小跨径石拱桥实用加固方法研究

单东旭

（河北省平泉县公路管理站，河北承德067500）

小跨径石拱桥实用加固方法研究

单东旭

（河北省平泉县公路管理站，河北承德067500）

阐述了石拱桥在我国桥梁中的重要地位，分析了国内外桥梁加固的发展情况，探讨了我国石拱桥常见的病害原因，研究了国内外常用的桥梁加固技术，并提出了对小跨径石拱桥的实用加固方法。

小跨径；石拱桥；加固方法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.026

1 引言

我国石拱桥的建设非常多，因为取材方便，造价低，是周围居民和相关企业进行桥梁建设时的首选桥型。但是，在桥梁维修和养护方面与国外先进的方法和理念还存在很大的差距，我国从古至今在对于石拱桥建设仅仅是建设，很少对已经建成的石拱桥进行定期的维修、养护，常在石拱桥出现影响通行问题后，才采取一定的维修措施，这对于石拱桥的使用寿命非常不利，只有培养定期检修、养护桥梁的意识，才能使我国的桥梁行业获得长效的发展动力。

2 石拱桥在我国桥梁中的重要地位

石拱桥是我国公路桥梁建设中的一块瑰宝，我国在公元前就有对于石拱桥的记录，而且我国最出名的石拱桥——赵州桥已经建立1400余年了，赵州桥仅有1个大拱，跨度为37.4m，在赵州桥建成后它就一直保持着石拱桥拱跨度最长的纪录，直到20世纪这个纪录才被打破，赵州桥至今还十分坚固并且通行效果良好。拱桥是我国各种桥梁类型中非常重要的一种桥型，且石拱桥占据的比重相当大，由此可见，石拱桥在我国桥梁中的重要位置。

3 国内外桥梁加固的发展情况

1）苏联、英国以及德国，在桥梁的修补加固上取得了不俗的研究成果，美国也对自己境内的各大小桥梁进行了加固和改造，几乎将所有的桥梁都提升到了高速桥梁的标准，发达国家对于桥梁的加固和改建工程基本已经完成，发展中国家对于此项目也在进行着不懈的努力，如印度对部分桥梁进行了加固和加宽工程，以期获得更好的通行能力，来促进经济的发展。

2）在我国，且不说位于偏远地区的石拱桥，仅位于经济发达地区和人员聚集地区的石拱桥很多都已经建成二三十年，甚至有的石拱桥已经建成上百年了，现在的承重量已经远不及刚建成时的承重量了，也不能满足周围行人车辆的通行需求，有着不同程度的交通风险和安全隐患。我国自新中国成立以来，曾对这批桥梁进行过加固改造，可是受到当时科技发展程度和经济能力的限制，加固和改造的效果并不尽如人意，所以我国很多石拱桥都是以一种受到病害侵袭的状态存在着。而且石拱桥并不仅是一种交通用的桥梁，很多年代久远的石拱桥还有着深远的历史文化气息，出于这方面考虑也需要对石拱桥进行加固和修复，采取相应的加固方法去保护这一份珍贵的历史文化遗产。

4 我国石拱桥常见的病害原因

石拱桥的长期使用，受到雨雪大风等极端天气的侵袭，或因为自身的结构原因给桥梁本身造成了很多病害，最常见的病害就是裂缝，有桥面裂缝、拱圈裂缝，有拱顶或拱脚裂缝还有腹拱裂缝。对于能够进行修补加固的石拱桥进行修补加固，而对于破败严重的，修补加固的投入比推倒重建的投入还要大的石拱桥直接推倒重建，提高了桥梁的质量等级。造成石拱桥裂缝病害的原因一般有3个：（1）地壳运动造成地基不稳，使石拱桥的地基出现了移动，移动所产生的拉伸作用超过了石材自身所能承受的应力，造成拱顶或拱脚发生裂缝；（2）因为石拱桥在施工过程中发生了操作失误的情况，石拱桥是由很多层平行的拱圈石砌成，在施工中圈与圈未注意交错搭接，很容易造成拱桥裂缝，并且拱圈裂缝对于石拱桥的危害非常大；（3）石拱桥上通行的人员和车辆的重量超过了桥梁自身的承受力，造成石拱桥的腹拱裂缝；（4）受到了外界因素的影响。石材是一种非常稳定的材料，其稳定性比混凝土的稳定性要高很多，但对石拱桥进行砌缝的材料就没有那么高的稳定性了，如极端天气的侵袭、温度的剧烈变化，会使砌缝材料受到影响，发生膨胀或者收缩，产生桥面裂缝和其他部位的裂缝。

5 国内外常用的桥梁加固技术

1）粘贴加固补强法。粘贴加固补强法可以对石拱桥的承受能力提升1倍左右，加固效果非常好，该加固方法是用环氧树脂将粘贴材料与石拱桥的拱圈粘贴成一个受力整体，对于一般的石拱桥施工周期仅仅需要2h，并且在加固工作完成第二天就可以通行，减少了对周围居民生活和工作上的影响。

2）内衬法。内衬法是对石拱桥的拱圈进行悬挂钢丝网，钢丝网与桥体的距离要尽可能地小，然后对钢丝网进行混凝土喷射，以达到对桥体加固的作用，这个方法对于施工的工艺要求较高，并且施工周期较长。

3）配重法。配重法对石拱桥进行加固，对于施工的精确度和操作性要求很高，一般适用于原设计的压力线与拱轴线有一定偏差或者桥梁经过多年运营后压力线与拱轴线偏离的情况。

4）缩短跨径法。石拱桥中最大的拱的跨径对于石拱桥的承受力的影响是很大的，增加石拱桥的承受力度，可以通过混凝土浇筑形成斜腿支撑在主拱圈上，这样就缩短了石拱桥的跨径，但是这个方法对于资金的投入要求较高。

6 小跨径石拱桥的实用加固方法

对于石拱桥传统的加固方式是利用混凝土喷射或浇筑，来达到对石拱桥的加固作用，虽然这种方法成本较低，可以减少资金的投入，但是运用这种方法对石拱桥进行加固后需要很长的时间去养护，不然会影响石拱桥加固的效果。还有一些国内常用的加固方法，对于工期的要求都比较长，所以只有选择粘贴加固补强法对石拱桥进行加固，才能满足缩短施工周期和养护周期的要求，并且不会改变石拱桥原有的桥体结构。粘贴加固补强法常用的3种粘贴材料分别是玻璃钢、碳纤维和钢板，从经济的角度来考虑，前2种材料的造价较高，不如钢板价格低廉；从材料强度、受力程度来看，前2种材料也没有钢板的强度和受力程度高，所以玻璃钢、碳纤维并不适用于石拱桥的加固，使用钢板对小跨径石拱桥进行粘贴加固，增强石拱桥的承重能力有着很大的优势。在进行石拱桥加固时，需要做好加固前的准备工作，先要对整个桥体需要用的钢板进行清洗，并且搭好施工架，对石拱桥进行加固时一般要粘贴2层钢板，这样加固完成后效果会更好，完成桥梁的加固工作后还要做好施工现场的清理工作。

7 结语

对小跨径石拱桥进行加固，可以切实降低石拱桥的安全隐患，延长石拱桥的使用寿命，并且还可以减少对于资金方面的投入；对于年代久远的石拱桥，在进行加固时需要注意保留其历史文化价值。综上所述，对于小跨径石拱桥实用方法的研究，可以促进我国桥梁行业的发展，还可以使我国桥梁行业获得先进的技术支持，对我国未来各项桥梁的建设提出了新的建设要求。

【1】史建勋.拱桥常见病害原因分析及处理方法［J］.甘肃科技,2009，25 (15)：131-132.

【2】丁国铭.旧石拱桥加固维修技术的应用［J］.山西建筑,2009(2):343-344.

【3】黄孝杰.某石拱桥的加固改造设计［J］.山西建筑,2010(5):352-353.

Analysis on Practical Reinforcement Methods of Small-span Stone Arch Bridges

SHAN Dong-xu
(HighwayManagementStationofPingquanCounty,HebeiProvince,Chengde 067500,China)

This article describesthe important position ofstone arch bridgesin China,analyzes the development of bridge reinforcement at home and abroad,then discusses the common reasons for defects of stone arch bridges,studies common bridge reinforcement technologies at homeandabroad,andputsfrowardpracticalmethodstoreinforcesmall-spanstonearchbridges.

small-span;stonearchbridge;reinforcementmethod

U445

A

1007-9467（2016）10-0057-02

2016-09-18

单东旭（1975～），男，河北承德人，满族，工程师，从事桥梁养护、维修加固研究。