板拱、肋拱及箱形拱桥加固

所谓板拱、肋拱及箱拱主要是按主拱圈截面形式分的，此处主要指上承式拱桥，跨径可小可大，小的10几米，大的如箱形肋拱可达420米，构造形式繁多，花样多变，但很多病害现象大致相同。

常见问题有：

（1）主拱圈的拱顶下缘及侧面横向裂缝及拱脚上缘及侧面的横向裂缝，如下图。这主要是这两个截面的抗弯强度不足，其具体原因较多，如尺寸偏小，配筋不足，拱轴线不合理、墩台不均匀沉降或向路堤方向滑动或转动、超重车影响、整体性差、施工质量差等引起。如果裂缝的上、下缘位置与上述相反，常为墩台向桥孔方向滑动或转动；

（2）主拱圈（板拱圈）或腹拱圈出现纵向裂缝，如下图。常伴有墩、台帽或帽梁纵向裂缝，如果裂缝大致居中，可能是墩、台基础的上、下游不均匀沉降引起，如果只是边拱箱接缝处开裂，一般是接缝的连接不好，整体性差，偏载作用下边拱箱受力变形较大引起；

（3）主拱圈局部出现混凝土碎裂，脱落等破坏现象，一般出现在压应力较大的地方，如边角处、等截面拱圈的拱脚附近等，材料的抗压强度不够，引起劈裂或压碎，或者是内部钢筋生锈膨胀所致；

（4）主拱圈拱脚处的径向裂缝，主要是材料抗剪强度不足引起；

（5）双曲拱桥的拱波顶出现纵向裂缝或拱肋与拱波连接处环向开裂，多为各肋间横向联系弱，整体性差，横截面的组合不合理，墩台横向不均匀沉降等所致；

（6）拱上排架、梁、柱开裂，特别是短柱两端开裂压碎，靠墩、台或实腹段的腹拱圈的拱脚、拱顶开裂经侧墙到桥面，侧墙与拱圈连接处脱离及侧墙的其它裂缝，如下图。主要原因为短柱及腹拱圈未设铰，相应位置的侧墙及桥面未设变形缝，在主拱圈变形或墩台位移作用下拉裂；

（7）桥面纵向裂缝，常伴有横向联系竖向开裂，特别是跨中横向联系开裂严重，说明桥梁的横向整体性差，荷载横向分布不好；

（8）主拱圈采用分段预制拼装时，接缝处也可能出现裂缝；

（9）拱肋采用钢管混凝土时，钢管表面可能会出现收缩状褶皱，或管内有空洞、离析，常为钢管厚度不足，套箍作用部分散失，以及钢管格构布置不合理，管壁加劲肋不足等引起。

可选的加固方法有：

（1）因主拱圈为偏心受压构件，如果出现拱顶、拱脚横向开裂或局部压碎，最好采用从拱腹面或拱背面增大截面的方法加固，如凿毛原混凝土表面、植筋和布筋后浇筑混凝土或喷射混凝土，特别是拱脚处裂缝，需要在墩台帽中植入钢筋，再增大拱脚段截面，如下图：

其次可采用粘贴钢板或纤维复合材料，但应注意拱腹粘贴材料过长，受弯后产生径向撕裂作用的问题。在中、小跨径拱桥中还可考虑体外预应力加固，但应考虑对其它部位的影响。还可采用减轻拱上建筑自重，如更换填料、或挖除填料及侧墙改拱式腹孔为全空腹式梁板腹孔来减轻主拱圈负担，如下图，但主拱轴线形有所变化，应注意验算。如果是墩台位移引起的病害，且还在继续发展，则应先加固墩台，消除病因。

（2）对主拱圈或腹拱圈出现的纵向裂缝，墩、台帽纵向裂缝及墩、台身竖向裂缝，如裂缝继续发展，则须先加固基础及其它下部结构，拱圈裂缝应视缝宽大小，采用灌浆封闭，增大截面，横向粘贴钢板或纤维复合材料。或增设多道钢箍，并尽量做成封闭箍，或通过钢拉杆，施加横向预应力等方法加固，如下图。

（3）对双曲拱桥拱波顶或拱肋与拱波连接处的纵向裂缝，应加强或增设横向联系，增大拱肋或拱板截面或者增加拱肋数量，减轻拱上建筑自重，如更换腹拱和实腹段的填料，改横墙式腹孔墩为立柱式腹孔墩，改拱式腹孔为梁板式腹孔等，如下图。如果是墩、台横向不均匀沉降引起的开裂，则应先加固地基。

（4）对拱上矮立柱上下端裂缝，最好改成缩颈铰，让它能适当转动，如下图。对于靠近墩台及实腹段的腹拱圈拱脚或拱顶裂缝，如果裂缝较宽至断裂或两侧有明显高差，则要考虑折除重建为三铰或两铰腹孔，否则可暂不管它，但相应位置处侧墙及桥面的变形缝要设置好，不然会漏水；

（5）对桥面纵向开裂及横向联系竖向裂缝，应加强结构的横向整体性，如加大或增加横梁，结合翻新桥面，适当加厚混凝土铺装层厚度、提高标号、增强桥面横向配筋，有填料的拱桥，将填料挖除并改为现浇混凝土等方法加固；

（6）对主拱圈接头不好产生的裂缝可采用灌缝、植筋连接或补焊连接等方式加强；

（7）对钢管混凝土钢管表层的折皱，最好采用外包一层钢筋混凝土增大截面，或加密格构间的缀体板，或增加管壁加劲肋。对管内空隙则要钻孔注入环氧胶浆或水泥浆充满； 

 （8）对拱顶下挠过多，底面横向开裂的拱桥，可采用体外预应力索在拱圈弹性中心以下部位的拱背上设锚座张拉，使拱顶产生负弯矩及反拱度，如下图，但拱脚处也同时产生负弯矩，应加大拱脚段截面来处理，体外索的具体位置及张拉力大小应根据拱圈内力（主要是弯矩） 的变化反复试算后确定；

（9）对肋拱、双曲拱等因拱脚水平位移及下沉造成主拱圈变形过大及开裂，拱轴线与压力线严重偏离，采用其它补强措施难于奏效时，可采用拱脚顶推复原调整拱轴线的方法改善拱圈受力，但此法技术复杂，风险大，成本也不低，较少采用。

（10）以上各种加固方法中，若对拱上建筑进行改造或对主拱圈增大截面时，在卸载和加载过程中应注意单孔和多孔间的均衡对称性，保证拱圈及墩台的稳定。

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知识点：板拱、肋拱及箱形拱桥加固