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原文传递双曲拱桥病害分析及加固技术研究

论文题名：	双曲拱桥病害分析及加固技术研究
关键词：	双曲拱桥;桥梁加固;桥梁病害
摘要：	双曲拱桥是在我国60～80年代广泛修建的拱桥桥型，具有截面挖空率高，用材省，便于少支架，无支架施工等优点，但同时也存在整体性与耐久性差的问题，目前该桥型已基本淘汰，但大量使用中的双曲拱桥存在维护，加固与改造问题。本文以双曲拱桥为研究对象，论述了双曲拱桥的受力特性，分析双曲拱桥的常见病害及原因，介绍了几种常见的加固方法，并重点介绍了顶推加固法的计算评价，设计与施工，为双曲拱桥的设计与施工提供了参考。双曲拱桥是我国创造的拱桥桥型，第一次在拱圈截面上采用曲线形，打破了一千多年以来只是矩形的传统，上部构造的轻型化引起拱桥的下部构造的尺寸亦得以减少，地基承载力要求亦得以降低，双曲拱的出现使拱桥实现了无支架施工，并由此基础上发展了转体施工法、悬臂施工法。双曲拱桥具有拱桥构造的一般特性，比斜拉桥抗风性能好，用钢量少，无支架施工方便，充分利用了地基的竖向承载力和水平承载力。在受力上，双曲拱桥自重轻，拱脚处有水平推力，水平推力使结构在荷载作用下产生的弯距大大降低，也使对结构材料抗拉性能的要求大大降低：同时，双曲拱桥主拱圈横截面由数个小拱组成，在横向和纵向上均呈曲线型，其截面抵抗距比相同截面的实体板拱圈为大。在构造上，双曲拱桥存在主拱圈的可组合性与整体性之间的矛盾，拱波对桥横向强度要求的一致性和拱肋横向连接强度的不均匀性之间的矛盾。双曲拱桥在长期的运营过程中，由于环境因素、材料、荷载加重等原因，会产生各式各样的病害，主要有由于双曲拱桥水平推力不足和稳定性差，使双曲拱桥产生桥台水平位移，直接导致了拱顶下沉，拱轴线变线，桥面积水的危害；在横载，活载作用下，由于双曲拱桥存在结构缺陷，双曲拱桥容易产生拱肋与拱波结合面处的环缝，波顶处的纵缝，拱肋的径向缝，拱脚截面，拱背径向缝；由于主拱圈变形，排水不畅，材料强度不足等问题，拱上建筑也容易损坏。针对这些病害，双曲拱桥常见的加固方法有不影响原结构的尺寸，技术含量高的粘贴钢板或加筋加固法；增大截面加固法，常见的包括增大拱肋截面，加厚拱板，-拱波，增加拱圈整体性加固法；也可以采用调整横载加固法，通过调整双曲拱桥的恒载分布，也可以改变实际压力线的位置，使其与拱轴线吻合：或增设拱肋加固法，新肋可加在拱波波顶下缘，也可加在拱波连接处的下缘，即将无肋双曲拱桥变为有肋双曲拱；改变结构体系加固法，当拱上建筑损坏严重，在主拱圈质量有保证的情况下，可将原拱上建筑拆除，以原主拱圈为下弦杆，增设腹杆和上弦杆后，改建为桁架拱桥，当立柱无钢筋则改造为桁架有困难，可将拱上结构改造为刚架拱。本文重点介绍的顶推法加固双曲拱桥主要解决由于地基承载力不足引起的桥梁墩台的水平位移，扭转不均匀沉降以及由此引起的拱顶下沉、拱轴线变位较大、拱脚开裂等病害。顶推法加固双曲拱桥时，采用实测调查与分析计算相结合的旧桥评定方法。该方法是评定既有双曲拱桥上部结构现有技术状况的主要方法，既适用于检验现有双曲拱上部结构是否具有设计的承载能力，也适用于检验能否提高承载能力，包括结构分析计算评定：当桥台水平位移较大时，对双曲拱桥主拱圈进行分析评定，考虑开裂引起内力重分布时结构承载能力非线性分析评定，拱脚截面强度评定。本文对顶推法的施工工艺要点，分水平顶推量的确定，顶推方案的选择，顶推设备设计，施工工艺及工序进行了介绍。在本文最后一章，列举了山东省鱼城惠和桥的加固与施工监控实例。
作者：	朱钰
专业：	建筑与土木工程
导师：	郝宪武;万振江
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文