一、概述
由于歷史的原因,北京市郊區(qū)交通公路基礎設施較為落后,公路等級較低。隨著改革開放和社會經(jīng)濟的發(fā)展,以2008年奧運會為契機,北京市組織實施了郊區(qū)公路改造工程,全面提升路網(wǎng)水平,北京市的公路建設得到前所未有的發(fā)展。
隨著公路的改建與大修,郊區(qū)公路上的橋梁的狀況得到了明顯的改善。但由于設計、施工等方面的原因,仍有一些橋梁在使用年限內(nèi)就產(chǎn)生了病害,危及行車的安全暢通。而郊區(qū)的山區(qū)公路拱橋占有很大比例,針對我市橋梁病害的實際情況,我們組織設計術人員對北京郊區(qū)的危橋進行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)在郊區(qū)的危橋中雙曲拱橋占35%左右的比例,本文在準確分析病害產(chǎn)生原因的基礎上提出了改造加固措施并予以實施。
二、拱橋病害情況及原因
針對北京郊區(qū)幾座雙曲拱橋調(diào)查,發(fā)現(xiàn)除了混凝土結構物共存的一些病害外,雙曲拱橋普遍現(xiàn)狀如下:
1.等級偏低,橋的強度、剛度、寬度不夠,不能滿足現(xiàn)在的交通要求
2.拱肋出現(xiàn)裂縫
主拱圈的裂縫可以分為縱向縫、徑向縫兩大類:
縱向縫是產(chǎn)生與拱肋和拱波的結合面上,平行于拱軸線方向的裂縫,其產(chǎn)生的原因主要是主拱圈整體性差和橋臺水平位移較大所致?v向縫分為法向拉力縱向縫和剪力縱向縫兩種。法向拉力縱向縫多出現(xiàn)在拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段,剪力縱向縫出現(xiàn)在拱角附近剪力較大的區(qū)段。
徑向縫是垂直于拱軸線方向的裂縫,主要有拱肋徑向縫和拱背徑向縫兩種,拱肋徑向縫產(chǎn)生在拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段,往往是由于橋臺發(fā)生過大的水平位移,拱頂部位正彎矩大大增加,拱肋的拉應力超過極限拉應力所致,拱背徑向縫多產(chǎn)生在拱角附近負彎矩大的區(qū)域,橋臺發(fā)生過大的水平位移也常出現(xiàn)拱背徑向縫。考試大精心編輯
3.腹拱破壞
在對郊區(qū)危改拱橋的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的拱橋腹拱都不同程度的被破壞,尤其在腹拱與橫強交接的部位,常常破碎,這是因為腹拱圈預制分塊太多以及勾縫水泥砂漿標號過低,致使其整體性差,在載荷反復作用下必然導致各腹孔產(chǎn)生不同程度的縱、橫向裂縫。
4.拱波破壞
舊橋的拱波大部分是預制彎板,板板之間只通過沙漿進行聯(lián)系,由于聯(lián)系薄弱容易形成單板受力,拱波容易被壓壞而出現(xiàn)裂縫,隨著裂縫的擴展拱波容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
5.橫系梁破壞
由于橫向聯(lián)系薄弱,主拱圈容易出現(xiàn)偏載橫系梁由于和主拱圈是剛結受力巨大,容易出現(xiàn)應力超限而被拉壞。
6.橋面系病害:
造成橋面破碎的原因主要有兩個方面,一是缺乏基層,拱橋上填料厚薄不一,對面層的剛性不一,沉陷不一,沙礫填料只能算橋面的墊層,具有足夠的強度但是整體性能差,二是重車交通量增長,加劇了橋面的病害。
另外,材料性能不好,施工工序或施工加載不正確、氣溫條件的影響也是產(chǎn)生和加劇病害的主要原因。
由于歷史的原因,北京市郊區(qū)交通公路基礎設施較為落后,公路等級較低。隨著改革開放和社會經(jīng)濟的發(fā)展,以2008年奧運會為契機,北京市組織實施了郊區(qū)公路改造工程,全面提升路網(wǎng)水平,北京市的公路建設得到前所未有的發(fā)展。
隨著公路的改建與大修,郊區(qū)公路上的橋梁的狀況得到了明顯的改善。但由于設計、施工等方面的原因,仍有一些橋梁在使用年限內(nèi)就產(chǎn)生了病害,危及行車的安全暢通。而郊區(qū)的山區(qū)公路拱橋占有很大比例,針對我市橋梁病害的實際情況,我們組織設計術人員對北京郊區(qū)的危橋進行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)在郊區(qū)的危橋中雙曲拱橋占35%左右的比例,本文在準確分析病害產(chǎn)生原因的基礎上提出了改造加固措施并予以實施。
二、拱橋病害情況及原因
針對北京郊區(qū)幾座雙曲拱橋調(diào)查,發(fā)現(xiàn)除了混凝土結構物共存的一些病害外,雙曲拱橋普遍現(xiàn)狀如下:
1.等級偏低,橋的強度、剛度、寬度不夠,不能滿足現(xiàn)在的交通要求
2.拱肋出現(xiàn)裂縫
主拱圈的裂縫可以分為縱向縫、徑向縫兩大類:
縱向縫是產(chǎn)生與拱肋和拱波的結合面上,平行于拱軸線方向的裂縫,其產(chǎn)生的原因主要是主拱圈整體性差和橋臺水平位移較大所致?v向縫分為法向拉力縱向縫和剪力縱向縫兩種。法向拉力縱向縫多出現(xiàn)在拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段,剪力縱向縫出現(xiàn)在拱角附近剪力較大的區(qū)段。
徑向縫是垂直于拱軸線方向的裂縫,主要有拱肋徑向縫和拱背徑向縫兩種,拱肋徑向縫產(chǎn)生在拱頂附近正彎矩較大的區(qū)段,往往是由于橋臺發(fā)生過大的水平位移,拱頂部位正彎矩大大增加,拱肋的拉應力超過極限拉應力所致,拱背徑向縫多產(chǎn)生在拱角附近負彎矩大的區(qū)域,橋臺發(fā)生過大的水平位移也常出現(xiàn)拱背徑向縫。考試大精心編輯
3.腹拱破壞
在對郊區(qū)危改拱橋的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的拱橋腹拱都不同程度的被破壞,尤其在腹拱與橫強交接的部位,常常破碎,這是因為腹拱圈預制分塊太多以及勾縫水泥砂漿標號過低,致使其整體性差,在載荷反復作用下必然導致各腹孔產(chǎn)生不同程度的縱、橫向裂縫。
4.拱波破壞
舊橋的拱波大部分是預制彎板,板板之間只通過沙漿進行聯(lián)系,由于聯(lián)系薄弱容易形成單板受力,拱波容易被壓壞而出現(xiàn)裂縫,隨著裂縫的擴展拱波容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
5.橫系梁破壞
由于橫向聯(lián)系薄弱,主拱圈容易出現(xiàn)偏載橫系梁由于和主拱圈是剛結受力巨大,容易出現(xiàn)應力超限而被拉壞。
6.橋面系病害:
造成橋面破碎的原因主要有兩個方面,一是缺乏基層,拱橋上填料厚薄不一,對面層的剛性不一,沉陷不一,沙礫填料只能算橋面的墊層,具有足夠的強度但是整體性能差,二是重車交通量增長,加劇了橋面的病害。
另外,材料性能不好,施工工序或施工加載不正確、氣溫條件的影響也是產(chǎn)生和加劇病害的主要原因。