[發明專利]一種雙曲拱橋橋面的拓寬加固工藝方法

有效

• 申請號: 201410674641.5
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104532759A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 高榮雄;樂穎;周文瑋;胡方杰;李敬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術領域

本發明屬于橋路建造施工技術領域，更具體地，涉及一種雙曲拱橋橋面的拓寬加固工藝方法。

背景技術

雙曲拱橋是國內普通采用的拱橋橋型，該橋型由于具備施工方便、外形美觀、用料省等特點，因而在國內多個地區獲得了廣泛的建造，以滿足交通運輸事業的需要。然而，由于交通量的日益增長，橋面寬度往往無法滿足出行要求，因此亟需加寬改善；另一方面，這些現有拱橋在建造時其橋墩橋臺設計偏于保守，下部結構承載能力有一定富余，而且拱橋結構自身潛力很大，再加上拱上建筑的聯合作用，也就是說未能充分發揮現有拱橋的承載能力；相應地，有必要基于現有的拱橋結構，在改造中予以充分利用，進行拓寬加固工藝。

針對以上問題，目前的解決方案一般包括拆除新建和拓寬加固兩種方式。對于前者而言，由于拱橋主體結構仍保存良好、整體結構(特別是下部結構)未有大的病害，同時橋頭錐坡及橋兩側擋墻比較完好的雙曲拱橋來說是較大的浪費，因此新建橋梁不但投資大，而且美觀性、與環境的協調難以與舊橋相比；對于后者而言，現有技術的雙曲拱橋橋面拓寬加固法傾向于針對拱波或拱肋進行全面加固，其加寬加固面積大，上部結構恒載偏大，費用高，施工較復雜且時間長，因此有必要對其進行優化和改進。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種雙曲拱橋橋面的拓寬加固工藝方法，其中通過結合雙曲拱橋自身的結構特點，對其拓寬加固的關鍵工藝步驟及操作手段進行研究和設計，相應能夠顯著增加橋梁的承載性能，有效緩解橋面擁堵，同時具備便于施工、橋面拓寬比例大、邊拱肋承載能力大幅度提高和加固效果好等優點。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種雙曲拱橋橋面的拓寬加固工藝方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)拆除雙曲拱橋原來的橋面混凝土路面，然后將該混凝土路面下側的拱腔填料表面刨平，同時將位于該拱腔填料兩側的側墻拆去一部分，以便在各個側墻的上部留出澆筑空間；

(b)在位于所述拱腔填料下部的多個拱波中，選擇處于左右兩側邊緣位置的邊拱波進行植筋，將底模懸吊固定在邊拱波及其邊拱肋上，然后對這兩個邊拱波填充混凝土，養生待混凝土達到設計強度后拆除底模；

(c)在步驟(a)側墻上部所留出的澆筑空間內，分別澆筑呈倒梯形結構的鋼筋混凝土墊塊，然后在所述拱腔填料的頂面澆筑混凝土填平層；

(d)在所述側墻的外側設置支架，然后在所述鋼筋混凝土墊塊和所述混凝土填平層的上側采用預應力混凝土懸臂澆筑的方式執行整體澆筑；并且在此操作過程中，沿著橋面的左右延伸方向分別設置第一脹縫、第二脹縫和縮縫，其中第一脹縫被設置位于墩頂處橋面位置，第二脹縫被設置位于拱頂兩側處橋面位置，縮縫則對稱設置位于第一脹縫與第二脹縫之間；

(e)最后，待整體澆筑的混凝土達到設計強度后，進行包括人行道系統在內的橋面施工，由此完成整體的雙曲拱橋橋面拓展加固工藝。

作為進一步優選地，在步驟(d)中，通過采用預應力混凝土懸臂澆筑的方式，拓寬后的橋面寬度與原先相比增寬60％以上，并且橋面以下的結構未拓寬。

作為進一步優選地，在步驟(d)中，優選在所述側墻的外側設置斜撐支架或橋面吊架，然后執行所述預應力混凝土懸臂澆筑。

作為進一步優選地，對于所述第一、第二脹縫而言，其底面與所述拱腔填料相接觸的部分設置有油毛氈，中部設置有止水帶，并在該脹縫內填瀝青膏。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優點：

1、通過選擇邊拱波并對其設計內部填充鋼筋混凝土的工藝操作，測試表明能夠顯著增強橋梁的截面強度和剛度，特別是能夠有效抵抗橋面偏載工況下長懸臂預應力混凝土板對邊拱肋所附加的扭矩，且施工簡單，加固效果好；

2、通過在側墻上部設置鋼筋混凝土倒梯形墊塊，大大減輕了根部應力過度集中帶來的風險，同時有利于后續施工中的預應力混凝土懸臂澆筑工序；

3、通過采用預應力混凝土懸臂澆筑的混凝土整體板取代原來的混凝土橋面結構，可以充分利用預應力來實現大懸臂，且板高小，與增設拱肋等其它拓寬方式相比，本發明增加上部結構恒載非常小，施工方便，整體性好，并且可獲得高達60％以上的橋面擴寬比例；

4、通過在橋面優化布置的防水式脹縫和縮縫，可有效釋放預應力長懸臂橋面板變形所產生的次內力，確保上下部結構的自由形變；

5、按照本發明的拓寬加固工藝不僅可避免橋梁拆除和重建帶來的自然資源、社會資源的大量重復耗用，減輕環境污染，而且具備便于施工和加固效果好等多方面的優點，因而具備廣泛的實際應用前景。