刚架拱桥的病因分析及加固改造

近三十几年，我国的道路建设蓬勃发展，修建了四通八达的的高速公路，在公路的建设中考虑到某些地区的地理特征和施工的难易性及成本的问题，于是采用了结构简单、建造方便、成本较低的高架拱桥。

但由于原材料的质量问题、施工中的种种原因和这些年不断加重的交通负担，使这些拱桥出现了不同程度的病害，极度地影响了桥梁的使用和行车安全。

▋我国大多数高架拱桥普遍存在的病因

1.1桥面最初铺设的混泥土层开裂，存在不同程度的纵向和横向的裂缝，伸缩缝也遭到严重破坏；

1.2人行道板和栏杆混凝土开裂，钢筋严重锈蚀，栏杆基座混凝土开裂，钢筋外露；

1.3数道中间横隔板端头与拱肋松动，少数接头完全损坏；

1.4大部分微弯板的跨中位置有纵向裂缝，一些微弯板可从下面观察到被雨水渗透的痕迹，一些微弯板拱脚支点处出现局部压碎破损及松动情况，一些接头严重甚至完全损坏；

1.5弦杆的边腹孔外弦杆简支端,小节点附近,中腹孔大、小节点附近1~2m有严重超限弯剪、弯曲裂缝、剪切裂缝,裂缝开展高度基本与弦杆相当。跨中段竖向弯曲裂缝。弦杆为边腹孔主要承重构件,这给行车直接带来了安全隐患；

1.6桥面裂缝

桥面出现裂缝，有的裂缝较大，大多的裂缝属于微弯板接缝开裂或板本身裂缝而反射到桥面上，形成有纵、横向的裂缝。同时，桥面的负弯矩区也出现较严重开裂，裂缝加多逐渐变宽，加剧了桥面的病害，在桥面出现坑槽，行车受到极大影响。

▋导致病因的主要原因

2.1当桥梁的承载能力大于超载时，桥的各个部分还能正常工作。但这几年车辆超载量严重，载重量是车自身重量的几倍、十几倍、甚至达到几十倍，导致桥面桥面路况严重受损，桥面会对车造成振动，冲击，桥面就会发生巨大变形，导致桥面的某些截面承受力下降，桥的各部分薄弱的环节开裂。

2.2整体的刚度差

桥的结构简单，轻型，再加上又是预制安装，导致主拱肋微弯板、混凝土填平层及桥面铺装间的连接强度不足；横向、纵向刚度均弱,易变形。长期承载超重车，各构件裂缝；拱腿脱落,主次拱腿与节点连接处开裂的现象。

2.3微弯板间的现浇段施工缝强度弱，长期受车辆的挤压，易出现裂缝，严重时甚至破裂，使微弯板的紧密型发生改变。

2.4施工中出现质量问题

由于刚架拱桥多采用预制、简单方便、迅速的施工方式。所以在实际施工中难免会出现质量问题。如使用的混泥土标号低、配筋较少、构件淡薄，微弯板与拱片间结合不平整,横系梁的焊接钢板接头不牢固等这些质量问题，必会对桥的安全埋下隐患，减少桥的使用寿命。

2.5桥梁使用时间长，有的桥梁使用了二十几年，一直都缺少养护或养护的力度不够，桥梁在超负荷工作，多年未对其进行养护，使一些细微的问题逐渐加重，最终形成巨大严重破坏桥梁使用质量，影响行车安全的问题，最后出现严重，悲剧性的安全事故。

2.6在预制安装的微弯板之间纵向没有钢筋连接，在主拱肋上搭接宽度不够，板与板的横向连接不够，导致在负弯矩区纵向刚度和强度不足，从而造成整体刚度和强度不足，当车超重驶过桥面时其容易开裂；同时预制板块之间连接不好，在超重车的作用下，连接缝扩散到桥面上，致使桥面产生裂缝。

▋对桥梁进行加固改造措施

3.1对桥梁进行加固

原来的桥梁厚度不够而且桥梁内部为空心，因此，当车超载驶过桥面时，桥面会发生摇晃。在加固时，除保留原来的桥梁外，对主拱腿、斜杆上进行加固。增加横梁处受力钢筋的数目，并浇注混泥土。

3.2对拱片实腹段进行加固

使用粘贴纤维的方法粘贴钢板带加固现弦杆底面，指点附近在弦杆的侧面粘贴钢板带来抗剪加固，在主、次拱腿节点处粘贴异型钢板，几个已经断裂的次拱腿，需将其移除后建模再浇注。

3.3对桥墩加固

主要通过增加桩基根数，扩大墩柱的截面等.对于严重开裂的拱脚、主节点、次节点处，要想办法加固，保证其刚接质量。

3.4在桥所有的裂缝处用注胶的方式来修补裂缝裂缝防止其继续扩大。

3.5补强加固法

对那些受损不是很严重还能继续使用一段时间的桥梁，可对其采用补强加固的方法。对常见的桥面的表层损害、拱片、横系梁上少数的保护层脱落，桥台拱座出现细小裂缝进行修补，加固。即所谓的桥体养护工作，进而使其能继续正常工作。

3.6在对桥开展加固改造前先对桥做一次全面，系统的检查，对桥面做一个细致、彻底的摸底，掌握刚架拱桥存在的所有的病害，确保毫无遗漏。对桥体未出现病因但设计存在漏洞的地方，要防范于未然，应及时联系设计单位进行设计补充。

3.7为延长刚架拱桥的使用寿命除需进行加固改造外，还需注意日常养护维修。

定期检查主要受力部位是否出现裂缝，并跟踪调查裂缝的发展情况。

桥面要保持平整，出现坑洼时要立即修补，以防跳车使桥梁产生较大的冲击和振动。

桥面产生裂缝时，需迅速灌浆封闭，防止裂缝处神水腐蚀主要受力钢筋。

▋结语

由于刚架拱桥结构简单，施工简便，节省材料，建设过程中能节约大量的成本，所以在全国范围内得到广泛应用。

但由于施工中采用的原材料不合格，施工过程不规范出现的质量问题以及这些年来日益增加的交通压力，原有的桥梁结构，桥梁截面，桥梁便出现了各种病因，无法满足现在交通的需求，急需对桥梁进行加固改造。

通过对桥梁、拱片实腹段、桥墩加固，对还能受损不严重的桥梁进行补强加固，来增加结构的承受力；通过加强对桥梁的日常养护来增加桥梁的使用寿命。

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