双曲拱桥的检测和健康评估

曹海洋

( 重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400074)

随着漫长的时间变化，加上多种因素的影响，新桥最后就变成了旧桥。随着现在社会的前进发展，人口的增多带来了交通量的增大。现在，小汽车已普遍的成为各家各户必备的交通工具，加上运输物质的重型汽车，就出现了超载这种情况，超载对桥梁造成了很大的危害。除此外，也有一些其他的原因。对那些旧桥梁进行加固和改造可以保证交通的正常运行，桥梁也有“改造、使用和老化”这三个阶段的使用年限。公路桥梁的完工需要许多物资，所以费用十分的高，因为它在交通运输方面很重要，所以人们需要想许多的方法来保证运输方面的安全，在桥梁建造中，施工质量是需要严格保证的。尽管做到了这样，但是外界的因素还是会影响到公路桥梁的健康。然而，这是一个不能逆转的进程。就现在的状况来看，要达到这个目的，还是很难的。

1 双曲拱桥的简单介绍

1.1 双曲拱桥的发展

主拱圈和拱结构是双曲拱桥的两个主要组成部分。主拱圈包括拱肋、拱波、拱板和横向联系构件等。由于主拱的形状在垂直和水平方向都呈弧形，所以叫双拱桥。化整为零成“和”零为全套的两个阶段，是需要经验的过程中建设的主要拱。“化整为零”的意思是采取整体分辨率为拱的一部分，拱波和组成的三部分主拱板分别进行施工，然后在一起。第一个要求是分段预制拱肋、折叠拱肋和横向接触构件框架，在预制拱肋混凝土上浇筑形成的拱波，最后在拱浪浇注混凝土拱板上，构成主拱圈。因此，对于双拱桥主拱，为组合截面。在水平方向上，拱波弯曲，一方面，不仅可以节省钢材的消耗，而且还可以充分利用砌体的材料抗压强度，另一方面，不仅可以提高刚度的部分，而且还节省砌体材料。

1.2 双曲拱桥的现状

为了促进交通发展，我国开始修建双曲拱桥是在六七十年代这段时间内，但其不足之处在于：双拱桥的施工不能充分发挥其优势；在施工的质量上，变化大；当时设计的荷载标准不高，有点偏低；事实上，钢筋用量太少等等。随着目前的发展，交通流变大，车辆荷载也随之增加，由于长期超载和大流量的影响，基本上所有的双曲拱桥都有不同的病害，有的双曲拱桥病害严重，已被拆除重建，简单想想，这是最佳的方案，但是需要的投资非常大，如果桥位不变化的话，会造成持久的交通中断结果。所以，对绝大多数双曲拱桥来说，进行加固和改造还是很有重要的意义。

2 双曲拱桥的病害原因

2.1 设计标准低不能达到车辆荷载的要求

由于设计标准低，但随着社会的发展，车流量增大己成为不可改变的事实，车辆荷载也在增大，所以长时间的超载行车便造成了桥梁的病害，导致了桥梁的破坏，影响了正常行车。我国的公路桥梁刚开始荷载标准不高，经过修改了后，便得到了提高。除了那些在明国时期修建的标准低的桥梁外，在建国之后，经历了很多次的大改，但最后得到的结论是：公路桥梁荷载标准还是不高，以至于无法符合现在的汽车荷载标准。

2.2 洪水、地震自然灾害引起桥梁的破坏

自然灾害对桥梁的破坏方面来说，洪水和地震是影响最大的。桥梁的洪水灾害是非常大的，不仅发生了广泛的地区，而且发生的频率也非常频繁。泄洪桥主要表现在砾石河床存在于地下室的桥墩被冲空，导致地下室进入桥墩悬空状态，形成倾斜，影响桥梁的安全；还有就是原来的河床比较宽，因为桥孔受到了压缩，水流与桥孔没有之前的顺，经常会发生洪水冲垮桥头的现状，也有可能会冲断桥头两端的路堤，影响了交通的正常运行。

3 双曲拱桥的加固和改造技术

3.1 上部结构的加固和改造技术

3.1.1 桥面补强层加固法

钢筋混凝土层的桥梁，在正常情况下，旧桥先删除，形成一个整体的原梁，从而提高主梁的性能（增加有效高度，增大截面抗压强度）和改善荷载横向分布系数，进一步完善承载能力的桥梁。因此，桥面加固法在梁桥加固中得到了广泛的应用。

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桥梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性的一种方法。增大梁底截面或边截面增大尺寸，增加钢的主要配筋量，从而提高梁的高度和抗压强度，从而提高桥梁的承载力。增大截面和配筋的方法在梁桥和拱桥加固中得到了广泛的应用。

3.2 下部结构的加固和改造技术

3.2.1 扩大基础加固法

扩大基础加固法就是把桥梁的基础进行加固，具体说，就是扩大底面积。这种方法用于承载能力不足或者埋置很浅的基础，而且墩台是砖石或者混凝土刚性实体的基础。地基强度的验算才能确定扩大基础的面积。

3.2.2 增补桩基加固法

当桥梁墩台基底下面有软土层或没有到坚硬土层时，就会发生沉陷的情况；当砖基础的深度不够时，水流的冲刷会使桩发生倾斜。这些因素都会使桥梁的结构受到影响，从而桥梁的使用及年限也受到了削减。采用增补桩基加固法可以增强桩基的稳定性，在桩基的旁侧打孔，把预制的混凝土桩打入，帮助原来的基础一起承载。

4 双曲拱桥的未来展望

本文对双曲拱桥进行了简单的描述，包括了它的产生、发展和现在的状况。我们不仅知道了双曲拱桥的构造，也认识到了在现实中的状况。对那些危旧双曲拱桥进行了分析，包括病害成因和受力的情况，总结出了一些行之有效加固的方法。对双曲拱桥进行安全评估的标准是：检测它的挠度。看它是否符合要求来确定桥梁的健康状况。其中，提出了一种综合加固方法，即：把拱上面的建筑物进行结构体系的改变，以及局部对主拱圈进行加大，把这些方法结合在一起加固，可以满足我们的预期目的。在加固完成后，进行了荷载试验的验证，结果说明了这种加固方法实用可行，而且效果也十分显著。这对以后的桥梁加固起到了促进作用，值得广泛推广和运用。

[1] 谌润水,胡钊芳, 帅长斌. 公路旧桥加固技术与实例[M] . 北京: 人民交通出版社, 2002.

[2] 杨文渊, 徐 D . 桥梁维修与加固[ M] .北京: 人民交通出版社, 2000:61-71.

[3] 中华人民共和国交通部.公路旧桥承载能力鉴定方法( 试行) [ M] . 北京:人民交通出版社, 1990.

[4] 袁伦一, 鲍卫刚. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[M] . 北京: 人民交通出版社, 2005

[5] 中华人民共和国行业标准. JT J073— 96 公路养护技术规范. 北京: 人民交通出版社, 1996

[6] 李亚东. 既有桥梁评估方法研究. 铁道学报, 1997 , 19(3): 25 ～ 28

[7] 中华人民共和国行业标准. 公路旧桥承载能力鉴定方法(试行). 北京: 人民交通出版社 , 1988

[8] 陈少文, 袁金海, 许均良. 公路桥梁损伤等级评价与处置对策系统研究。中南公路工程, 1997, 22(4): 32～ 34