[發(fā)明專(zhuān)利]基于潮汐交通流特征的小城鎮(zhèn)拱橋局部加寬加固方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110374516.9
• 申請(qǐng)日: 2011-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102392421A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜志剛;蔣旭;黃發(fā)明;鄧育林;王國(guó)鼎;劉慶元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01D22/00
• 分類(lèi)號(hào): E01D22/00;E01D4/00;E01D101/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國(guó);伍見(jiàn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于小城鎮(zhèn)交通流特征的拱橋局部加寬加固方法，尤其涉及基于潮汐交通流特征的小城鎮(zhèn)拱橋局部加寬加固方法。

背景技術(shù)

我國(guó)早期公路橋梁中多采用拱橋，并以雙曲拱橋?yàn)橹鳎嬖跇蝾^距離交叉口過(guò)近，因此橋頭缺乏有效渠化，導(dǎo)致橋頭通行能力比橋梁中部低30％以上，容易成為橋梁交通的瓶頸，隨著小城鎮(zhèn)城市交通的迅猛發(fā)展，許多公路橋梁成為城市橋梁，平峰時(shí)段交通流量不大，通行能力尚能滿(mǎn)足交通需求；但高峰時(shí)段橋上交通量急劇增加，且呈現(xiàn)典型的潮汐交通現(xiàn)象，極容易造成橋頭擁堵，因此亟需加寬改善。

目前為解決該交通問(wèn)題一般采用拆除新建和全線拓寬這兩種思路。對(duì)于拆除新建，一方面對(duì)主體結(jié)構(gòu)保存良好、無(wú)重大病害的橋梁設(shè)施是較大浪費(fèi)，同時(shí)新建橋梁不但投資大，而且美觀性，與環(huán)境的協(xié)調(diào)難以與舊橋相比。早期建設(shè)拱橋，由于未能充分發(fā)揮拱橋連拱作用，因此在設(shè)計(jì)中，往往造成橋墩橋臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)于保守，下構(gòu)承載能力有一定富余；同時(shí)拱橋結(jié)構(gòu)自身潛力很大，再加上拱上建筑的聯(lián)合作用，在役拱橋承載潛力未能充分發(fā)揮。因此很有必要利用現(xiàn)有拱橋結(jié)構(gòu)，進(jìn)行加寬加固。

全線擴(kuò)寬改造的思路，常用加固方法有：從主拱下面加厚主拱、增大拱圈截面，用頂推法消除橋臺(tái)位移，用體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁等。

許漢錚在“雙曲拱橋病害分析與加固方法研究”一文(公路，2004年8月)提出老橋的兩側(cè)建造箱肋，并設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力筋與老結(jié)構(gòu)連接成整體，該加固改造方法加強(qiáng)了橋梁的整體性，提高了橋梁承載力，同時(shí)也加寬了橋面。廖碧海，王國(guó)鼎在“拱橋加固新方法的研究及應(yīng)用”一文(公路，2006年10月)從主拱圈上部進(jìn)行加固拱橋，具有加強(qiáng)控制截面，充分利用富裕的截面，從拱背以上進(jìn)行加固的特點(diǎn)。

總體而言，現(xiàn)有加寬加固都采用全線加寬加固方法，未能根據(jù)小城鎮(zhèn)潮汐交通流特性，針對(duì)性的改善橋梁結(jié)構(gòu)通行能力的短板橋頭部分。加寬加固面積大，費(fèi)用高，施工時(shí)間長(zhǎng)，而新建橋梁也極易在橋頭形成新的交通瓶頸。因此亟需新的設(shè)計(jì)方法，發(fā)揮現(xiàn)有拱橋結(jié)構(gòu)的最大效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)小城鎮(zhèn)橋梁潮汐交通流特點(diǎn)，對(duì)于主拱圈保存較好、橋墩及基礎(chǔ)承載能力有一定富余的拱橋，參照道路交叉口渠化的原理及可變車(chē)道設(shè)置方法，提出橋梁橫向利用變寬度橋面預(yù)應(yīng)力板適當(dāng)增加橋面寬度，并用可移動(dòng)對(duì)向隔離欄隔離對(duì)向車(chē)輛，并設(shè)置可變車(chē)道，橋梁縱向設(shè)置漸變段與展寬段以實(shí)現(xiàn)交通流上下橋梁車(chē)流順暢，通行能力緩和過(guò)渡，全面提高拱橋通行能力。加寬思路如圖6。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于潮汐交通流特征小城鎮(zhèn)拱橋局部加寬加固方法，其特征在于：所述的局部加寬方法是，拆除原拱橋橋頭人行道結(jié)構(gòu)和橋頭橋面板，新建變寬度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋面板和新建橋頭人行道結(jié)構(gòu)加寬橋面寬度，并設(shè)置橋頭可變車(chē)道，縱向設(shè)置漸變段和展寬段，實(shí)現(xiàn)上下橋順利過(guò)渡；所述的局部加固方法是，在主拱圈拱背上添加15～30cm高標(biāo)號(hào)鋼筋混凝土，以提高主拱圈拱腳、1/4跨度截面抗彎及抗剪能力；拆除主拱圈原拱頂側(cè)墻和拱上填料，采用高標(biāo)號(hào)鋼筋混凝土澆筑主拱圈拱頂鋼筋混凝土側(cè)墻，以提高主拱圈拱頂?shù)目箯澕翱辜裟芰Γ粚⑦吂安ㄓ娩摻罨炷撂畛洌O(shè)置通長(zhǎng)鋼筋混凝土梁體，以抵抗橫向橋面板較大懸挑長(zhǎng)度而產(chǎn)生的對(duì)邊拱波的抗彎及抗扭能力；拆除側(cè)墻頂部石砌圬工35～50cm，以設(shè)置鋼筋混凝土托盤(pán)式梁，減少橋面預(yù)應(yīng)力挑梁的懸挑跨度，并實(shí)現(xiàn)緩和過(guò)渡，以降低對(duì)邊拱波的彎矩作用力。

本發(fā)明的方法中，所述的設(shè)置可變車(chē)道是在拱橋設(shè)可變車(chē)道隔離欄隔離對(duì)向車(chē)道，并輔以道路標(biāo)線標(biāo)示橋頭可變車(chē)道，其車(chē)道寬度為3.25～3.5m。

本發(fā)明的方法中，其可變車(chē)道隔離欄長(zhǎng)度與局部加寬長(zhǎng)度保持一致。以防止車(chē)輛在橋頭隨意掉頭、借道行駛，導(dǎo)致新的擁堵，同時(shí)在橋梁中部可適當(dāng)借道行駛，以與潮汐性交通流交通需求相協(xié)調(diào)。

本發(fā)明的方法中，用變寬度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋面板梁取代原有混凝土結(jié)構(gòu)，以提高橋梁橫向?qū)挾龋瑢?shí)現(xiàn)漸變段及展寬段順利過(guò)渡，以增大截面通行能力。

本發(fā)明的方法中，考慮到小城鎮(zhèn)道路一般限速40km/h，橋梁路段限速30km/h(比道路低10km/h)，進(jìn)出口車(chē)道漸變段與展寬度之和一般為40～45m，對(duì)于進(jìn)口車(chē)道與出口車(chē)道可統(tǒng)一取大值，便于橫向?qū)ΨQ(chēng)拓寬。考慮到橋臺(tái)頂部有一定過(guò)渡段、橋墩頂部的長(zhǎng)度，對(duì)于一般單孔跨徑大于30m拱橋只需改造邊跨即可，單孔跨徑小于30m拱橋可考慮改造橋梁兩側(cè)離岸最近2孔。