浅谈钢筋混凝土套箍技术在石拱桥加固中应用

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1、浅谈钢筋混凝土套箍技术在石拱桥加固中的应用　　摘要：根据目前大多数老石拱桥承载力普遍不足的现状，提出了旧桥加固的迫切性和重要性，通过拱圈套箍技术在实际工程项目中的应用，阐述了该技术对恢复和提高旧石拱桥承载能力的作用、优点及产生的效果。　　Abstract：Aimingatmostoftheoldstonearchbridgedonothaveinadequatebearingcapacity，thepaperpointsouttheurgencyandimportanceofoldbridgereinforcement.Itpre

2、sentstheapplicationofthearchcouplingtechniqueinpracticalprojects，describestherole，advantagesandeffectofrestoringandimprovingoldstonearchbridge’sbearingcapacity.　　关键词：石拱桥；承载能力；加固技术；拱圈套箍　　Keywords：stonearchbridge；carryingcapacity；reinforcementtechnology；archtraphoop　　中图

3、分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）10-0106-02　　1概述　　石拱桥是我国传统的四大桥梁基本型式之一，在我国的桥梁发展史上，出现较早，在20世纪50——80年代石拱桥得到大量的推广使用，受当时生产力水平的限制，这些石拱桥的设计荷载标准较低，桥梁承载能力也较小。而随着社会经济的快速发展，车辆迅速增多，特别是重型车辆的增加，使得大多数桥梁处于超负荷使用状态，因而出现严重的病害情况，甚至有的已成为危桥，如果继续使用将严重威胁行人和车辆的安全。然而，如果拆除重建又不仅耗资巨大，而且所花时间较长，对

4、车辆通行影响较大，而通过局部加固的方法来提高旧桥的承载力和荷载标准，则具有节省投资、减少工期等优点，社会、经济效益十分显著。如何加固改造旧石拱桥，提高其承载能力，确保交通运输安全，已成为目前乃至今后面临的一项重要任务。因此探寻经济合理的石拱桥维修、加固、改造技术具有十分重要的现实意义。　　2加固基本理论　　从受力角度额分析石拱桥在荷载作用下除了产生轴向的压力外，还承受荷载对石拱桥产生的弯矩和剪力，由于剪力对于石拱桥的影响较小所以拱桥解释以压弯构件作为承重结构。根据材料力学的基本原理有计算式为：σ=N/A±M/W（其中N—拱截面轴向

5、力；A—拱圈截面面积；M—拱截面弯矩；W—主拱圈截面抗弯弹性模量；σ—拱截面拉、压应力），由上面公式我们可以得出拱圈结构受力状况由拱圈材料的自身强度，拱圈截面的面积和抗弯弹性模量，荷载产生的内力（轴力、弯矩）三个要素决定。根据拱桥压弯构件结构体系的受力特征，为了提高拱圈的承载能力，应当通过减小拱圈的压应力来实现，根据上面公式我们通过增大主拱圈的截面面积以及增加主拱圈的强度达到减小拱圈拉应力提高主拱圈承载能力的目的。根据以上原理，我们采用较多的方法有：拱圈套箍加固法、调整拱轴线和压力线加固法、挂筋锚喷混凝土加固法、粘贴钢板（筋）或碳

6、纤维加固法。本文所论述的桥梁加固方法为拱圈套箍加固法。　　3钢筋混凝土套箍加固法的机理及优点　　目前对石拱桥主拱圈进行加固通常采用钢筋混凝土套箍封闭主拱圈技术，沿着主拱圈外环现浇增设一层钢筋混凝土套箍层，利用增大截面、断裂力学以及“套箍效应”三个机理达到提高原桥承载力的目的。操作过程如下：开挖原拱顶填料及拆除拱上建筑→冲洗干净→拱圈注浆加固→拱圈顶凿毛→拱圈植筋、铺设钢筋网→浇筑混凝土。开挖清洗后，若发现原拱圈有裂缝等损坏现象，在浇筑新拱圈前应先用高标号砂浆进行注浆等方法处理裂缝，另外加固拱圈的时候还应当考虑墩台受力是否安全等因素

7、。当多孔石拱桥均需要加设新拱圈时，在拆除拱上建筑过程中为了确保连拱结构的对称均匀受力应该特别注意保持两边对称、均衡、同步进行。拱圈套箍法不仅加固了拱圈，并且可以使存在裂缝的拱圈连成一个整体，同时也有利于拱桥的排水。与其它方法相比，该加固技术有以下的优点：　　①在三向受压的情况下结构的抗压强度将会提高，利用这一原理采用钢筋混凝土套箍环状比锚喷技术的加固桥梁的效果更为显著。②采用锚喷技术喷射出来的混凝土强度一般都较低，而刚劲混凝土套箍层由于采用现浇施工因此混凝土可以达到较高的强度，避免了锚喷技术的缺点。③从受力性能上来讲钢筋混凝土套箍

8、法也比锚喷法具有明显的优势。锚喷或碳纤维加固后还是主要由原拱圈承担加固层恒载，而钢筋混凝土套箍法加固后大部分的恒载是由复合拱圈共同承担的，这样就会使受力更加合理。④钢筋混凝土套箍法加固后由于套箍层混凝土的作用主拱圈的防水性以及抗风化性能大大提高，因