第六节 改变结构体系加固方法与技术
一、改变结构体系加固概念
改变结构体系加固，实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，例如：在简支梁下增设支架或桥墩；或把简支梁与简支梁加以连接，从而由简支梁变为连续梁；或者在梁下增设钢桁架等的加劲梁或叠合梁；或者改小桥为涵洞等，以提高桥梁的承载能力。
改变结构体系的方法很多，但往往皆要在桥下操作，或设置永久设施，因而影响桥下净空。因此，要在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。
该法由于加固效果较好，因此，目前这是一种解决临时通行超重车辆常见的加固措施。重车通过后，临时支墩可以随时拆除，故对通航、排洪影响不大。
二、简支梁变为连续梁加固法
如上所述，采用在简支梁下增设临时支墩，或把相邻的简支梁加以连接的方法，可改变原有结构物的受力体系，由简支梁变为连续梁。
将多跨简支梁的梁端连接起来，变为多跨连续梁，以改善结构的受力状况，提高桥梁的承载能力，其基本做法如下：
（1）掀开桥面铺装层，将梁顶保护层凿除，使主筋外露，并将箍筋切断拉直。然后，沿梁顶增设纵向受力主筋；钢筋直径和根数依梁端连接处所受负弯矩大小而配置；
(2)浇注梁顶加高混凝土和梁端接头混凝土；
(3)拆除原有支座，用一组带有加劲垫板的新支座代替原有的两个支座；
(4)重新做好桥面铺装。
用临时支架加固时，改变了原简支梁桥的受力体系，支点处将产生负弯矩，故必须进行受力验算。此法由于缩短了桥梁跨径，使桥梁承载能力得到提高。
例如，山东省潍县潍河大桥，为26孔跨径20m钢筋混凝土T梁桥，设计标准为汽一13、拖一60。T梁出现严重裂缝，不能满足通过400t大型平板车通行要求，决定进行加固。加固前检查，T梁出现严重裂缝，但下部构造完好。具有足够承受重载通行能力。经多方案研究比较后，决定对中部24孔的各片T梁梁肋下加设钢筋混凝土斜撑作承托，使原来的简支梁体系转换成撑架桥式体系。斜撑下端支承于台顶承面，水平夹角50o21´；上端35cmX35cm。中部没有相同断面的系梁。托梁长10.80m，断面为25cmX40cm。而边孔则在跨中加设两个钢筋混凝土立柱：将简支梁体系转换为3孔连续梁体系。
斜撑的位置由该点T梁截面所容许承担的弯矩和剪力来确定，在恒载和活载组合的情况下，控制新加支点处不出现负弯矩。T梁按三跨弹性支承连续梁验算。
后采用了如图2-17所示在梁下设置钢筋混凝土斜腿钢架的方法进行加固，从而提高了桥梁承载能力，顺利地通过了400t大型平板车。
图2-17梁下设置斜腿刚架改造结构体系加固法
三、加劲梁或叠合梁加固法
采用加劲梁或叠合梁以增强主梁的承载能力，也是常用的改变桥梁结构体系的一种加固法。加劲梁或叠合梁的形式有多种，如图2-18所示。
图2-18加劲梁或叠合梁加固法
采用加劲梁和叠合梁加固时，应根据加固时结构体系转换的实际受力状态，分清主次，进行合理的抽象和简化，得出计算图示，进行补强计算。因实际结构比较复杂，各种结构部分之间存在着多种多样的联系，而决定联系性质的主要因素是结构各部分的刚度比值。故新旧结构体系可依据相对刚度大小分解为基本部分和附属部分，以分开计算其内力，如分为主梁与次梁、主跨与副跨，并注意略去结构的次要变形，从而得到较简明的力学图式。
四、改桥为涵加固法
对于跨径较小的桥梁，在不影响通航和排洪能力的情况下，可采用改桥为涵的方法进行加固，如图2-19所示。涵洞的形式可采用圆管涵、拱涵等形式，因构造简单。这里就不一一赘述了。
图2-19改梁为涵的构造示意
第三章 拱桥加固与改造
第一节 拱桥加固与改造的基本原理
一、拱桥基本力学图式
拱桥的基本力学图式，如图3-1所示。拱式桥梁在荷载(恒载、活载)作用下，除了承受荷载产生的轴向压力外，还承受荷载对其产生的弯矩和剪力，由于剪力影响相对较小，所以拱式结构是以压弯构件作为承重结构。根据材料力学的基本原理，其计算式为：
式中：σ——主拱截面拉(压)应力；
N——主拱截面轴向力；
A——主拱圈截面面积；
M——主拱截面弯矩；
W——主拱圈截面抗弯几何弹性模量。
由此可见，拱式桥梁主拱圈结构受力状况由三个要素决定，即荷载(活载、恒载)作用产生的内力(轴力、弯矩)、主拱圈截面的面积和抗弯惯性矩或几何抗弯弹性模量，以及主拱圈材料的自身强度。当车辆荷载增加、超限、超载车辆行驶，对桥梁引起的内力超过主拱圈材料强度的允许范围时，势必造成主拱圈受拉部位开裂、破损，承受力下降，成为危桥，或者随着运营年限增加，各种因素作用导致材料性能恶化、强度降低，也将造成原桥承载力下降，开裂破损成为危桥。
二、加固基本原理
尽管目前桥梁加固方法和技术“百花齐放”，方法很多，但归纳起来不外乎属于从外因和内因两个角度对桥梁结构进行加固补强。
1.从外因角度是通过结构的性能改变提高主拱圈的承载力
（1）增大主拱圈截面面积
对主拱圈采用喷射混凝土、现浇混凝土、外包混凝土等加固方法，都是属于此类加固技术和方法。从式(3-1)可知，采用增大主拱圈截面的方法加固，其目的是当荷载等级不变的前提下，减小主拱圈截面承受的拉应力，当荷载等级增加时，保持或适当减少主拱圈截面承受的拉应力，保持在主拱圈材料性能承受范围内，即σ<[σ]，从而达到加固主拱圈、提高承载力的目的。
（2）增加拱圈的强度
对主拱圈采用环氧树脂砂浆(胶浆)粘贴钢板、钢筋、玻璃钢、碳纤维布、芳纶纤维布等高强度材料，增加主拱圈的强度都是属于此类加固方法和技术。从式(3-1)可知，采用增加主拱圈强度的方法加固，其目的是当荷载等级不变或荷载等级增加时，增加主拱圈的强度，使荷载对主拱圈产生的拉应力小于补强材料的强度，即σ<[σ]，从而达到加固主拱圈，提高承载力的目的。
2.从内因角度就是采用改变结构体系、减轻拱上建筑恒载重量提高主拱圈的承载力。
（1）改变结构体系，减小主拱圈的内力
采用梁拱结合共同受力的方式，或将原桥重力式拱上建筑改变为轻型的桁架或刚架，减轻主拱圈承受的恒载重量、减小主拱圈承受恒载内力，根据式(3-1)可知，从而减小了拱圈承受的拉力，既σ<[σ]，从而与上述加固的方法一样，可以达到加固主拱圈、提高承载能力的目的。
（2）减轻拱上建筑恒载重量，减小主拱圈的内力
采用减轻桥面系自重和减轻拱上建筑自重，减小主拱圈承受的恒载内力，也可以达到减小主拱圈承受的拉应力，达到加固主拱圈，提高承载力的目的。
综上所述，无论采用何种加固方法和加固技术，无论采取改变主拱圈外部条件或改变桥梁自身状况，调整主拱圈承受内力的途径，基本原理都是为了减小主拱圈承受拉应力。对于抗压性能极好的圬工或钢筋混凝土拱桥，减小了主拱圈的拉应力，也就意味着提高了主拱圈既原桥的承载能力，殊途同归而已。随着科学技术的不断进步和发展，将还有更多的桥梁加固新材料、新技术不断的涌现和问世，促进桥梁维修、养护、加固和技术改造。
第二节 增大主拱截面加固方法与技术
当主拱圈承重构件的断面不足，或施工质量不佳，或墩台地基沉降，或桥梁长期超载运营等原因引起开裂、变形时，一般可采用增加主拱截面的方法加固。最常用的方法是：用钢纤维混凝土、钢筋混凝土、钢筋钢纤维混凝土，或钢筋钢丝网钢纤维混凝土(简称三钢混凝土)加大主拱圈的厚度，亦可用钢筋混凝土外包石拱桥、双曲拱桥的拱肋截面，或在双曲拱肋波背部加盖钢筋混凝土倒槽形板，或用预制拱肋加固桁架拱等。
一、拱圈加固厚度拟定
加筑新拱圈以前，要对需要新加拱圈厚度进行估算。其厚度一般根据原有拱圈的厚度及使用情况，加上桥梁荷载等级所需厚度进行综合考虑后决定，即把所需厚度减去原有拱圈厚度，再加上安全厚度(由原桥使用情况决定)，最后就得出新加拱圈的厚度。由荷载等级确定的拱圈厚度，除可参考有关设计资料外，根据多年大量修建的实践经验，可按以下几种情况，分别用下列经验公式估算。
1.中、小跨径的石拱桥，拱圈厚度可按式(3．2)估算：
(3-2)
式中：Lo——拱圈净跨径(cm)；
d——拱圈厚度(em)；
m——系数，一般为4．5-6，取用m值时随矢跨比的减小而增大；
k——荷载系数，对于汽车—15级k=1．1；汽车—20级k=1．2；汽车—超20级k=1．35。
2．大跨径石拱桥，拱圈厚度用式(3-3)估算：
等截面拱：
(3-3)
式中：d——拱圈厚度(m)；
Lo——拱圈净跨径(m)；
m1——系数，一般为0．016—0．020，跨径越大，所用系数愈大；
k——荷载系数，同前。
变截面拱：
拱顶厚度：
(3—4)
拱脚厚度：
式中：dd、dj——拱圈的拱顶、拱顶厚度(m)；
Lo——拱圈净跨径(m)；
m2-一系数，一般为0．13—0．17，跨径越大，所用系数越大；
k——荷载系数，同前；
c——与拱厚系数n有关的系数(n值可查有关手册求得)。
N=0.6时，c=1.3—1.4；n=0.5时，c=1.4-1.5；n=0.4时，c=1.5。
混凝土预制块砌筑的实体板拱，拱圈厚度可参考上述估算公式算出，然后适当减小10-15％。对于预制混凝土空心箱拱圈的厚度可按式(3-5)估算；
(3-5)
式中：d——拱圈厚度(cm)
Lo——拱圈净跨径(cm)。
式(3-5)是从荷载等级为汽—10级的已建成箱拱桥的统计资料中总结出来的经验公式，使用时应视具体情况作适当增减。此外，适用于荷载等级为汽车—10级的砖、石拱桥拱圈厚度，见表3-1和表3-2。
砖拱桥拱圈厚度(汽车—10级) 表3-1
续上表
注：本表适用于等截面圆弧拱。
石拱桥拱圈厚度(cm)(汽车—10级) 表3-2
注：本表适用于中小跨径石拱桥，表内拱圈厚度系数按前述
公式计算所得。
3.钢筋混凝土箱形拱桥，拱圈高度由式(3-6)估算：
(3—6)
式中：Lo——拱圈净跨径(m)；
H——拱圈高度(m)；
K——荷载系数，对于汽车20级，K=1.05，汽车超20级，K=1.15。
4.双曲拱桥，拱圈高度由下式估算：
(3—7)
式中：Lo——拱圈净跨径(cm)；
H——主拱圈拱板顶至拱肋底的高度(cm)；通常情况下取小值；当拱肋中距大于2m或拱圈矢跨比小于1／10时取后者；
K——荷载系数，对于汽车20级，K=1.5，汽车超20级，尺=1.8-2.0。
对于其他形式的拱桥，主拱圈高度均可参照交通部相关桥梁设计规范的主拱圈估算高度作为参考，供加固设计试算采用。
二、主拱圈下缘增大截面加固法
实腹式拱桥存在实腹段，而拱顶截面承载力不足时，如果采取拆除拱上实腹部分加固主拱圈拱背难度大，费工、费时，工程费用高，又要中断交通，在桥下净空容许、或根据水文资料，桥下泄水面积容许缩小时，可在原拱圈下面喷射钢筋网混凝土或紧贴原拱圈下面浇注钢筋混凝土新拱圈。
1.钢筋网混凝土拱圈内壁喷固法
在主拱圈拱腹，按一定间距钻孔设置锚杆，再在锚杆上焊接或绑扎钢筋网，然后喷射混凝土加固。喷射混凝土的厚度，按结构受力需要确定，如图3-2所示。
目前，通常采用的锚杆为高强膨胀锚栓，在条件受限，没有膨胀锚栓时，亦可采用传统的钢筋砂浆锚杆或锲缝式金属锚杆，如图3-3所示。
图3-2喷射混凝土加固 图3-3锚杆构造图a)钢筋砂浆锚杆b)楔缝式金属锚杆
但灌浆锚杆由于需要灌浆施工存在一定难度，并缺乏足够的剪切力，尽管国外在改进材料的基础上又发展了聚脂树脂锚杆，树脂易装入孔内，最终剪切强度在树脂和引发剂在孔内混合后不久即可达到，锚固力比普通锚杆大1.7—3.0倍，但始终不如自锚式膨胀锚栓方便、可靠。膨胀锚栓锚固效果最佳的是后置式自切底锚栓HDA，如没有采用普通高强膨胀锚栓，其效果不如后置式自切底锚栓。
喷锚加固施工工艺如下：
（1）先去除剥落、松散的表层，并用水冲冼干净。若有裂缝存在，可采用修补裂缝方法，先对裂缝进行修补和处治。
(2)钻锚杆孔、安装锚杆、布设钢筋网。按照提高承载能力的需要，在主拱下缘布设钢筋网。通常是按一定间距设置锚栓，将钢筋沿桥的纵横方向焊接到锚栓上，构成钢筋骨架，钢筋网的作用在于承受拉应力，提高喷护层强度，传递温度应力，减少收缩裂纹，加强喷射混凝土的整体性等。
（3）喷射混凝土。喷射混凝土层的厚度根据设计需要确定，每次喷护厚度不宜超过5—8cm。若需加厚，应反复多喷几次。受喷混凝土时间应视水泥品种、施工时间的气温和速凝剂掺量等因素而定。
加固实例l：
昆明铁路局管段桥、禄丰村桥及糯租桥等三座米轨铁路桥均为石拱桥。其中，一座2孔—8m桥，建于20世纪30年代，原设计荷载等级较低，砌石间的粘结物，为粘结力很低的烧红土白灰砂浆，拱背未铺防水层。1972年改为米轨后，因列车荷载增大，地震频繁，桥身出现轻微裂缝，且处于发展中。另两座(禄丰村桥及糯租桥)均为51.1m格式钢桁架桥的引桥，均为2孔—10m，建于上世纪初，原设计等级较低，施工质量差。由于列车荷载增大，裂缝及漏水现象严重。其顺桥向裂缝(禄丰村桥的裂缝长1.2—2.5m，宽2mm)，有使拱圈纵向分离的危险，侧墙裂缝(禄丰村桥裂缝长1.0—10.Om，宽1—2mm)，也可能导致倒塌。为此三座桥均于1977年-1979年间采用喷锚技术加固。
加固方法是在拱圈腹面网喷，侧墙外侧锚杆网喷，拱背加铺防水层，全桥石砌圬工压注水泥砂浆补强，如图3-4所示。
C20混凝土的喷层厚度：拱圈0.12-0.15m，侧墙0.10m，喷浆时分层喷射，每次喷层厚度约5cm，两次间隔20—30min。为缩短初凝时间，提高早期强度，掺以3％-4％含量的红星—1型速凝剂。
图3-4喷锚混凝土加固管段等铁路桥示意图
喷层中夹有钢筋网，网格尺寸30cmX30cm，拱圈纵向主筋¢19mm，横筋及侧墙钢筋¢12mm。施工时先在拱圈和侧墙圬工砌缝内按0.8-1.Om左右间距布置长约40cm的¢19mm钎钉，然后挂网。
为加强侧墙整体性，在帽石下布设穿过侧墙，并贯通拱背的横向钢拉杆，以夹紧上下游的侧墙。拉杆规格及数量以禄丰村桥为例，按1.5-2.Om的间距布设¢28mm两端带有螺帽的钢拉杆。
加固费用每孔约1.3-1.5万元，480—550工日，水泥13-15t，钢材2.50-3．20t，木材1.50—2.50m3。加固两年后检查，混凝土喷层与原圬工砌体结合良好，无脱离现象或裂缝。
加固实例2：
香屯大桥位于江西省乐平至德兴公路上，距德兴市7km，跨越乐安河。1967年由江西省公路局进行勘测设计，1968年6月开始施工，1969年8月竣工。
大桥设计荷载原为汽一13、拖---60，桥面净宽为净—7+2X0.25m，上部构造为5孔—45m的双曲拱，矢跨比1／6，横向6肋5波，下部构造为重力式实体桥墩和加后座的U形桥台。除德兴桥台置于密实卵石层外，其于墩台均建于干枚岩基岩上。
大桥位于乐平至德兴干线公路上，交通繁忙。在距大桥20余公里处，建有德兴铜矿，该桥成为铜矿与乐平及香屯火车站联系的必经之路。随着铜矿规模扩大，通过大桥的交通量与日俱增，至1988年月平均交通量已突破2000辆／昼夜，最高峰达2247辆／昼夜。过桥车辆中60％属铜矿车辆，最大吨位超过50t。随着运营年限增加，大桥各孔中波从拱顶的L／4均产生纵向裂缝，第5孔两拱脚之间也出现纵向裂缝，最大裂缝宽度约0.4mm。并在波肋连接处普遍有裂缝，各孔拱肋均有横向裂缝，尤以第1、5孔比较集中，多发生在拱顶前后lorn左右范围内。拱轴线普遍下沉，拱顶下沉5-18cm，L／4截面下沉0-9cm，上下游下沉点也不一致。腹拱、立墙、墩台及桥面均存在不同程度病害。
经分析研究后，针对大桥主拱圈受力大，裂缝多的缺陷，采用拱肋及拱波部分外包钢筋网并喷射C25厚6cm混凝土加固拱圈截面，以提高各孔的整体刚度和承载力。锚固钢筋插入深度必须大于8cm，焊接长度不小于12cm，喷射混凝土按先拱脚后拱顶顺序进行，并加强对已喷混凝土养生。拱波上较大裂缝用钢扒钉卡紧，然后将缝凿成“∧”形槽，填塞M12号砂浆。为使拱脚应力减小，在每跨拱脚至第二腹拱的主拱圈拱背现浇C30钢筋混凝土、厚lOcm，其余部位病害亦分别进行了处治。
加固后，经荷载试验鉴定，完全达到汽超一20、挂一120使用标准。加固费用为246万元，为重建新桥的19.02％，具有良好的技术经济效益。
2.钢筋混凝土拱圈加固
具体做法与上述喷固法相似，在采用如上清理和维修处理措施后，再在原拱圈下绑扎钢筋网，并在正确位置上固定后，搭架、支模、用泵送混凝土浇筑一层钢筋混凝土新拱圈，如图3-5所示，应特别注意新旧拱圈的密切结合，通常应在混凝土中掺加一定膨胀剂，并加强湿法养生，冬季并应做好防冻保温工作。
图3-5拱下新加一层钢筋混凝土拱圈加固法
三、主拱上缘增大截面加固法
1．局部增大截面加固法
绝大多数无铰拱桥主拱圈的拱脚是荷载作用下内力最大的控制截面，按照结构受力的需要，无铰拱的主拱圈本应设计为变截面形式，但施工难度较大，为了方便施工，我国的绝大多数拱桥都是以拱脚为控制截面，采用等截面形式。因此一般情况下，荷载作用下除拱脚外，其他截面都有不同程度富余，病害也多发生在拱脚截面附近。基于上述原因，对绝大多数大、中跨径空腹式拱桥，为了方便施工，减少加固费用，通常可采用在主拱圈上缘局部增大主拱圈截面的加固方法，提高原桥的承载能力，如图3-6所示。其施工要点如下：
图3-6拱桥局部加大主拱圈截面图
（1）清除主拱圈拱背上面的浮渣和风化层，凿毛、冲洗干净。
（2）按一定间距钻孔，灌环氧树脂胶浆，植入锚固钢筋，布设钢筋网。钢筋的直径根据结构受力需要确定，最小直径应不小于¢12mm。
（3）浇筑混凝土，混凝土强度不得低于C30。一般情况下可采用普通混凝土，当拉应力较大时，或大跨径拱桥应采用钢纤维混凝土浇筑，以提高承受拉应力的能力；必要时，还可在钢筋网上铺设高强钢丝网，采用钢筋、钢丝网、钢纤维复合增强混凝土，亦称三钢混凝土，增强补强法的结构性能，提高原桥的承载能力。
加固实例1：
重庆市梁平县七间桥，建于1987年，为单孔一25m空腹式石拱桥，原设计荷载为汽--20、挂一100，为适应重庆市重点工程项目，运输开县白鹤电厂重240t的发电机设备，需要通过该桥，为此2003年5月对该桥进行了加固：在主拱圈空腹段拱背，从拱脚向L／4变截面浇筑10—20cmC40钢纤维混凝土，拱腹用环氧砂浆粘贴双层0.6mm钢板。加固后，运输白鹤电厂的三大件重型设备，都全部安全地通过了该桥，桥况良好，未对桥梁造成任何损伤，大幅度提高了七间桥的承载能力。
加固实例2：
重庆市江津游渡河大桥，净跨lOOm、矢跨比1／9、全长151m、双肋单波石拱桥，是我国早期修建的最大跨径的双曲石拱桥，桥面净宽7.5m，原设计荷载为汽一15、挂一80，1973年建成通车。
因在主拱圈砌筑期间，山洪突发，洪水冲跨拱架，主拱圈受到剧烈震动，拱顶骤降14cm大雨，大桥竣工时，拱顶下沉值达到56.9cm，造成拱脚区段严重开裂，竣工验收时鉴定为危桥，建议观测使用。1985年对该桥采取拱脚1lm范围内喷锚混凝土加固，增大截面面积，加固拱脚截面，在实腹段两侧40m范围内拆除石栏杆，换成钢管栏杆，减轻恒载重量26.5t的措施，恢复了原桥的承载能力，经荷载试验达到原设计能力汽一15、挂一80的荷载等级标准。随着交通运输的发展和四面山国家级风景区开发建设的需要，原桥荷载等级已不能适应交通发展的需要。2004年5月，对该桥采用了在拱背空腹段浇筑三钢混凝土，增大主拱脚截面的加固措施，将承载能力提高为汽一20、挂一lOO，经荷载试验我运营实践，效果良好。
2.全拱加固法
早期修建的石拱桥，由于承载能力与现行车辆荷载差距大，除拱脚外，还有多个其他截面不能满足结构受力要求，特别是承压面积不足，轴向力已接近或超过规范限值，采用局部增大截面法已不能满足要求，为了提高承载能力，在对拱圈缺陷和病害进行处治，恢复其固有承载能力的同时，可采取拆除拱上建筑，在主拱圈上面全拱浇筑一层钢筋混凝土，以增大截面的方法进行加固补强，并采用轻型梁式拱上建筑，取代实腹拱或拱式重力式腹拱，提高了综合承载能力，如图3-7所示。
其施工工艺如下：
图3-7 拱桥全拱增大截面图
（1）如原拱圈有损坏，应先采取喷护法、粘贴法等技术对主拱圈进行加固补强，恢复原桥承载能力。
（2）对称、均衡、分步拆除原桥拱上建筑。需要强调的是，拆除拱上建筑时，只能从两拱脚对称向跨中进行，并保留拱顶一定范围内的填料，直到两侧拆除完毕后才最后拆除，以防止主拱“冒顶”，造成主拱圈开裂，甚至坍塌。
（3）按前述局部增大截面法浇筑钢筋混凝土加固层。浇筑钢筋混凝土加固层，亦应按照对称、均衡加载原则进行。
（4）对称、均衡砌筑拱上建筑和桥面系。
全拱加固法，需预先设计好加固卸载、加载程序，严格按设计规定程序进行施工。施工繁琐、难度大、工程造价高，需较长时间中断交通，通常较少采用。
第三节 粘贴加固方法与技术
在荷载作用下，主拱圈产生拉应力，如果超过其承受限度时，将导致主拱圈开裂、破损，丧失承载力，甚至坍塌；除了前述可以通过增大截面法减小主拱圈承受的拉应力，提高原桥承载力的途径外，还可采用环氧砂浆在主拱圈的受拉区段粘贴钢板钢筋，或用环氧胶浆粘贴玻璃纤维布(玻璃钢)、碳纤维布、芳纶纤维布等高强材料，增加主拱圈的强度，提高桥梁的承载力。
一、环氧砂浆粘贴钢板或钢筋加固法．
1.粘贴钢板补强法
一般设在主拱圈的受拉部位，可按主拱圈受拉开裂强度估算补强钢板(或钢筋)的配置数量，补强范围宜沿整个负弯矩区或正弯矩区导致截面出现拉应力的范围，并向外延伸l-2m。粘贴的钢板厚度，一般宜采用4-6mm，为便于钢板沿拱腹线成型，钢板不宜太长，可分段粘贴，每段长度1.2—1.5m，接头处搭接钢板或锚缝。钢板在工厂按设计要求加工成型，并沿粘贴面设置一定数量的膨胀锚栓，在环氧砂浆初凝前对钢板加压和固定，保证钢板与拱圈的粘贴效果；环氧砂浆固结后增强钢板与拱圈的粘贴面的抗剪能力。粘贴基面的处理和粘贴工艺与梁桥的施工方法基本相同，可参照前述施工方法进行施工。
粘贴钢板对石拱桥、钢筋混凝土拱桥等各类桥型的拱式桥梁均适用，由于其强度远远高于原拱圈基材的强度，粘贴面的大小可根据结构受力状况全拱圈宽度粘贴，亦可间隔分肋粘贴，如图3-8所示。
此法是拱桥中较常采用的加固方法，它不仅加固了拱圈，而且将原有开裂的拱连在一起，也利于桥梁排水。加固时，加筑部分新拱圈厚度，可按上面所述方法拟定。原拱圈如有损坏，应先用喷注高强度水泥砂浆等方法修理后再砌新拱圈，在考虑加厚拱圈时，应同时考虑墩台受力是否安全可靠等因素。当多孔石拱桥需全部加新拱圈时，拆除拱上填料时，须特别注意保持两边对称、同时进行，以确保连拱作用的均匀受力。
粘贴钢筋通常仅用于钢筋混凝土拱桥主拱圈(肋)的加固补强。施工时应先凿开原拱圈(肋)的保护层，露出主筋，根据结构受力需要将补强钢筋用环氧砂浆粘贴到原拱圈(肋)的主筋上，然后用环氧砂浆或高强砂浆进行封闭，恢复原保护法。用砂浆恢复保护法应在补强钢筋外侧加一层钢筋网，以防止砂浆开裂，造成钢筋锈蚀，如图3-9所示。
图3-8粘贴钢板平面示意图 图3-9环氧砂浆粘贴钢筋加固拱肋示意图
2．加固实例
加固实例l：
广东省官汕线三多齐桥为4孔一25.85m，矢跨比1／5无筋双曲拱桥，桥面净宽为7m，设计荷载为汽一13、拖--60，1966年建成。施工时，初期就在拱顶左右1—2m范围内出现了裂缝，通车后裂缝不断扩展，缝宽由原来的0.50mm发展到2—5mm，深度几乎贯通整个拱圈厚度；侧墙与拱圈分离，竖向开裂，已成为危桥。于1972年8月封闭了交通。
1973年采用环氧树脂粘贴法进行加固。加固方法是：在拱顶两侧各3-4m的范围内，采用厚4mm，宽240mm的钢板，用环氧树脂砂浆分段粘贴。每段钢板长1．5m，钢板接头与分裂缝位置错开，接头处设置长500mm的搭接钢板。粘贴前先用环氧树脂浆液灌注裂缝，对裂缝进行灌浆处理。
加固后，用汽一13荷载进行加载试验，拱肋未出现新的裂缝，经灌浆处理的裂缝亦未再加大。钢板与混凝土粘接良好，共同受力。拱顶挠度为0．23-0．74mm，墩台水平位移0.62mm，卸载后变位均有不同程度的恢复。1977年6月检查，发现在钢板端部及其附近又有新的裂缝出现，但不影响桥梁的使用。加固费用为5000元，用钢板1.60t，环氧树脂190kg。
加固实例2：
重庆市开县黄家湾桥为5孔一13m，矢跨比1／2的石拱桥，桥面净宽7m，是清朝道光年间修建的古为今用的老石拱桥，主拱圈厚宽为60cm，用糯米石灰浆砌筑，石料强度为50号，运营上百年后有三跨主拱圈下缘出现多处纵向贯穿性裂缝，成为危桥。由于重庆市开县白鹤电厂运送发电机等重型设备，荷载重量达到240t左右，需通过该桥，2003年5月28日采用环氧砂浆粘贴钢板进行了加固。
加固方法是：在全拱圈范围内，用两层6条宽1m，厚0.6mm的钢板采用环氧砂浆分段分层粘贴加固，每段钢板长1.2m，设计采用了少量异形钢板，让每条钢板肋的钢板接缝位置错开，第二层钢板与第一层钢板错开粘贴。粘贴钢板前先用环氧胶浆灌注裂缝，对裂缝进行封闭处理后，再粘贴钢板补强。
加固后20天，6月18日运送白鹤电厂240t重发电机定子、锅炉和变压器的三辆平板拖车及车队，顺利通过了黄家湾桥，经现场测试和观察未出现任何异常情况和病害，加固效果良好。
加固实例3：
广西平山桥为4孔一lOm无筋双曲拱桥。该桥无设计资料，估计载重标准为汽一13、拖一60。加固前各孔拱肋在L／2、L／4、3／8L处均出现沿拱肋高度贯穿的径向裂缝，其宽度达0．2-1．2mm，拱肋与拱波衔接处有不同程度的环形裂缝。产生裂缝的原因是多方面的，主要有：建桥初期基础下沉引起拱圈位移，施工质量不好以及超载通行等。
该桥采用环氧树脂粘贴钢筋加固拱肋。在拱肋底面涂20mm厚的环氧树脂砂浆，包裹7根¢8mm的小钢筋，形成补强层。补强范围在两端L／8之间。加固前后用两列汽车荷载进行试验。加固前加载至13t时，拱顶截面拱肋下缘拉应力超出容许值。加固后加载至16.9t时，各部应力均未超过容许值，拱顶挠度比加固前减少27％。试验结果表明，加固后拱圈的截面强度和刚度都有所提高，满足了汽一13级荷载标准的要求。加固后经过两年多的观察，受力情况良好。
加固实例4：
广西宜山龙口桥为4孔—(3X55m+1X15m)双曲拱桥，桥面净宽7+2X1.25m人行道，设计荷载为汽—13、拖—60，1971年7月建成。
通车不久即陆续发现各腹拱的波、肋、拉杆及拱座开裂；1976年12月至1977年2月期间，六次通行50—60t重型机械及38t吊车后，裂缝增多、加大。至1981年初，部分裂缝宽度已扩展到3mm，桥面混凝土铺装层也出现裂缝，腹拱严重漏水。但各孔主拱的肋、波均无裂缝。病害的原因主要是腹拱的施工质量较差及拉杆强度不足。
1981年对该桥进行了加固。其方法是：用粘贴钢筋加固腹拱拱波，恢复并加强腹拱横向联系。由于主腹拱拱波大部分都有顺桥向的纵向裂缝，故先将裂缝凿成3-4cm宽的V形槽，在缝两侧用电钻打眼，然后用￠6mm钢筋弯成蚂钉形扣紧，每隔25cm扣一眼，再浇一层厚3cm的环氧树脂水泥砂浆。副腹拱(主腹拱上对应横墙顶部的叠腹拱)大部分在拱顶或其附近产生横桥向贯通裂缝。为加强拱的横向联系及整体性，在拱顶底部粘贴6¢12mm钢筋，再浇一层厚3cm的环氧树脂水泥砂浆。同时为加强腹拱的横向联系，在腹拱原套筒拉杆间增设横向拉杆。其做法是：用三根按要求加工好的螺纹¢22mm钢筋，从腹拱上下游两侧穿人7根拱肋，采用二肋一组连接，组间通过钢筋拉杆中设置的对开螺帽连接，并夹紧拱肋，穿人拱肋之间的二根钢筋，在居中一组拱肋中用法兰螺帽收紧，然后用电焊将各螺帽固定在钢筋上，再立模现浇C20混凝土，形成16cmXl6cm断面之新拉杆。将已断裂的旧拉杆套筒混凝土清除并重新浇筑。
该桥加固工期为6个月，加固费用79000元，材料用量：水泥8.2t、环氧树脂2.96t，投劳动力5200工日。加固后曾通过31t重车120多次，补强的各部位均未发现开裂。
二、环氧胶浆粘贴玻璃纤维布(玻璃钢)、碳纤维布、芳纶纤维布加固法
目前，国内外用环氧胶浆粘贴玻璃钢、碳纤维布，芳纶纤维布等加固技术大都用于梁桥加固补强，用于加固拱桥的加固实例还不多，但是，据采用了该技术加固钢筋混凝土拱桥，特别是加固双曲拱桥的工程实例来看，仍不失为一种较好的加固方法。对主拱圈下缘拉应力较大的部位用环氧胶浆粘贴玻璃钢、碳纤维布、芳纶纤维布等轻质高强材料不仅施工方便，而且加固效果也十分显著。其施工工艺与梁桥基本相同，但由于结构不同，受力特性不一样，故加固的部位也不相同。因此，对钢筋混凝土各类拱桥采用上述材料进行加固时，应根据桥梁的具体缺陷和病害，确定具体的加固部位，制定切实可行的加固方案。
加固实例1：
广东省海南岛九曲江大桥为单孔—50.40m双曲拱桥，桥面净空7+2X0.25m人行道，钻孔桩基，1969年9月建成。
该桥通车后不久，即发现拱肋上出现裂缝，拱轴变形。裂缝集中在两个四分之一点之间，拱顶附近较密。每m长度范围内平均有垂直裂缝16条，大部分位于拱肋的两侧且贯通肋底，缝宽多数为0.30—0.60mm，部分为1.Omm。此外在拱脚截面的拱板上及腹拱与拱波结合处，侧墙等部位也出现裂缝。拱顶下沉35cm，其于各点均有不同程度下沉，但沉降均匀，弧线平顺，原矢跨比1／9下沉后变为1／9.6。台身未发现裂缝，但两台拱背座标高相差2.70cm。
经分析，产生上述病害的主要原因是桥台和桩基抗力不足，桥台向岸转动，导致拱轴变形，拱顶出现较大正弯矩，拱脚出现较大负弯矩，引起开裂。
加固采取的方法是：将所有的裂缝均用环氧树脂砂浆灌缝修补，6号肋用玻璃钢补强，1-5号肋用环氧树脂砂浆粘贴小钢筋加固。
加固6年后检查，拱肋裂缝大为减少，各肋裂缝在加固前每肋有80—90条。加固后减少到15-25条。加固后部份裂缝又重新开裂，但拱轴无新的变形。
加固实例2：
南京长江大桥公路南引桥为多子峪径32.2m,矢跨比1／5的双曲拱桥，桥宽20m，1969年建成。
近年来发现各孔主拱在拱波处有多处纵向裂缝，尤以拱轴线附近侧墙的波顶纵向裂缝最为严重，有几孔几乎贯通全跨，有的裂缝已贯通波板。各孔腹拱拱波也发现多处垂直于拱轴线横向裂缝。
后来，决定采用粘贴玻璃钢布的方法加固拱波。其作法是：先整平裂缝每侧3-4cm范围内的拱波腹面，沿缝开凿宽1cm，深7cm的槽，以酒精或丙酮洗净并干燥后，再用环氧树脂浆液粘贴二层玻璃布。
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公式计算所得。
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