雙曲拱橋的檢測和健康評估

曹海洋

( 重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

隨著漫長的時間變化，加上多種因素的影響，新橋最后就變成了舊橋。隨著現在社會的前進發展，人口的增多帶來了交通量的增大。現在，小汽車已普遍的成為各家各戶必備的交通工具，加上運輸物質的重型汽車，就出現了超載這種情況，超載對橋梁造成了很大的危害。除此外，也有一些其他的原因。對那些舊橋梁進行加固和改造可以保證交通的正常運行，橋梁也有“改造、使用和老化”這三個階段的使用年限。公路橋梁的完工需要許多物資，所以費用十分的高，因為它在交通運輸方面很重要，所以人們需要想許多的方法來保證運輸方面的安全，在橋梁建造中，施工質量是需要嚴格保證的。盡管做到了這樣，但是外界的因素還是會影響到公路橋梁的健康。然而，這是一個不能逆轉的進程。就現在的狀況來看，要達到這個目的，還是很難的。

1 雙曲拱橋的簡單介紹

1.1 雙曲拱橋的發展

主拱圈和拱結構是雙曲拱橋的兩個主要組成部分。主拱圈包括拱肋、拱波、拱板和橫向聯系構件等。由于主拱的形狀在垂直和水平方向都呈弧形，所以叫雙拱橋。化整為零成“和”零為全套的兩個階段，是需要經驗的過程中建設的主要拱。“化整為零”的意思是采取整體分辨率為拱的一部分，拱波和組成的三部分主拱板分別進行施工，然后在一起。第一個要求是分段預制拱肋、折疊拱肋和橫向接觸構件框架，在預制拱肋混凝土上澆筑形成的拱波，最后在拱浪澆注混凝土拱板上，構成主拱圈。因此，對于雙拱橋主拱，為組合截面。在水平方向上，拱波彎曲，一方面，不僅可以節省鋼材的消耗，而且還可以充分利用砌體的材料抗壓強度，另一方面，不僅可以提高剛度的部分，而且還節省砌體材料。

1.2 雙曲拱橋的現狀

為了促進交通發展，我國開始修建雙曲拱橋是在六七十年代這段時間內，但其不足之處在于：雙拱橋的施工不能充分發揮其優勢；在施工的質量上，變化大；當時設計的荷載標準不高，有點偏低；事實上，鋼筋用量太少等等。隨著目前的發展，交通流變大，車輛荷載也隨之增加，由于長期超載和大流量的影響，基本上所有的雙曲拱橋都有不同的病害，有的雙曲拱橋病害嚴重，已被拆除重建，簡單想想，這是最佳的方案，但是需要的投資非常大，如果橋位不變化的話，會造成持久的交通中斷結果。所以，對絕大多數雙曲拱橋來說，進行加固和改造還是很有重要的意義。

2 雙曲拱橋的病害原因

2.1 設計標準低不能達到車輛荷載的要求

由于設計標準低，但隨著社會的發展，車流量增大己成為不可改變的事實，車輛荷載也在增大，所以長時間的超載行車便造成了橋梁的病害，導致了橋梁的破壞，影響了正常行車。我國的公路橋梁剛開始荷載標準不高，經過修改了后，便得到了提高。除了那些在明國時期修建的標準低的橋梁外，在建國之后，經歷了很多次的大改，但最后得到的結論是：公路橋梁荷載標準還是不高，以至于無法符合現在的汽車荷載標準。

2.2 洪水、地震自然災害引起橋梁的破壞

自然災害對橋梁的破壞方面來說，洪水和地震是影響最大的。橋梁的洪水災害是非常大的，不僅發生了廣泛的地區，而且發生的頻率也非常頻繁。泄洪橋主要表現在礫石河床存在于地下室的橋墩被沖空，導致地下室進入橋墩懸空狀態，形成傾斜，影響橋梁的安全；還有就是原來的河床比較寬，因為橋孔受到了壓縮，水流與橋孔沒有之前的順，經常會發生洪水沖垮橋頭的現狀，也有可能會沖斷橋頭兩端的路堤，影響了交通的正常運行。

3 雙曲拱橋的加固和改造技術

3.1 上部結構的加固和改造技術

3.1.1 橋面補強層加固法

鋼筋混凝土層的橋梁，在正常情況下，舊橋先刪除，形成一個整體的原梁，從而提高主梁的性能（增加有效高度，增大截面抗壓強度）和改善荷載橫向分布系數，進一步完善承載能力的橋梁。因此，橋面加固法在梁橋加固中得到了廣泛的應用。

3.1.2 增大截面和配筋加固法

增大截面和配筋的方法是加固橋梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性的一種方法。增大梁底截面或邊截面增大尺寸，增加鋼的主要配筋量，從而提高梁的高度和抗壓強度，從而提高橋梁的承載力。增大截面和配筋的方法在梁橋和拱橋加固中得到了廣泛的應用。

3.2 下部結構的加固和改造技術

3.2.1 擴大基礎加固法

擴大基礎加固法就是把橋梁的基礎進行加固，具體說，就是擴大底面積。這種方法用于承載能力不足或者埋置很淺的基礎，而且墩臺是磚石或者混凝土剛性實體的基礎。地基強度的驗算才能確定擴大基礎的面積。

3.2.2 增補樁基加固法

當橋梁墩臺基底下面有軟土層或沒有到堅硬土層時，就會發生沉陷的情況；當磚基礎的深度不夠時，水流的沖刷會使樁發生傾斜。這些因素都會使橋梁的結構受到影響，從而橋梁的使用及年限也受到了削減。采用增補樁基加固法可以增強樁基的穩定性，在樁基的旁側打孔，把預制的混凝土樁打入，幫助原來的基礎一起承載。

4 雙曲拱橋的未來展望

本文對雙曲拱橋進行了簡單的描述，包括了它的產生、發展和現在的狀況。我們不僅知道了雙曲拱橋的構造，也認識到了在現實中的狀況。對那些危舊雙曲拱橋進行了分析，包括病害成因和受力的情況，總結出了一些行之有效加固的方法。對雙曲拱橋進行安全評估的標準是：檢測它的撓度。看它是否符合要求來確定橋梁的健康狀況。其中，提出了一種綜合加固方法，即：把拱上面的建筑物進行結構體系的改變，以及局部對主拱圈進行加大，把這些方法結合在一起加固，可以滿足我們的預期目的。在加固完成后，進行了荷載試驗的驗證，結果說明了這種加固方法實用可行，而且效果也十分顯著。這對以后的橋梁加固起到了促進作用，值得廣泛推廣和運用。

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