08-拱桥加固与改造方法.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,第八章 拱桥加固与改造,2,重庆交通大学,一、历史发展,拱桥是我国使用最广泛的桥型之一，在桥梁发展史上具有重要的地位。据统计，目前我国公路桥梁,60%,左右为拱桥这些拱桥大部分为,20,世纪七八十年代建设，设计荷载等级比较低；随着我同经济高速发展以及交通大件运输的需求，这些桥梁发生了不同程度的病害，一些结构性病害甚至危及到桥梁运营安全。如何确保低荷载等级桥梁的使用安全和如何捉高桥梁的荷载等级，是桥梁加固工作中的重要问题。,8.1 拱桥加固基本原理,8.1,拱桥加固基本原理,进行,加固,拱桥承载力不满足,拱桥整体性不满足,拱桥耐久性不满足,拱桥稳定性不满足,拱上建筑纵向连续或拱式腹拱考虑拱上建筑与拱圈联合作用,1,增大截面加固拱圈，应严格控制截面拉应力,3,因加固导致恒载增加时，应对拱座及基础进行验算,4,加固前应处理混凝土裂缝及钢管混凝土脱空等病害,2,加固条件,设计要点,加固条件及设计要点,4,重庆交通大学,二、结构受力特点,拱桥,基本,力学图式,拱式结构：以压弯构件作为承重结构,轴力N，弯矩M，剪力Q（影响较小）,8.1 拱桥加固基本原理,5,重庆交通大学,受力特点,拱桥主拱圈结构受力状况,取决于,轴力,N，,弯矩,M，,截面面积,A，,截面抗弯刚度,W（,E、I,）,拱桥加固方法：从上述决定因素（,N，M，A，E、,I,）入手，降低主拱圈截面应力,特别是,拉应力,，提高结构承载力,8.1 拱桥加固基本原理,6,重庆交通大学,8.1 拱桥加固基本原理,拱桥内力图,7,重庆交通大学,加固后拱桥的二次受力特性,加固结构属于二次受力结构。加固前原结构已有荷载作用（即第一次受力），内部存在一定的应力和形变；而加固一般是在未卸载或未完全卸载的条件下进行，新加的加固（增强）部分（以下简称加固层）在自身强度形成之后，才开始参与承担后来的新增荷载如活载。因此，加固层的应力和应变均滞后于原结构。,8.1 拱桥加固基本原理,8,重庆交通大学,8.1 拱桥加固基本原理,三、加固基本原理外因：改变结构性能，提高承载力,内因：改变结构体系，减小主拱圈内力，提高承载力,9,重庆交通大学,8.1 拱桥加固基本原理,外因：改变结构性能，提高承载力,增大主拱圈截面面积,A,，增加主拱圈的抗弯刚度,W（E,I）,对主拱圈喷射、现浇、外包混凝土等加固方法，增加截面面积，降低拱顶、拱脚等处的拉应力，使得,，从而提高承载力,降低主拱圈的轴力,N,对主拱圈粘贴钢板、钢筋、FRP，分担一部分拉力，使得主拱圈,跨中，保留拱顶部分填料最后拆除，防止主拱,冒顶、开裂,3.在主拱圈上面对称、均衡地浇筑钢筋砼加固层,4.对称、均衡地砌筑拱上建筑和桥面系,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,拱上建筑拆除,拱上建筑拆除应,按设计卸载程序,进行；,拆除过程中，应观测,1/4,、拱顶及其他控制断面的挠度和横向位移、结构开裂等情况；,发现异常必须立即停止施工,。,大跨径拱桥拱上建筑拆除施工应在,有效的监控,下进行,。,30,重庆交通大学,三、,增大拱肋截面加固法,用于钢筋砼拱桥主拱圈（肋）的加固补强,类似于梁式桥的,增大梁肋加固法,浇筑混凝土，或用环氧砂浆粘贴,8.2,增大拱圈截面加固方法,31,重庆交通大学,四、更换砌块加固法,用于,局部砌块松动、破碎、脱落等,的加固补强,逐个小批量,进行,色泽,要,一致,支撑,固定并用干硬性砂浆,砌筑,8.2,增大拱圈截面加固方法,钢筋混凝土拱桥加固,增设拱肋,：,横向连接加固,。,拱顶设置临时横向联系,主,要,内,容,墩台预埋拱肋主筋,支架现浇,预制安装,墩台凿除预留槽,结合面凿毛,底面钢筋应通长布置,横向主筋应与拱肋主筋可靠连接,8.2,增大拱圈截面加固方法,加固计算要点,吊架方式新增主拱圈截面混凝土恒载由原拱承担；支架方式新增主拱圈截面混凝土恒载由加固后的组合截面拱承担；加固中临时卸除荷载的恢复及使用荷载由加固后的组合截面拱承担。,增大主拱混凝土截面或在主拱圈上粘贴钢板和纤维复合材料加固时应分阶段计算受力。,采用混凝土增大主拱圈截面或在主拱圈上粘贴钢板或纤维复合材料加固时，根据平截面假定计算原拱圈和新增部分的应力。,计算参数,分阶段受力,吊架,/,支架,施工,内力（应力）,重分布,计算应考虑结构损伤、材料劣化、新旧材料的结合性能及材性差异等因素的影响。材料、几何等参数应通过实测确定。,增大主拱截面加固时，新浇混凝土与原混凝土或砌体结合面的抗剪能力应满足要求；应计入新增混凝土收缩徐变引起的结构内力（应力）重分布。,Unified&Flexible Administration,平截面假定,关键词,计算要点,拱桥加固方法与技术,34,三、加固计算,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,35,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,36,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,37,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,38,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,39,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,40,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,41,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,42,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,43,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,44,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,45,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,46,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,47,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,48,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,49,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,50,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,51,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,52,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,53,五、,加固实例,某县烽火桥横跨道水,，,5,孔连续,双曲拱石拱桥，汽1,3,，挂,6,0,病害：基础局部冲空、承台竖向开裂或向一侧倾斜、基础下沉等,，,桥面系主要病害为桥面下沉、栏杆及人行道系损坏等，拱肋出现裂缝，腹拱出现多条,裂缝,加固措施：,对桥墩基础周围冲刷、淘空部分用,15%C20,片石混凝土填满铺平，防止桥墩基础继续冲刷；在桥墩墩身外侧增加,15cm,厚,C30,钢筋混凝土,主拱圈加固：对主拱圈裂缝用环氧树脂灌浆封缝处理；在主拱圈拱肋两侧及地底面增加,15cm,厚,C30,现浇钢筋混凝土；在主拱圈拱波顶面增加,10,30cm,现浇钢筋混凝土；在原有横隔梁上增加,10cm,厚钢筋混凝土；在新增加立柱下增设横隔梁,重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,54,人工拆除主桥桥面系,拆除部分拱上建筑,（,腹拱圈拱波、腹拱拱肋、腹拱横隔板、立墙顶片石混凝土拱座等,),，保留横墙,在保留横墙外增加,8cm,厚,C30,现浇钢筋混凝土，同时在横墙顶根据设计标高要求增高横墙；在拱顶原实腹部分新做,C30,钢筋混凝土横墙；在所有墙顶做,C40,钢筋混凝土墩帽,新做桥面系,(,连续桥面板、桥面铺装、人行道、人行道栏杆、照明设施,),重庆交通大学,8.2,增大拱圈截面加固方法,工程概况,150m,预应力混凝土桁式组合拱桥,计算矢跨比为,1/8,已于,2006,年采取了限载通行,拱桥加固实例,8.2,增大拱圈截面加固方法,某桁架拱桥,主要缺陷,各构件开裂教严重,施工质量较差，钢筋布置欠合理,部件接头不密实，错位，节点夹泥,加固方案,实腹段体外预应力加固,空腹段下弦加大截面及横向体外预应力,采用型钢加固挑梁,裂缝灌浆、修补,拱桥加固实例,8.2,增大拱圈截面加固方法,某桁架拱桥,拱桥加固实例,8.2,增大拱圈截面加固方法,新增纵向预应力钢束构造,拱桥加固实例,8.2,增大拱圈截面加固方法,新增横向预应力钢束构造,拱桥加固实例,8.2,增大拱圈截面加固方法,型钢加固挑梁,60,重庆交通大学,8.3,粘贴加固方法,荷载作用下，主拱圈产生拉应力，导致主拱圈开裂、破损，丧失承载力，甚至跨塌；除了增大主拱圈截面减小拉应力的方法，还可以在主拱圈受拉区粘贴钢板、钢筋、FRP，分担一部分拉力，提高承载力。,粘贴,钢板,加固法,粘贴,钢筋,加固法,粘贴,GFRP、CFRP、AFRP,加固法,61,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,将钢板粘贴在主拱圈的受拉区或薄弱部位，按照主拱圈受拉开裂强度计算钢板的数量，沿全部拉应力范围加固，并向外延伸12m。,钢板分段粘贴，沿拱腹线成型，接头处搭接钢板或锚缝。,钢板在工厂加工成型，用环氧砂浆粘贴，固化前用膨胀螺栓固定。,全拱圈粘贴，间隔分肋粘贴,优点：,基本不增加结构尺寸；,不影响桥下净空；,同时封闭主拱圈裂缝。,62,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,63,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,二、加固计算,64,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,65,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,66,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,67,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,68,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,69,重庆交通大学,8.3,.1,粘贴钢板加固法,70,重庆交通大学,三、加固实例,加固实例1:,广东三多齐桥，双曲拱桥,病害：施工中拱顶产生裂缝，通车后裂缝扩展到25mm，几乎贯穿拱圈，侧墙与拱圈分离，竖向开裂,加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，拱顶粘贴钢板,8.3,.1,粘贴钢板加固法,71,重庆交通大学,加固实例2:,重庆开县黄家湾桥，石拱桥，建于清朝道光年间,主拱圈用糯米石灰浆砌筑,病害：主拱圈下缘出现纵向贯穿性裂缝,临时通行开县白鹤电厂240t的发电机组,加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，全拱圈粘贴二层钢板,8.3,.1,粘贴钢板加固法,72,重庆交通大学,8.3.2,粘贴钢筋加固法,粘贴钢筋多用于钢筋砼拱桥主拱圈（肋）的加固补强,施工工艺：,凿开保护层，露出主筋，用环氧砂浆把补强钢筋粘贴到主拱圈（肋）上，然后用环氧砂浆或水泥砂浆封闭，最后恢复保护层。,西藏岗嘎大桥,73,重庆交通大学,8.3.2,粘贴钢筋加固实例,加固实例3:,广西平山桥，双曲拱桥，无设计资料,病害：基础沉降、施工质量差、超载等，引起拱肋多处出现径向贯穿裂缝，0.21.2mm,加固措施：拱肋底面用环氧砂浆包裹钢筋加固,74,重庆交通大学,8.3.2,粘贴钢筋加固实例,加固实例4:,广西龙口桥，双曲拱桥，无设计资料,病害：施工质量差，通车不久多处开裂，超载引起裂缝扩展，3mm,加固措施：粘贴钢筋加固腹拱拱波，拱顶底部粘贴钢筋，并浇筑3cm厚的环氧树脂水泥砂浆，在腹拱原套筒拉杆间增设横向拉杆，加强腹拱的横向联系75,重庆交通大学,8.3.3,粘贴FRP加固法,GFRP，CFRP，AFRP,FRP多用于梁式桥的加固，近年来用于双曲拱桥、刚架拱桥等的加固,对主拱圈下缘、弦杆、拱脚等拉应力较大的部位粘贴FRP,76,重庆交通大学,8.3.3,粘贴FRP加固,实例,加固实例1:,海南省九曲江大桥，双曲拱桥，1969年建成,病害：由于桥台和桩基抗力不足，桥台向岸转动，导致拱轴变形，拱顶正弯矩、拱脚负弯矩过大，通车不久拱肋出现多条裂缝，0.30.6mm，拱顶下沉35cm。,加固措施：用环氧树脂浆灌注裂缝，粘贴玻璃钢、钢筋加固,77,重庆交通大学,8.3.3,粘贴FRP加固,实例,加固实例2:,南京长江大桥公路南引桥，双曲拱桥，1969年建成,病害：主拱拱波多处纵向裂缝，部分贯穿,加固措施：粘贴玻璃钢加固,78,重庆交通大学,8.4 调整,拱上建筑恒载加固方法,一、加固原理及设计要点,基本原理,：,通过调整拱上恒载的办法来调整压力线，目的在于使拱圈的压力线与拱轴线尽可能的接近以减小拱内弯矩内力,79,重庆交通大学,8.4 调整,拱上建筑恒载加固方法,一、加固原理及设计要点,设计要点,精确测量主拱圈实际线型，使得实际拱轴线与后期理论计算用拱轴线一致，从而为后期的各项工作的开展奠定良好的基础,加固设计过程中，应对恒载调整各个阶段的全桥内力进行分析；可以采用不同容重的拱上填料，改变拱上填料厚度或者在主拱拱背上增加配重等措施，来改变实际压力线的位置,调整恒载加固时，应当注意拱中轴力减小而恒载弯矩增加造成偏心矩过大的问题，重视在施工时拱圈线形的变化，防止在施工过程中因某些截面受力过大甚至造成桥梁在施工中的垮塌,80,重庆交通大学,8.4 调整,拱上建筑恒载加固方法,二、调整拱上建筑重量常用方法,用轻型拱上建筑取代腹拱式拱上建筑,将腹孔的重力式横墙挖空或改造成钢筋混凝土立柱,改变拱上填料厚度,预制的钢筋混凝土,T,梁、微弯板板或空心板等轻质桥面系代替腹拱体系,81,重庆交通大学,8.4 调整,拱上建筑恒载加固方法,施工工序,首先应对主拱圈的裂缝进行修补,从拱脚向拱顶对称拆除拱上侧墙，并挖除拱腔填料。若旧拱圈病害较严重，则应先在桥孔下架设拱架支住拱圈后，再对拱上建筑进行施工,对卸除恒载过程中拱腹重新出现的裂缝及拱背的裂缝进行修补,对截面尺寸较小、承载能力不足的拱圈应先加同补强；,重新砌筑空腹式或其它较为轻型的拱上建筑,铺设桥面铺装,82,重庆交通大学,调整拱轴线与压力线加固法,基本原理,对空腹式拱桥，腹孔墩以集中力作用在主拱圈上，恒载包含了集中力和分布力,恒载压力线与悬链线不再吻合，与三铰拱的恒载压力线有五点重合,空腹段：压力线在拱轴线之下,实腹段：压力线在拱轴线之上,压力线与拱轴线的偏离产生附加内力，导致拱顶产生负弯矩，拱脚产生正弯矩，与其控制弯矩相反，可改善主拱的受力状况,加固方法：协调拱顶、拱脚的弯矩,调整主拱圈内力加固方法,83,重庆交通大学,调整拱轴线与压力线加固法,加固方法：当拱顶、拱脚的弯矩相差较大时，可以通过调整拱轴线与压力线的位置，改善主拱圈的受力状况,施工工艺：,当拱脚负弯矩较大，拱顶截面尚有富裕时，可以减轻拱上填料厚度或桥面厚度，降低桥面系重量，或用轻质填料更换原重质填料，使恒载压力线上升，在全拱圈范围内产生附加正弯矩，从而减小拱脚负弯矩，提高承载力。,相反，可以增加桥面厚度，降低恒载压力线，减小拱顶的正弯矩，提高承载力。,调整主拱圈内力加固方法,84,重庆交通大学,调整拱轴线与压力线加固法,双曲拱桥加固注意事项：,对拱顶塌陷的双曲拱桥，不能随意采取增加拱上填料和桥面厚度的方法进行加固，需要进行详细的计算分析：,1.绘制拱顶、拱脚、1/4跨等控制截面的压力影响线,2.根据压力线和拱圈变形情况，调整拱上恒载分布,3.局部加大拱圈截面，调整实际拱轴线，使之与压力线趋于吻合,调整主拱圈内力加固方法,85,重庆交通大学,加固实例：,福建英溪大桥，双曲拱桥，1971年建成,病害：跨中下挠，错误地通过加厚填料来调平桥面，增加自重150t，进一步导致拱圈变形加剧，拱顶下沉50cm，实际拱轴线偏离压力线，拱圈严重开裂。,加固措施：,1.改变拱上恒载分布，调整压力线位置：降低桥面标高，减少拱上填料,2.调整拱轴线：增大拱圈截面,3.恢复拱圈截面强度：增加拱肋截面加厚拱板,注意事项：,对称、均衡,施工，保证主拱圈在施工过程中受力平衡，防止产生有害变形甚至跨塌,调整主拱圈内力加固方法,86,顶推加固法,建于软土地基上的拱桥易产生水平位移和沉降，导致拱轴线下降，拱肋开裂。顶推法可以使拱轴复位，调整主拱圈内力，恢复承载力。,重庆交通大学,调整主拱圈内力加固方法,87,重庆交通大学,顶推工艺：,1.在拱桥一端设立顶推横梁与拱肋相连，凿开拱脚与支座连接,2.安放千斤顶，沿拱轴线向上、向跨中方向顶推横梁，使拱圈变形,3.在拱脚与支座空隙间浇筑高强快硬水泥砂浆，固化后放松千斤顶,结构体系转换：,无铰拱单铰拱,调整主拱圈内力加固方法,88,重庆交通大学,顶推加固设计与施工,顶推横梁：把千斤顶推力,均匀,传递给主拱圈,顶推力的控制：千斤顶数量,顶推力 上部结构在拱脚产生的轴向力,顶推位移的控制：,1.根据实测位移量,2.根据拱顶下沉量和拱顶推力影响线计算,3.顶推直至桥上或缘石出现负弯矩,4.预拱度,顶推横梁：钢筋砼梁，钢梁,调整主拱圈内力加固方法,89,重庆交通大学,加固实例1:,江苏徐州万寨桥，刚架拱桥，1980年建成,病害：路基冲刷，拱顶下缘开裂，裂缝贯穿全肋，6mm，桥台下沉10mm，水平位移59mm,加固措施：顶推法调整拱脚位移,每条拱肋布置4台千斤顶,调整主拱圈内力加固方法,90,重庆交通大学,加固实例2:,安徽立新桥，双曲拱桥，1976年建成病害：桥台断面不足，产生水平位移和转动，导致拱顶下沉15cm，拱圈开裂。,加固措施：顶推桥台调整主拱位移,调整主拱圈内力加固方法,91,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,基本原理:,改变结构体系，降低主拱圈内力,适用范围：拱桥上部结构恒载过大，基础承载力不足，拱脚产生水平位移或转动，主拱圈产生变形，拱轴线发生变化,加固措施：调整拱上建筑布置，改变结构体系，改善主拱圈受力状况,92,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,梁拱结合体系加固法,施工工艺：,清除拱上建筑及填料，浇筑钢筋砼桥面板或预应力砼桥面板，拱式体系梁拱体系，增加主拱圈截面刚度，最终提高承载力,93,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,转换桥型加固法,将箱板拱、箱肋拱等腹拱式拱桥转换成拱桁结合拱,拆除拱上建筑，主拱圈承受全部恒载、活载，桁架腹杆以三角形为宜,将箱板拱、箱肋拱、双曲拱和石拱桥转换成刚架拱,若改造为桁架有困难时，可将拱上结构改为刚架拱,94,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,注意事项：,在拆除拱上建筑时，严格按照,对称、平衡,的原则，由跨中向拱脚对称进行，以防止主拱圈倒塌,95,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,加固实例1：,江苏南渡桥，双曲拱桥，1969年建成,存在问题：地震导致病害，交通量增加，需要拓宽桥面，提高承载力,加固措施：拆除拱上建筑，改建为斜拉杆式桁架双曲拱，将汽13提高到汽车20级,96,重庆交通大学,8.5 改变结构体系加固方法,加固实例2：,湖南浏阳明星桥，混凝土拱桥,存在问题：利用原有渡槽墩柱修建，由于施工质量问题，不能交付使用,加固措施：现浇混凝土桥面板，在拱顶将拱圈与桥面板固定，加强抗剪能力，消除对桥台的推力,97,重庆交通大学,8.,6,拱桥吊杆更换技术,吊杆是中下承式拱桥十分重要的构件。由于人们对吊杆的防腐、疲劳性能等认识不足，早些年建成的一些拱桥在使用过程中吊杆出现了锈蚀、破损等一些典型的问题，严重影响了拱桥的耐久性，埋下了安全隐患。,对于吊杆出现问题的拱桥，更换吊杆是解除拱桥安全隐患的有效办法。,98,重庆交通大学,86,拱桥吊杆更换技术,吊杆破损形式,吊杆防护措施失效,钢丝（索）与下锚头连接处的破损,短吊杆的破坏,吊杆破损的原因,构造不合理,疲劳破坏,更换吊杆施工：,安装临时吊杆、拆除原吊杆和安装新吊杆,99,重庆交通大学,8.,6,拱桥吊杆更换技术,更换吊杆施工,100,重庆交通大学,8.,6,拱桥吊杆更换技术,更换吊杆施工,找平块,下托梁,临时吊杆分级张拉,分级切割,旧吊杆,101,重庆交通大学,8.,6,拱桥吊杆更换技术,更换吊杆施工,挂索,安装上螺母,分级张拉新吊杆,施工监控,102,重庆交通大学,8.,6,拱桥吊杆更换技术,加固实例：,德阳市区某大桥，中承式提篮拱桥，1995年建成,病害：锚杯内均有积水甚至充满整个锚杯，下锚固钢丝有锈斑，吊杆外防护表面裂痕、鼓包、麻面情况较多；吊杆钢丝锈蚀严重。,加固措施,：吊杆更换,（一）某钢管混凝土拱桥,工程概况,2120,米中承式钢管混凝土拱桥,哑铃型钢管、高强钢丝吊杆,桥面系为简支纵横梁体系,加固方案,更换吊杆、调整桥面铺装标高,钢管拱肋、风撑防护,新增,K,撑,横梁及桥台裂缝灌浆、修补,拱桥加固实例,8.6,拱桥吊杆更换技术,新增,K,撑构造,拱桥加固实例,8.6,拱桥吊杆更换技术,（一）某钢管混凝土拱桥,钢管拱肋、风撑防护示意,拱桥加固实例,8.6,拱桥吊杆更换技术,（一）某钢管混凝土拱桥,吊带安装构造示意,拱桥加固实例,8.6,拱桥吊杆更换技术,107,一、,体外预应力加固,方,法,外部预应力加固法,缺陷：减小桥下净空，影响通航,石砌拱桥：双银锭腰铁锁牢整体拱圈,赵州桥,重庆交通大学,8.,7,其它加固方法与技术,108,二、,钢板箍、拉杆与螺栓锚固加固法,石拱桥可在1/2,1/4跨径处设置三道钢板箍或拉杆，用螺栓在拱底和拱侧面钻孔锚固，安装拉杆后旋紧拉杆端部的螺帽，向拱圈和侧墙施加预应力，以抑制裂缝发展。,加固实例：,广西钦州那利桥，石拱桥,拱圈纵向开裂，拱顶裂缝50mm,钢拉杆加固,英国利马桥，石拱桥，1912年建成,水泥灌浆、锚筋、钢拉杆加固,重庆交通大学,8.,7,其它加固方法与技术,109,重庆交通大学,三、,钢筋混凝土套箍封闭拱肋加固技术,在原拱脚外层环状封闭钢筋混凝土层进行加固。该加固方法沿拱脚增设一层钢筋混凝土套箍层，利用新增设钢筋混凝土套箍层与原拱肋的共同协调变形、承担活载，达到提高桥梁承载力、防水蚀、抗风化的目的。该技术的优点是：,可以不中断交通。,利用圬工材料在三向受压情况下其抗压强度将提高的原理，采用钢筋混凝土套箍环状加固桥梁。,钢筋混凝土套箍层采用现浇施工，可达到较高的混凝土强度，能克服喷射混凝土强度低的劣势。,8.,7,其它加固方法与技术,110,重庆交通大学,四、增设横系梁加固技术,增设横系梁能够加强拱肋之间的横向联系和整体性，提高拱肋间的横向刚度，使其整体受力性能得以提高，避免在偏、重荷载作用下单肋承受过大应力而发生过大的变形。,增设拱肋间横系梁,增设横向联系拉杆,增设立柱、纵梁间横系梁，以加强横向整体性,8.,7,其它加固方法与技术,1,、管内存在空洞时：通过钻孔浇筑聚合物水泥混凝土进行处理。,钢管混凝土拱桥加固,缺陷处理：,2,、管内混凝土脱空时：应用无收缩灌浆料填充。,8.7,其它加固方法与技术,112,重庆交通大学,8.,8,小结,拱桥加固的力学原理,拱桥加固的几种方法,增大截面,加固,法,粘贴钢板加固法,调整拱上建筑恒载加固法,改变结构体系加固法,加固方法的原理、设计方法、施工工艺,四、悬索桥、斜拉桥加固,加固,更换,悬索桥加劲梁、索塔或整体刚度不足,悬索桥吊索,(,杆,),索损伤或承载力不足,斜拉桥斜拉索损伤或承载力不足,斜拉桥主梁、桥塔或整体刚度不满足,悬索桥主缆不宜更换或加强,1,采用钢构件时应进行防腐涂装设计,3,主缆及锚碇、索鞍、锚头应进行可靠的防、排水处理,4,主缆或锚碇承载能力不足时可降低荷载等级使用,2,加固条件,设计要点,加固条件及设计要点,四、悬索桥、斜拉桥加固,加固方法,悬索桥常用加固方法,整体加固：,更换吊索（杆）,增设斜拉索,设置中央扣,加强加劲梁风构等,局部加固：,更换加劲梁构件,增大截面,粘贴钢板,粘贴纤维复合材料等,斜拉桥常用加固方法,整体加固：,更换斜拉索,增设辅助墩,增设纵、横向主梁限位装置,增设斜拉索减振装置等,局部加固：,增大截面,粘贴钢板,粘贴纤维复合材料等,四、悬索桥、斜拉桥加固,主,要,内,容,换索前桥梁全面检测,斜拉索更换,换索前结构分析计算,换索中严格控制索力,换索中进行全程监控,吊杆更换,1,、更换吊杆过程中，应连续监测桥面高程、吊杆内力及混凝土应力变化，新吊杆张拉应实行双控，以桥面高程控制为主，吊杆内力控制为辅。,2,、应对新换柔性索及刚性连接杆的尺寸、构造等据现场情况进行核对调整。,四、悬索桥、斜拉桥加固,斜,拉,索,更,换,安装新斜拉索,解除原斜拉索,四、悬索桥、斜拉桥加固,吊,杆,更,换,解除上锚头抽换吊杆,安装新吊杆,四、悬索桥、斜拉桥加固,主,要,内,容,系杆更换,悬索桥主缆维修,修复前应对主缆以及吊杆进行全面检查,对可更换系杆，拆除前应设置临时系杆,(,通过设计计算确定,),。,主缆索股的受力及松动现象,主缆索夹位置及固定情况,主缆缆套的外观情况,吊杆的连接、外观及受力情况,对不可更换系杆，旧系杆拆除及新系杆张拉应交叉分级进行。更换时系杆合力位置应基本保持不变。,四、悬索桥、斜拉桥加固,主,要,内,容,锚碇加固,质量检验与验收,加固锚室时应先处理裂缝及表面缺陷，如有渗水，应先处理渗水，并增加防水层。,压重不足时应压重，注意新旧混凝土的有效结合。,斜拉索更换质量检验,锚碇施工质量检验,吊杆、系杆更换质量检验,主缆防护质量检验,工程概况,240,m,的单跨钢桁架加劲梁悬索桥,悬索矢跨比为,1/10,华伦式钢桁加劲梁、门式桥塔,吊索：高强度镀锌钢丝,主缆：由19根高强镀锌索股组成,悬索桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,主要原因,桥区山体裂隙发育，影响锚室安全,主梁横向刚度过小，刚构件破损,吊杆及缆索破损，索力损失,塔顶索鞍偏位，抵死,悬索桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,加固方案,对钢桁梁局部增加钢构件，提高钢横梁的刚度,调整或更换部分吊杆及节点,更换桥面板及铺装层,对主缆进行除湿及防腐处理,悬索桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,工程概况,150m,吊拉组合型桥：,260（斜拉桥）168（吊桥）260（斜拉桥）,461m,悬索矢跨比为,1/10主缆：19股127丝,5,的无镀锌高强钢丝,吊索：85丝,5,的平行高强钢丝,某吊拉组合桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,缆索断丝,主缆渗水锈蚀,锚枕开裂,主要病害：,某吊拉组合桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,顶升更换支座（下为新增前墙）,加固方案,顶升更换支座,对沉降主塔区域进行排水处理,更换桥面铺装及伸缩缝,对缆索、吊杆及锚室进行,除湿及防腐处理,加固锚室并修补加劲梁,某吊拉组合桥加固实例,四、悬索桥、斜拉桥加固,修补加劲梁,五、钢桥及钢,-,混组合结构桥梁加固,进行,加固,构件强度不满足,构件疲劳不满足,构件变形不满足,稳定性不满足,加大截面法,(,加焊钢板、型钢,),粘贴碳纤维复合材料、加大连接强度、增设体外预应力、改变结构受力体系、减轻荷载及阻止裂纹扩展等方法。,钢桥,粘贴钢板，增加混凝土桥面板厚度，施加体外预应力或粘贴碳纤维复合材料等方法。,加固条件,加固方法,加固条件及设计要点,几何偏差不满足,钢,-,混组合桥,五、钢桥及钢,-,混组合结构桥梁加固,加固计算原则,加固钢桥结构可按下列原则进行验算：,结构内力分析时，应考虑结构的实际有效截面面积和结构加固受力特点，确保新增部分与原结构共同工作。计算截面抗弯承载力时，须考虑加固材料的应变滞后效应。,当采用新增杆件并导致结构体系发生变化或重量增加时，应对结构及桥梁基础进行验算。,对钢桥或钢,-,混凝土组合梁桥进行正常使用极限状态的应力、变形和疲劳计算时，应取用各种作用效应的标准值；对其承载能力极限状态的强度验算时，应取用各种作用效应的设计组合值。,1,2,3,主,要,内,容,钢桥加固施工宜卸载进行；加固时应减少焊接、钻孔等的影响,焊接加固,恒载下焊接：,应尽量避免采用长度垂直于受力方向的焊缝；,增加非横向焊缝长度连接时，原有焊缝应力不得超过焊缝强度设计值,锚栓更换,五、钢桥及钢,-,混组合结构桥梁加固,栓接加固,栓接增大截面加固,大型节点,10%,节点较少,逐个更换,尽量减少截面的过大削弱,主,要,内,容,更换（增加）构,件,可采用下列方法：,设临时支架，支撑节点进行卸载，然后更换受损构件或节点板；,也可用临时杆件或装置替代原杆件卸载。,五、钢桥及钢,-,混组合结构桥梁加固,裂纹修复,裂纹修复优先采用焊接方法；,用附加盖板修补裂纹时，宜采用双盖板；,对网状、分叉裂纹和破裂、烧穿的钢构件，宜采用嵌板修补。,尽量采用原型号相同产品，保持外观色泽一致。,钢桥的涂装,五、钢桥及钢,-,混组合结构桥梁加固,加固实例,工程概况：,某钢,T,梁桥牛腿区域长期在交变荷载作用下产生疲劳破坏。,加固方案：,改牛腿挂梁为简支梁。切割原牛腿疲劳区域钢板，补焊钢板，并重设支点。,