刚架拱改建双曲拱结构性能研究

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1、第35卷，第4期公路工程Vo1．35．No．42010年8月HighwayEngineeringAug．，2010刚架拱改建双曲拱结构性能研究杨占雄，张贤文(湖南省益阳市交通规划勘测设计院，湖南益阳4100)[摘要]介绍了双曲拱桥的特点、主要病害和常用的加固改造的方法和技术。通过工程实例，着重介绍了刚架拱改建双曲拱桥关键技术，且建立加固改造后的有限元模型对刚架拱改建双曲拱结构性能进行研究。[关键词】刚架拱；改建；双曲拱；结构性能；研究[中图分类号]U448．22[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(2010)04—0179—03ResearchOnStructuralPerfor

2、manceOfRebuildingDoubleCurvedArchBridgewithRigidFrameYANGZhanxiong，ZHANGXianwen(HunanProvinceYiyangCityCommunicationgsPlanningSurvey&Designinstitute，Yiyang，Hunan413000，China)荷载时有足够的强度。④由于拱圈施工化整为零、O引言集零成整，造成拱圈在构造上容易出现裂缝，且一般迄今为止，双曲拱桥仍旧是我国独有的、极具中配筋较少，故在长期荷载作用下出现缺陷较多。华民族气息与特点的桥型，其新颖、轻巧的外形，经1双曲拱桥的主要病害及

3、常用加固改造方济实用的结构，符合国人的审美观和价值观，也映衬法出其产生的时代背景，因而被认可和广泛应用。据不完全统计，在双曲拱桥问世后的十年内，全国就建1．1双曲拱桥的主要病害成4000多座，总长约30万延m。双曲拱桥由主拱双曲拱桥为我国公路桥梁事业的发展做出了重圈、拱上建筑和墩台几部分组成。根据桥梁宽度的大贡献，但是限于当时设计水平和荷载标准偏低，结不同，双曲拱桥主拱圈横截面可以做成单波、双波、构钢材用量少，双曲拱桥存在着先天不足，特别是在多波、悬半波和高低波。双曲拱桥的主要优点：①长期重荷载、大交通量的运营情况下，大部分双曲拱施工时化整为零，受力时集零为整。②工程造价桥都出现了不同程度

4、的病害，许多己成为危桥。如低、载重负荷大、施工方便、节省材料。③外观美何处理这类桥梁病害，是地方交通主管部门目前最观，曲线流畅，结构简单，技术易于掌握，有利于广泛为关注的问题之一。应用。④拱肋和拱波分段预制，因此可用轻型吊装下部结构主要病害及对原结构的影响。下部结设施安装，在缺乏重型运输工具和重型吊装机具下，构病害的主要表现形式有：基础局部冲空、承台竖也可以修建较大跨径拱桥。双曲拱桥的主要缺点：向开裂或向一侧倾斜、基础下沉等。这类病害在其①在施工中稳定性不足，断面抗弯性能较弱。②它型式的桥梁中也是常见的。下部结构的病害不仅双曲拱桥的构造和施工特点使它仍然难以适应大跨会影响到其本身的使用，而

5、且会影响到上部结构，使度和重载以及软土地基条件。③受力结构被分成产生较大的附加内力，使拱圈变形甚至于开裂，从而了几部分，使主拱结构复杂，削弱了其整体性，不能导致结构的受力体系发生改变。有效的确保在承受拱上建筑恒载、活载和其他附加上部结构主要病害及对原结构的影响。双曲拱[收稿日期]2010—01—1O[作者简介】杨占雄(1980一)，男，湖南益阳人，工程师，主要从事道路桥梁设计工作。180公路工程35卷桥上部结构的病害较多，主要有：拱波纵向开裂、拱2刚架拱改建双曲拱桥技术肋开裂、横系梁(横隔板)开裂或脱落、拱顶下沉、侧墙鼓胀外倾、拱上建筑(腹拱圈及横墙)开裂等。拱采用“改变结构受力体系，把双

6、曲拱旧桥改建波的纵向开裂是双曲拱桥最常见的病害。为刚架拱”的方法是对双曲拱桥加固改造的行之有桥面系的主要病害。桥面系主要病害为桥面下效的方法。通过将双曲拱桥拱上建筑结构体系转变沉、桥面不平、残缺和跳车、栏杆及人行道系损坏等。为刚架拱，且在顺桥向将双曲拱主拱圈与新的拱上1．2双曲拱桥的常用加固、改造技术和方法建筑组成整体受力结构，拱上建筑不再单纯地传递1．2．1加强主拱圈的改造技术荷载，而是参与承受荷载，在横桥向，通过微弯板与主拱圈是双曲拱桥上部结构的主要承重构件，现浇桥面组成整体受力结构，使结构轻型化既减少对其进行加强。能够整体提高桥梁的承载能力。①了自重荷载，又降低了附加力的影响，因此承

7、受能力增大截面法加固主拱圈。②粘贴碳纤维布法加固可大为提高。主拱圈。③粘钢板(筋)法加固主拱圈。④增强拱从受力特性、施工方法、经济效益等方面对用刚肋问横向联系法加固主拱圈。⑤改变截面形式法架拱改建双曲拱可行性的研究，可以得出：①刚架加固主拱圈。⑥体外预应力法加固主拱圈。拱相对双曲拱来说，内力分布更为均匀，有受力性能1．2．2调整拱轴线和压力线的改造技术更加合理，在相同截面下刚架拱的承载能力更强；拱轴线的形状不仅直接影响到