大跨度双曲拱桥钢板加固后典型病害分析及承载能力评定

戴斌

（湘潭县交通运输局，湖南湘潭 410200）

摘 要：本文案例是一座1×36m+1×110m的双曲拱桥，2011年进行了拱肋粘贴钢板加固，2019年经过定检评定为三类桥梁，经过一年病害继续发展并有扩大迹象，再次对全桥进行定检，对主拱圈、拱上结构、墩台、桥面系等部位分别进行权重重分配，根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)的相关规定，对全桥各个构件进行技术状况评分，最终最桥梁整体技术状况予以评级，并给出相应的维修养护建议。

关键词：双曲拱桥；拱肋粘贴钢板加固；定检；技术状况评定；

中图分类号： U445.7 文献标志码：A   

0 引言

上世纪中叶，我国因为材料与技术等方面的限制，在桥梁建设桥型选择时，大量选择拱桥，其中也包括双曲拱桥，时至今日，在服务运营的仍然数量巨大，并且承担着繁重的交通量，但是因为年代久远，因此检查与维修需要定期、频繁进行。本文实例是一座两跨双曲拱桥，桥梁建于1968年，全长171m，跨径组合为1×36m+1×110m，桥面总宽为9.4m。

图1 桥梁示意图

该桥于2011年进行了拱肋粘贴钢板加固。2019年定期检测评定为三类桥，并进行小范围维修，2020年发现大量钢板锈蚀、空鼓，于是委托检测机构对全桥再次进行定检，与之进行对比分析，重新评估桥梁技术状况等级。

1 现场检测

1.1 主拱圈

   两跨各6片拱肋，为方便统计，36m跨记为第一跨。拱肋均采用钢板全包围加固处理，钢板存在锈蚀，个别位置较为严重；个别拱波存在纵向开裂、析白现象，裂缝长度4m~36m，最大宽度0.32mm。钢板锈蚀、空鼓、拱波渗水、泛白共计25处，裂缝共计14处，病害示例如下：

图2  拱波裂缝示例图	图3  拱肋加固钢板锈蚀示例图

1.2 拱上结构

经现场检查发现，第一跨腹拱圈采用板拱结构，第二跨腹拱圈采用双曲拱结构，第一跨腹拱圈底存在3条斜向裂缝、1条纵向裂缝，裂缝长度1.0m~5.1m，最大宽度1.80mm，第一跨腹拱圈钢板横向加固处已锈蚀严重，大部分拱波顶部存在纵向裂缝、析白现象，最大长度为6.40m，最大宽度为2.00mm。拱上立墙存在多处渗水侵蚀、剥落露筋及开裂等现象。全桥拱上结构累计渗水、拱上填料排水不畅、剥落露筋等24处，裂缝52处。主要病害分布图示例如下所示：

图4  2-1#、2-2#腹拱圈裂缝位置分布图

拱上结构病害图片示例如下：

图5  1-2#腹拱圈梁底，距3号立墙0m处，距右侧1.8m处，斜向裂缝	图6  2-1#腹拱圈，纵向裂缝，3号拱波

1.3 其他部位

本桥无桥面板，无锥坡、护坡，翼墙、耳墙以及排水、照明设施未发现明显病害。桥墩存在局部灰缝脱落现象，桥台主要病害为2#台身左侧侧墙存在纵向裂缝，距前墙0m处，距上缘0.5m处，长度4米。墩台基础为隐蔽工程，位于地下，本次未进行检测。桥面系部分存在9处裂缝，两端搭板均存在桥头跳车现象。全桥12道伸缩缝均出现堵塞。护栏结构型式不满足《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017 ）要求，安全防护能力不足，且护栏存在局部破损现象。

图7 护栏照片以及2#台身左侧侧墙，距前墙0m处，距上缘0.5m处纵向裂缝	图8  桥面铺装裂缝及伸缩缝堵塞

2桥梁技术状况评定

2.1 桥梁部件分类及权重值

当桥梁没有设置某些部件时，根据此构件隶属与上部构件、下部构件或桥面系的关系，将此构件的权重分配给其他部件。分配方法采用将缺失部件权重值按照既有部件权重在全部既有部件权重中所占比例进行分配的方法，从而保证既有部件参与评价，使桥梁评价更符合实际情况。

该桥部件权重值分配计算结果见下表。

表 1 权重重分配计算表

部位	类别	评价部件	权重	重新分配后权重
上部结构	1	主拱圈	0.70	0.78
	2	拱上结构	0.20	0.22
	3	桥面板	0.10	0.00
下部结构	4	翼墙、耳墙	0.02	0.02
	5	锥坡、护坡	0.01	0.00
	6	桥墩	0.30	0.31
	7	桥台	0.30	0.31
	8	墩台基础	0.28	0.29
	9	河床	0.07	0.07
	10	调治构造物	0.02	0.00
桥面系	11	桥面铺装	0.40	0.40
	12	伸缩缝装置	0.25	0.25
	13	人行道	0.10	0.10
	14	栏杆、护栏	0.10	0.10
	15	排水系统	0.10	0.10
	16	照明、标志	0.05	0.05

2.2桥梁技术状况等级评定

根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)的相关规定，对全桥各个构件进行技术状况评分，各个部位具体技术状况评分如下。

表 2 桥梁技术状况等级评定

桥梁部位	权重	技术状况评分	技术状况等级	全桥技术状况评分	全桥技术状况等级
上部结构	0.4	56.40	4类	66.90	3类
下部结构	0.4	76.45	3类
桥面系	0.2	73.90	3类

根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)4.1.8，全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到4类或5类且影响桥梁安全时，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。桥梁上部承重结构（主要部件）技术状况等级为4类且影响桥梁安全，该桥技术状况等级评定为4类。

2.3桥梁技术状况等级评定结果

根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)4.1.8，全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到4类或5类且影响桥梁安全时，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。桥梁上部承重结构（主要部件）技术状况等级为4类且影响桥梁安全，该桥技术状况等级评定为4类。

3结论及建议

3.1结论

经现场检测，该桥梁技术状况等级为4类，上部结构技术状况等级为4类，下部结构技术状况等级为3类，桥面系技术状况等级为3类。

1、上部结构主要病害为拱肋加固钢板锈蚀，拱肋拱波存在多处纵向裂缝，拱波存在多处渗水；腹拱圈存在多处斜向、纵向及竖向裂缝，腹拱圈加固钢板多处锈蚀，拱圈存在开裂；立墙多处存在渗水开裂现象；

2、下部结构主要病害为桥墩、桥台局部灰缝脱落现象，桥台侧墙存在纵向裂缝；

3、桥面系主要病害为桥面铺装存在多处贯穿横向裂缝、网状裂缝，桥台处存在桥台跳车现象；伸缩缝存在多处堵塞，锚固区混凝土破损等现象。

3.2养护维修建议

1、该桥已采用钢板全包围加固处理，经现场检测发现，桥梁加固状况不佳，加固钢板锈蚀存在锈蚀、空鼓现象，个别拱波、副拱圈存在斜向、纵向裂缝，上部承重结构（主要部件）技术状况等级为4类，建议对该桥进行加固维修；

2、桥面铺装存在多处贯穿横向裂缝、网状裂缝，多处伸缩缝存在严重堵塞现象，建议进行修复处理；

3、对护栏进行改造，提升护栏安全防护能力。

参考文献：

[1] 范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社，2012:159-160.

[2] 陈博文.某双曲拱桥的承载能力评估及加固方法的研究[D].兰州：兰州交通大学硕士学位论文，2022.

[3] 魏小辉.在役钢筋混凝土双曲拱桥病害分析及安全状态评估研究[D].南昌：南昌大学硕士学位论文，2016.

[4] 袁友忠.钢筋砼双曲拱桥病害分析及粘贴钢板加固[J].公路与汽运，2016（06）:232-234

[5] 刘杰、李光昕. 某粘贴钢板加固双曲拱桥荷载试验研究[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版)，2017，35（02）:36-41.

作者简介：戴斌（男），1990年12月，民族：汉族，籍贯：湖南邵东，学历：硕士研究生，职称：工程师，研究方向：桥梁施工监控。