摘要：伴随着我国科学技术的进步直接带动了建筑行业的迅猛发展。双曲拱桥是众多桥梁建筑中的一种，由于其结构新颖，美观轻巧，在20世纪60～70年代得到了广泛的应用。但由于建设初期对于载荷预估不足，导致双曲拱桥出现了许多病害，严重影响交通安全，因此，需要对其进行加固维修。基于此，本文主要对双曲拱桥旧桥加固施工技术进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：双曲拱桥；旧桥加固；施工技术
引言
随着工程领域的多样化发展，对于双曲拱桥加固改造也愈来愈重要。我国双曲拱桥多是在上世纪六十到七十年代修建的，这些拱桥的修改对我国交通领域的进一步发展就起到了重要促进作用。
1双曲拱桥的构造分析
拱桥作为较为古老的桥型，其承载力非常高，在实际建设所用的材料也非常的丰富，造型上尤为美观。在上世纪60、70年代我国的拱桥发展非常的迅速。双曲拱桥作为其中非常重要的应用类型，其桥型在设计的结构继承了砖石拱桥的优良传统，同时也进一步吸收了现阶段的钢筋混凝土桥的诸多优点，同时外观上具有一定的民族特色。在此过程中，利用两根配有钢筋的预制混凝土共性肋架设在桥台上，两肋之间的几根预制混凝土横杠直接完成相互的抵劳，然后在砖拱上浇筑混凝土，这样就能将多部分进行连接。双曲拱桥的构造以及施工特征也在施工中存在着稳定性不足的问题，一些双曲拱桥也会出现严重开裂，这对拱桥的使用寿命就会造成影响。
2双曲拱桥旧桥病害及其成因
2.1桥面病害及成因
双曲拱桥的桥面主要包括桥面铺装层、防水层、排水设施、栏杆以及桥头引道等设施。而桥面病害主要有桥面不平、破裂、栏杆断裂、残缺以及跳车等。桥面不平主要由于双曲拱桥建造的时间较早，大多采用的是沥青混凝土，其中钢筋用量较少，导致桥面刚度很低，在重载荷长期的持续碾压下，桥面易产生裂缝，造成破裂，从而形成不平。另外桥面不洁、脏物堆积，易导致遇水分膨胀而引起桥面破裂。栏杆断裂残缺大部分是由于交通事故后没有及时得到维修。桥头跳车主要是由于桥头引道内填土与桥梁结构物之间的不均匀沉降所引起的，或者由于桥面的伸缩缝不平或者出现损坏，使得桥面衔接处不平整，导致出现跳车。
2.2腹拱病害及成因
双曲拱桥旧桥的腹拱病害主要有腹拱圈裂缝、立柱或横墙裂缝以及盖梁底梁裂缝等。腹拱圈裂缝主要是由于腹拱结构的构件在设计时没有考虑到荷载与温度的变化，导致主拱变形或收缩，使得腹拱内形成较大内力而导致腹拱圈开裂。立柱或横墙裂缝主要是由于活载和温度的变化，以及混凝土的徐变收缩导致主拱圈的下挠，横墙或立柱出现拉裂现象。盖梁与底梁裂缝主要是由于桥梁结构的横向联系不足，一旦主拱圈发生不均匀变形，就会导致立柱发生沉降，进而引起盖梁或底梁产生裂缝。
2.3主拱圈病害及成因
主拱圈病害主要有环向、径向以及波顶出现裂缝等，环向裂缝主要是由于主拱圈截面的下部出现拉应力，一旦肋、波的结合面拉应力大于其极限拉应力时，就会导致环向出现裂缝;还有一种原因是因为肋、波结合面的剪应力大于其极限剪应力时，也会形成环向裂缝。径向裂缝主要是由于桥台出现水平位移，导致拱顶部位的正弯矩增加，而拱肋的拉应力大于其极限拉应力时所引起的波顶裂缝主要是因为波顶在整个桥体中属于最弱的截面，在混凝土的收缩作用下容易导致波顶开裂。
3双曲拱桥旧桥加固施工技术
3.1粘贴钢板加固法
这与黏贴碳纤维布的方法类似，即将钢板或者纤维黏贴到拱肋受拉边的区域并和其他构件形成一个整体，共同抵挡主拱圈下边的应力，减缓裂缝的产生和扩展。这种方法的优势就在于：它基本没有增大桥梁结构的体积和自身载荷；施工期较短，施工操作较为简单，施工质量也易控制。但是也有一些缺点：基本上对横向联系及刚度作用不大；黏贴钢板的牢固程度也不好把握，处置不当还有可能会起到相反的效果；钢板与混凝土的模量相差过大，当载荷作用时混凝土应变会程度快于钢板，并非能够得到预期成效；另外就是钢与空气及水分接触会起锈。
3.2增大拱肋载面加固法
增大拱肋截面加固法对于拱肋抗弯承载能力或抗裂能力不足的双曲拱桥旧桥有非常好的作用，通常采用增加拱肋截面积，或者增加拱肋的配筋率等方法来加固，同时还要加配主筋，以提高主拱圈截面的高度，从而增加其截面尺寸。这种方法造价低廉，能达到非常好的加固效果，且施工技术较为成熟，在双曲拱桥旧桥的维修加固中的应用较为广泛。
3.3增强复合材料加固法
针对双曲拱桥的混凝土构件承载能力不足的情况，可以采用增强复合材料的方法，比如可以将碳纤维用建筑结构胶粘贴在混凝土的构件表面，一旦桥梁构件的荷载增加，碳纤维会因为与混凝土构件而粘连一起，在协调作用力下共同受力，相应地也就提高了混凝土构件的承载强度，这种碳纤维是一种高强度的复合材料，不仅具有很好的耐久性，而且施工简便、粘贴牢固。
4工程案例
4.1概况
某双曲拱桥上部结构为（4×30）m空腹式等截面悬链线混凝土双曲拱桥，拱轴线系数为m=4.324。主拱圈由拱肋、拱波及拱板等组成，拱肋采用矩形截面，拱板为填平式。主拱圈净矢跨比为1/8，主拱圈全宽为7.8m，主拱圈全高0.85m。每片拱肋底宽为0.30m。拱波采用圆弧拱，净跨径为0.95m，厚0.06m，净矢跨比为1/3。拱上建筑由石砌横墙和石砌腹拱圈组成。腹拱圈为半圆弧拱，跨径为1.50m，厚0.30m。桥面铺装采用水泥混凝土路面。桥墩采用重力式桥墩。桥台采用浆砌块石U型桥台。该桥于2006年03月加固改造后通车，设计单位及施工单位不详，其加固后的设计荷载为汽-20级、挂-100。桥型布置图如图1所示
图1桥型布置图（单位：cm）
4.2加固改造方案及改造后受力分析
4.2.1加固改造方案
根据该双曲拱桥的病害情况，先对该桥各构件裂缝进行灌浆封缝处治，在对上、下游最外侧以及最中间2个拱波下的拱腹进行钢筋混凝土填充形成局部板拱，以增大主拱圈截面抗弯刚度，提高主拱圈承载能力，其加固设计如图2所示。
图2改造后主拱圈截面图
4.2.2加固改造后的受力分析
未加固改造之前，在计入损伤前后的模型计算分析中可知，在模拟双曲拱桥结构受力行为时，应正确计入双曲拱桥的损伤因素，否则难以达到真实反映桥梁结构的承载能力的效果。为了验证加固后主要控制截面的内力是否满足设计要求，加固后的箱型拱桥是否满足承载能力的要求，对加固后的双曲拱桥采用梁单元的有限分析方法进行模拟计算分析。加固后的各控制截面应力均产生了不同程度的下滑，下降变化最小为13.9%，变化最大为29.1%，表明双曲拱桥的结构受力行为在加固后得到明显改善，达到了加固改造的目的，能够保证桥梁的正常使用。
结束语:在我国许多的双曲拱桥旧桥由于年久失修，再加上设计建造以及自然因素等方面的原因，导致桥身出现许多病害。因此，必需加强加固施工技术的研究，从而对我国各个地区的双曲拱桥旧桥的病害处理以及维修加固，从而保证双曲拱桥旧桥的使用寿命。
参考文献
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论文作者:王富伟
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/28
标签：拱桥论文; 拱圈论文; 桥面论文; 裂缝论文; 病害论文; 截面论文; 混凝土论文; 《建筑科技》2017年第7期论文;