长度应超过裂纹至小长度应超过裂纹至

21、小 3050cm，其上覆，其上覆 盖盖58cm厚的环氧混凝土。厚的环氧混凝土。 拱桥加固方法 若拱顶段的波顶出现纵向裂缝（纹），在若拱顶段的波顶出现纵向裂缝（纹），在 尚未发展到桥面时则应加厚拱波。若深度尚未发展到桥面时则应加厚拱波。若深度 发展至填平层时，则须开挖路面加厚垫平发展至填平层时，则须开挖路面加厚垫平 层，并加强两助间横系梁的刚度，如拱波层，并加强两助间横系梁的刚度，如拱波 间灰缝脱落，可用间灰缝脱落，可用1：2砂浆勾缝。砂浆勾缝。 拱桥加固方法 若拱波与拱肋接触处产生纵向裂缝（纹），若拱波与拱肋接触处产生纵向裂缝（纹）， 可沿此缝隙每间隔可沿此缝隙每间隔l2m嵌入高强混凝土预嵌入

22、高强混凝土预 制块件将波助联结，所有缝隙均用砂浆勾缝。制块件将波助联结，所有缝隙均用砂浆勾缝。 拱桥加固方法 若拱肋局部出现裂纹（宽度若拱肋局部出现裂纹（宽度0.1mm），可），可 先用环氧砂浆进行封闭，如发展情况较为先用环氧砂浆进行封闭，如发展情况较为 严重、缝宽加大、加密，可在该区段内粘严重、缝宽加大、加密，可在该区段内粘 贴钢筋（钢板）、或锚固一层贴钢筋（钢板）、或锚固一层U形钢丝网后，形钢丝网后， 覆盖一层覆盖一层25cm厚的环氧砂浆。若此肋出厚的环氧砂浆。若此肋出 现较大范围的裂纹，则将钢筋粘附于肋底现较大范围的裂纹，则将钢筋粘附于肋底 及两侧，使之状如马蹄以扩大肋底断面。及两侧，使

23、之状如马蹄以扩大肋底断面。 所粘附的粗筋与原有主筋进行电焊挂连，所粘附的粗筋与原有主筋进行电焊挂连， 并伸入墩台帽内，其后浇筑混凝土将附加并伸入墩台帽内，其后浇筑混凝土将附加 筋覆盖。筋覆盖。 拱桥加固方法 若桥孔内有三根以上的肋均出现较严重的若桥孔内有三根以上的肋均出现较严重的 裂缝时，除考虑超重车过桥的原因外，还裂缝时，除考虑超重车过桥的原因外，还 应考虑桥孔跨径的变化。若进行全面整治，应考虑桥孔跨径的变化。若进行全面整治， 应与拆除重建进行经济技术比较。应与拆除重建进行经济技术比较。 拱桥加固方法 三、加固方法三、加固方法 双曲拱桥的加固应结合下部构造的维修加双曲拱桥的加固应结合下部构造

24、的维修加 固进行。上部构造的维修、加固主要指对固进行。上部构造的维修、加固主要指对 拱肋的加强，拱横向系梁的加强以及上部拱肋的加强，拱横向系梁的加强以及上部 结构填料的调整等。常见加固方法有：结构填料的调整等。常见加固方法有： 1）粘贴钢板加固拱肋。）粘贴钢板加固拱肋。 2）粘贴钢筋加固拱肋。）粘贴钢筋加固拱肋。 3）增大拱肋截面加固法。）增大拱肋截面加固法。 4）螺栓钢板结合加固拱肋对策）螺栓钢板结合加固拱肋对策 拱桥加固方法 5）增设拱肋加固法。）增设拱肋加固法。 6）增加横系梁加固法。）增加横系梁加固法。 7）调整拱上自重、改变结构体系加固法。）调整拱上自重、改变结构体系加固法。 （1）

25、清除拱上填料加固法；）清除拱上填料加固法； （2）拆除拱上建筑，改建为桁架拱加固法；）拆除拱上建筑，改建为桁架拱加固法； （3）拆除拱上建筑，改建为刚架拱加固法；）拆除拱上建筑，改建为刚架拱加固法； 8）体外预应力加固法。）体外预应力加固法。 9）顶推加固法。）顶推加固法。 拱桥加固方法 事实上，梁桥中的加固法对拱桥加固在多事实上，梁桥中的加固法对拱桥加固在多 数情况下仍然是适用的，关键是看结构的数情况下仍然是适用的，关键是看结构的 受力情况。拱桥中的粘贴加固法和梁桥是受力情况。拱桥中的粘贴加固法和梁桥是 相同的。增大截面法在拱桥中的应用也很相同的。增大截面法在拱桥中的应用也很 多。增设辅助构

26、件加固拱桥也是常见的方多。增设辅助构件加固拱桥也是常见的方 法，增设拱肋可以改变桥面宽度，也可以法，增设拱肋可以改变桥面宽度，也可以 不改变。在桥面两侧增设拱肋时，有的被不改变。在桥面两侧增设拱肋时，有的被 称为拱托法。顶推加固法详见第四节。加称为拱托法。顶推加固法详见第四节。加 固方法的内容见表固方法的内容见表8-3。 拱桥加固方法 拱桥加固方法 拱桥加固方法 拱桥加固方法 拱桥加固方法 拱桥加固方法 拱桥加固方法 第三节第三节 桁架拱桥、钢管混凝土拱桥加固方法桁架拱桥、钢管混凝土拱桥加固方法 桁架拱桥（钢筋混凝土和预应力钢筋混凝桁架拱桥（钢筋混凝土和预应力钢筋混凝 土桁架拱桥）是我国上世纪

27、六十年代发展土桁架拱桥）是我国上世纪六十年代发展 的又一种拱式结构。因其具有受力合理、的又一种拱式结构。因其具有受力合理、 装配化程度高（工序少，工期短，人工装配化程度高（工序少，工期短，人工 省）、自重较轻、抗震性好等优点在全国省）、自重较轻、抗震性好等优点在全国 范围内很快得到了推广应用。然而，由于范围内很快得到了推广应用。然而，由于 文革时设计、施工的经验不足及其他时代文革时设计、施工的经验不足及其他时代 原因，很多拱桥建成后就存在一定问题。原因，很多拱桥建成后就存在一定问题。 先将其常见病害及维修、加固对策一并介先将其常见病害及维修、加固对策一并介 绍如下绍如下 拱桥加固方法 一、桁架

28、拱桥常见病害一、桁架拱桥常见病害 桁架拱桥常见病害见表桁架拱桥常见病害见表8-4。 拱桥加固方法 拱桥加固方法 二、桁架拱桥加固的力学要点二、桁架拱桥加固的力学要点 钢筋混凝土上桁架拱桥，端部下弦杆承受钢筋混凝土上桁架拱桥，端部下弦杆承受 最大应力，当有撞损时应及时进行维修加最大应力，当有撞损时应及时进行维修加 固。各腹杆与上下弦铰结处出现的裂缝可固。各腹杆与上下弦铰结处出现的裂缝可 用砂浆封固。若下弦根部出现横向裂纹，用砂浆封固。若下弦根部出现横向裂纹， 则要立即加强、加固横向联结，杜绝摆动，则要立即加强、加固横向联结，杜绝摆动， 同时用环氧砂浆封闭裂纹（缝）。同时用环氧砂浆封闭裂纹（缝）。

29、 拱桥加固方法 钢筋混凝土桁架拱桥无论是有铰或无铰，钢筋混凝土桁架拱桥无论是有铰或无铰， 其受拉杆件和受压杆件的节点处钢筋密集，其受拉杆件和受压杆件的节点处钢筋密集， 受力复杂，常在节点处产生发纹、裂缝。受力复杂，常在节点处产生发纹、裂缝。 在裂缝允许宽度内可用环氧粘结剂、改性在裂缝允许宽度内可用环氧粘结剂、改性 乳胶漆封闭；如缝宽较为严重，则可在节乳胶漆封闭；如缝宽较为严重，则可在节 点附近设置一定形状和尺寸的型钢，在节点附近设置一定形状和尺寸的型钢，在节 点两侧铺设预应力钢筋（如为受压杆件时点两侧铺设预应力钢筋（如为受压杆件时 设置型钢以避免断裂），通过型钢孔将钢设置型钢以避免断裂），通过

30、型钢孔将钢 丝（筋）预拉锚固于型钢上，再用环氧砂丝（筋）预拉锚固于型钢上，再用环氧砂 浆封闭。浆封闭。 拱桥加固方法 跨中设有铰或挂孔的桁架拱形桁梁，上弦承受最跨中设有铰或挂孔的桁架拱形桁梁，上弦承受最 大张力，铰或挂点出现下垂时，如有可能可在预大张力，铰或挂点出现下垂时，如有可能可在预 留孔中穿入预应力筋，或在桥面铺设预应力钢丝留孔中穿入预应力筋，或在桥面铺设预应力钢丝 束（筋）与铰或挂点连接，施张后锚固于墩台的束（筋）与铰或挂点连接，施张后锚固于墩台的 后下方。施张时在下垂点配合千斤顶及其他吊装后下方。施张时在下垂点配合千斤顶及其他吊装 设施辅助提升张拉。新增的预应力筋应用混凝土设施辅助提

31、升张拉。新增的预应力筋应用混凝土 覆盖。覆盖。 上承式桁式组合预应力混凝土拱桥，结点处钢上承式桁式组合预应力混凝土拱桥，结点处钢 筋密集，受力复杂，成形后产生的裂纹一般用粘筋密集，受力复杂，成形后产生的裂纹一般用粘 结砂浆涂抹或粘贴钢材，肢杆、接缝处出现较为结砂浆涂抹或粘贴钢材，肢杆、接缝处出现较为 严重的损伤则在其两旁施加预应力钢筋进行加固。严重的损伤则在其两旁施加预应力钢筋进行加固。 参与上弦工作的桥面板需抽换时应暂停使用。参与上弦工作的桥面板需抽换时应暂停使用。 拱桥加固方法 三、桁架拱桥加固方法三、桁架拱桥加固方法 在需要提高桁架拱桥主要受力部位如下弦在需要提高桁架拱桥主要受力部位如下

32、弦 杆、实腹杆等的承载能力时采用，构件截杆、实腹杆等的承载能力时采用，构件截 面增强的方式主要有三种：凿除原杆件钢面增强的方式主要有三种：凿除原杆件钢 筋混凝土保护层，加筑钢筋混凝土补强断筋混凝土保护层，加筑钢筋混凝土补强断 面，新旧断面依靠钢筋和混凝土紧密连接；面，新旧断面依靠钢筋和混凝土紧密连接； 粘贴钢板或钢筋进行补强；预制好补强杆粘贴钢板或钢筋进行补强；预制好补强杆 件，再用电焊焊接钢板方式与原杆什相连，件，再用电焊焊接钢板方式与原杆什相连， 形成一个整体而共同受力，如图形成一个整体而共同受力，如图8-1所示，所示， 为预制构件与原构件用钢板连接的加固方为预制构件与原构件用钢板连接的加

33、固方 式。式。 拱桥加固方法 拱桥加固方法 如果桥台发生位移且对结构内力影响较大如果桥台发生位移且对结构内力影响较大 时，可采用顶推的方法加固。时，可采用顶推的方法加固。 当桥面由于板块断裂而出现空洞时可采用当桥面由于板块断裂而出现空洞时可采用 重新安装新板或用悬吊式模扳进行局部修重新安装新板或用悬吊式模扳进行局部修 补的方法进行处理，如图补的方法进行处理，如图8-2所示。当需加所示。当需加 固桥面且基础承载力允许时，亦可采取增固桥面且基础承载力允许时，亦可采取增 铺桥面补强层等加固对策。铺桥面补强层等加固对策。 拱桥加固方法 拱桥加固方法 四、钢管混凝土拱桥加固方法四、钢管混凝土拱桥加固方法

34、 钢管混凝土的外包混凝土在某些区段出现钢管混凝土的外包混凝土在某些区段出现 折皱、龟裂、垂直裂纹，其成因复杂，当折皱、龟裂、垂直裂纹，其成因复杂，当 无明显的变形时暂用水泥砂浆涂抹，加强无明显的变形时暂用水泥砂浆涂抹，加强 观察。观察。 拱桥加固方法 拱脚段为钢筋混凝土包裹，以上区段为裸拱脚段为钢筋混凝土包裹，以上区段为裸 露的钢管混凝土，在交界段上露出的钢管露的钢管混凝土，在交界段上露出的钢管 面上的油漆层若出现折皱、龟裂，在排除面上的油漆层若出现折皱、龟裂，在排除 油漆质量、气温、老化等原因外，宜再将油漆质量、气温、老化等原因外，宜再将 包裹混凝土向上延长。包裹混凝土向上延长。 拱桥加固方

35、法 裸露的钢管混凝土钢管表层出现收缩状褶裸露的钢管混凝土钢管表层出现收缩状褶 皱（一般是钢管的厚度不足或套箍技术指皱（一般是钢管的厚度不足或套箍技术指 标未达到设计要求，以及格构的节间长度标未达到设计要求，以及格构的节间长度 不当），可在钢管外层浇筑一层钢筋混凝不当），可在钢管外层浇筑一层钢筋混凝 土予以加强，或加密格构间的缓体板。土予以加强，或加密格构间的缓体板。 拱桥加固方法 在确定钢管混凝土的管内有空洞或离析时，在确定钢管混凝土的管内有空洞或离析时， 可采用钻孔注入环氧树脂、水泥砂浆后再可采用钻孔注入环氧树脂、水泥砂浆后再 封闭钻孔。封闭钻孔。 当刚度不足时，必须由有相当资质的设计当刚度

36、不足时，必须由有相当资质的设计 单位进行加固设计并及时予以加固。单位进行加固设计并及时予以加固。 拱桥加固方法 第四节第四节 喷射混凝土加固技术喷射混凝土加固技术 拱桥加固方法 一、概述一、概述 喷射混凝土（锚喷混凝土）实际上由两部分组成，喷射混凝土（锚喷混凝土）实际上由两部分组成， 首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内，挂设补强钢首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内，挂设补强钢 筋网，然后再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结筋网，然后再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结 构共同承受外载作用的组合结构。所以，锚喷混凝构共同承受外载作用的组合结构。所以，锚喷混凝 土是借助喷射机械，利用压缩空气将新混凝土混合

37、土是借助喷射机械，利用压缩空气将新混凝土混合 料，通过管道高速喷射到已锚固好钢筋网的受喷面料，通过管道高速喷射到已锚固好钢筋网的受喷面 上，待其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。喷射混凝上，待其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。喷射混凝 土不需振捣，而是在高速喷射时，由水泥与骨料的土不需振捣，而是在高速喷射时，由水泥与骨料的 反复连续撞击而使混凝土压密，同时又可采用较小反复连续撞击而使混凝土压密，同时又可采用较小 的水灰比（常为的水灰比（常为0.40.45），使其与混凝土、砖石、），使其与混凝土、砖石、 钢材产生较高的粘结强度，所以新旧混凝土结合面钢材产生较高的粘结强度，所以新旧混凝土结合面 上能够传递拉

38、应力和剪应力。上能够传递拉应力和剪应力。 拱桥加固方法 喷射混凝土加固对策实质就是增大拱桥受喷射混凝土加固对策实质就是增大拱桥受 力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，力断面和补强钢筋，加强结构的整体性， 使其能承受更大的外荷载。其中增设的补使其能承受更大的外荷载。其中增设的补 强钢筋帮助原结构承受拉应力，同时成为强钢筋帮助原结构承受拉应力，同时成为 新增混凝土部分的骨架；喷射混凝土将补新增混凝土部分的骨架；喷射混凝土将补 强钢筋与原结构联结组成整体受力结构，强钢筋与原结构联结组成整体受力结构， 并与锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪并与锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪 应力，见表应力，见表8-1

39、0，8-11。 拱桥加固方法 补强钢补强钢 筋筋 主要弥补原结构抗弯能力不足，或者说承担增加的外荷载作用。补强钢筋一般主要弥补原结构抗弯能力不足，或者说承担增加的外荷载作用。补强钢筋一般 采用采用级螺纹钢，其强度要求主要以抗拉强度控制。级螺纹钢，其强度要求主要以抗拉强度控制。 喷喷 射射 混混 凝凝 土土 抗抗 压压 强强 度度 喷射混凝土的抗压强度是评定喷射质量的主要指标。喷射混凝土的抗压强度是喷射混凝土的抗压强度是评定喷射质量的主要指标。喷射混凝土的抗压强度是 指用喷射法将混凝土混合料，喷射在指用喷射法将混凝土混合料，喷射在 450mm350mm120mm的模型内，当的模型内，当 混凝土达

40、到一定强度，用切割机锯掉周边，加工成混凝土达到一定强度，用切割机锯掉周边，加工成 100mm100mm100mm 的试件，在标准条件下（温度的试件，在标准条件下（温度203、相对湿度、相对湿度90以上）养护以上）养护28d（或在（或在28d 龄期时从实际喷射面上钻芯取样做成标准试件），所测得的抗压强度值乘以龄期时从实际喷射面上钻芯取样做成标准试件），所测得的抗压强度值乘以 0.95的尺寸换算系数。喷射混凝土的抗压强度，受多种因素影响，如原材料的的尺寸换算系数。喷射混凝土的抗压强度，受多种因素影响，如原材料的 品种和质量、混合料的设计（水灰比、水泥用量、砂率、粗骨料粒径、外加剂品种和质量、混合料

41、的设计（水灰比、水泥用量、砂率、粗骨料粒径、外加剂 品种与用量等），以及施工工艺和施工人员的操作方式（喷射压力、喷嘴与受品种与用量等），以及施工工艺和施工人员的操作方式（喷射压力、喷嘴与受 喷面的距离、角度以及混合料的停放时间等），都对抗压强度有影响。试验资喷面的距离、角度以及混合料的停放时间等），都对抗压强度有影响。试验资 料表明，分层喷射的混凝士对抗压强度没有影响，因此，在锚喷混凝土加固桥料表明，分层喷射的混凝士对抗压强度没有影响，因此，在锚喷混凝土加固桥 梁时，对于较厚的喷射混凝土，可采取分层喷射方法施工。梁时，对于较厚的喷射混凝土，可采取分层喷射方法施工。 粘粘 结结 强强 度度 为确

42、保锚喷混凝土和桥梁原有结构能够共同受力，其粘结强度是特别重要的。为确保锚喷混凝土和桥梁原有结构能够共同受力，其粘结强度是特别重要的。 一般需分别考虑其抗拉粘结强度与抗剪粘结强度。抗拉粘结强度是衡量锚喷混一般需分别考虑其抗拉粘结强度与抗剪粘结强度。抗拉粘结强度是衡量锚喷混 凝土在受到垂直于结合界面上的拉应力时保持粘结的能力，抗剪粘结强度则是凝土在受到垂直于结合界面上的拉应力时保持粘结的能力，抗剪粘结强度则是 抵抗平行于结合面上作用力的能力。实际上，作用在结合面上的应力，常常是抵抗平行于结合面上作用力的能力。实际上，作用在结合面上的应力，常常是 上述两种应力的结合，而不能简单区分。由于喷射时混凝土

43、混合料高速连续冲上述两种应力的结合，而不能简单区分。由于喷射时混凝土混合料高速连续冲 击受喷面，而且要在受喷面上形成击受喷面，而且要在受喷面上形成510mm厚的砂浆层后，粗骨料才能嵌人。厚的砂浆层后，粗骨料才能嵌人。 这样水泥颗粒会牢固地粘附在受喷面上，因而喷射混凝土与原结构表面有良好这样水泥颗粒会牢固地粘附在受喷面上，因而喷射混凝土与原结构表面有良好 的粘结强度，同时锚入原结构内的锚杆亦加强了新旧混凝土的粘结。国内外试的粘结强度，同时锚入原结构内的锚杆亦加强了新旧混凝土的粘结。国内外试 验资料表明，喷射混凝土与旧混凝土的粘结强度为验资料表明，喷射混凝土与旧混凝土的粘结强度为0.72.85MP

44、a，界面的抗拉，界面的抗拉 粘结强度为粘结强度为1.473.49MPa。 拱桥加固方法 锚锚 喷喷 混混 凝凝 土土 变变 形形 性性 能能 由于喷射混凝土水泥用量大、含水量大、又掺有速凝剂，因此比普通混由于喷射混凝土水泥用量大、含水量大、又掺有速凝剂，因此比普通混 凝土收缩大。同普通混凝土一样，喷射混凝土的收缩也是由其硬化过程中凝土收缩大。同普通混凝土一样，喷射混凝土的收缩也是由其硬化过程中 的物理化学反应以及混凝土的湿度变化引起的，其收缩变形又分干缩和热的物理化学反应以及混凝土的湿度变化引起的，其收缩变形又分干缩和热 缩。干缩主要由水灰比决定，较高的含水量会出现较大的收缩，而粗骨料缩。干缩

45、主要由水灰比决定，较高的含水量会出现较大的收缩，而粗骨料 则能限制收缩的发展。热缩是由水泥水化过程的温升值所决定。则能限制收缩的发展。热缩是由水泥水化过程的温升值所决定。 掺配速凝剂对喷射混凝土的收缩值影响很大。在同样的自然条件下养护掺配速凝剂对喷射混凝土的收缩值影响很大。在同样的自然条件下养护 ，掺加占水泥重，掺加占水泥重34的速凝剂的喷射混凝土的最终收缩率要比不掺速的速凝剂的喷射混凝土的最终收缩率要比不掺速 凝剂的大凝剂的大80。 喷射混凝土在硬化过程中的空气湿度和混凝土自身保水条件等，对喷射喷射混凝土在硬化过程中的空气湿度和混凝土自身保水条件等，对喷射 混凝土的收缩也有明显的影响。当喷射

46、混凝土在潮湿条件下养护时间愈长混凝土的收缩也有明显的影响。当喷射混凝土在潮湿条件下养护时间愈长 ，则收缩量愈小。如果喷射混凝土在硬化过程中，水分蒸发过快过多，当，则收缩量愈小。如果喷射混凝土在硬化过程中，水分蒸发过快过多，当 剩余水量少于继续水化所需的水量，则硬化过程就会暂时中止。这时，喷剩余水量少于继续水化所需的水量，则硬化过程就会暂时中止。这时，喷 射混凝土表面就会明显地产生网状收缩裂纹。射混凝土表面就会明显地产生网状收缩裂纹。 收缩变形是一个从混凝土表面逐步向内部发展的过程，它能引起内应力收缩变形是一个从混凝土表面逐步向内部发展的过程，它能引起内应力 和残余变形。所以，喷射混凝土后应及时喷水养生，保持喷射混凝土表面和残余变形。所以，喷射混凝土后应及时喷水养生，保持喷射混凝土表面 的湿润状态，则能够减缓收缩，减弱内应力，从而减少喷射混凝土表面开的湿润状态，则能够减缓收缩，减弱内应力，从而减少喷射混凝土表面开 裂的危害。裂的危害。 喷射混凝土的徐变变形是其在恒定荷载长期作用下变形随时间增长的性喷射混凝土的徐变变形是其在恒定荷载长期作用下变