[發明專利]提升結構抗力的拱橋加固結構和方法

有效

• 申請號: 201810393288.1
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108677757B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張云;周曉蓉;羅光;楊明;鐘敏;覃冠華
• 申請（專利權）人: 廣西翔路建設有限責任公司;廣西交通科學研究院有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 南寧市吉昌知識產權代理事務所(普通合伙) 45125
• 代理人: 林鵬

本發明公開了一種提升結構抗力的拱橋加固方法，包括以下步驟：(1)在拱頂上緣表面焊接拱頂區域的補強鋼筋，鋼筋布置完成后在拱頂區域澆筑混凝土，所述輕質混凝土層鋪設在所述混凝土層上，再進行橋面鋪裝工作；(2)檢測計算彎矩零點分界線；(3)在拱腳區域上緣表面焊接拱腳區域的補強鋼筋，鋼筋布置完成后進行拱腳區域上緣增大截面區域的澆筑工作；(4)在拱腳區域下緣表面焊接拱腳區域的補強鋼筋，鋼筋布置完成后澆筑混凝土。本發明的方法，不增加恒載，增大拱頂抗力；增加截面高度和面積，增強拱腳的抗力，拱腳截面面積的增大，增加拱腳部分的自重，起到“壓拱”作用，減少拱頂正彎矩，實現調節拱軸壓力線的目的，提高拱頂的截面抗力。

技術領域

本發明涉及圬工拱橋的維修加固及拱橋結構設計領域，特別涉及了一種提升結構抗力的拱橋加固結構和方法，該方法是通過結構補強調節主拱圈內力以提升結構抗力，可以應用于圬工拱橋中損壞嚴重的腹拱圈加固及新建拱橋的腹拱圈結構設計。

背景技術

一般的拱橋設計主要考慮讓主拱圈在恒載作用下及恒載與主要活載的組合荷載下拱軸線與拱軸壓力線重合(五點重合法)，但是長期運營在交通量不斷增加的過程中即活載不斷增加導致拱軸線與壓力線出現偏移，這是導致拱橋損失的主要因素，外觀特征體現在拱圈和拱上建筑存在不同程度的損壞，有的甚至嚴重影響到結構的使用安全。對于運營中的危、舊橋結構，采用拆除重建或更換梁板來提高橋梁設計等級的做法不僅投資巨大，還會引起交通停滯等問題。特別是一些主拱圈未發現明顯病害、承載能力尚能滿足需要的圬工拱橋，通過對薄弱構件的加固補強，改善結構整體性能，恢復原有橋梁的使用效能，具有明顯的經濟效益。

目前，拱橋局部加固改造技術主要有：灌漿加固技術、貼鋼板加固法、對橋梁結構施加預應力等。上述拱橋加固技術均有大量的工程實踐經驗，特別是粘貼鋼板、增大截面和灌漿技術等傳統方法在日常的拱上建筑加固工程中運用廣泛，但不恰當的加固改造方案不僅對改善結構受力效果不大，還可能產生負面效應。如灌漿技術對提高橋梁承載力極為有限。

因此，針對主拱圈未發現明顯病害的圬工拱橋，應盡量從克服其主要影響因素方面出發，從根本上解決問題，恢復因長期運營過程中活載不斷增加導致拱軸線與壓力線出現的偏移，讓主拱圈在恒載作用下及恒載與主要活載的組合荷載下拱軸線與拱軸壓力線再次重合，從而有效解決拱橋主體機構損傷問題，并確保加固后結構的長期可靠性。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提升結構抗力的拱橋加固方法，通過結構補強調節主拱圈內力，可以有效地增強主拱圈截面抗力，恢復并提高舊橋的承載能力。

本發明的另一個目的在于提供一種提升結構抗力的拱橋加固結構。

為實現上述目的，本發明提供了一種提升結構抗力的拱橋加固結構，包括：拱頂區域加固結構，其包括補強鋼筋、混凝土層和輕質混凝土層，所述補強鋼筋鋪設于拱頂區域，所述混凝土層鋪設在拱頂區域表面，，所述輕質混凝土層鋪設在所述混凝土層上；拱腳區域上緣加固結構；其包括補強鋼筋和混凝土層，所述補強鋼筋鋪設于拱腳區域的上緣表面，采用三角形漸變式，所述混凝土層鋪設在拱腳區域上緣表面；以及拱腳區域下緣加固結構，其包括補強鋼筋和混凝土層，所述補強鋼筋鋪設于拱腳區域的下緣表面，所述混凝土層鋪設在拱腳區域下緣表面。

優選地，上述技術方案中，還包括加固層，其鋪設在拱頂區域下緣表面。

一種提升結構抗力的拱橋加固方法，包括以下步驟：

(1)在拱頂上緣表面焊接拱頂區域的補強鋼筋，鋼筋布置完成后在拱頂區域澆筑混凝土，然后采用輕質混凝土替換原有填土，再進行橋面鋪裝工作；