一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法

摘要

本发明涉及石拱桥加固减载技术，具体是一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法。本发明解决了传统的石拱桥加固减载方法不利于拱顶处的荷载扩散、导致主拱圈的受力模式发生变化的问题。一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：在拱上填料的顶面挖设若干道槽底呈简支梁挠曲线形状的沟槽，并保证各道沟槽的走向均与石拱桥的走向一致；步骤二：采用先张法预制密肋式矮T梁，并保证密肋式矮T梁的肋梁的数目与沟槽的数目一致；步骤三：将密肋式矮T梁的两端分别与两个桥台搭板现浇固定，并保证密肋式矮T梁的各道肋梁的走向均与石拱桥的走向一致。本发明适用于石拱桥的加固减载。

权利要求

1.一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

步骤一：在拱上填料(1)的顶面挖设若干道槽底呈简支梁挠曲线形状的沟槽(2)，并保证各道沟槽(2)的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证各道沟槽(2)呈等距平行排列；

步骤二：采用先张法预制密肋式矮T梁(3)，并保证密肋式矮T梁(3)的肋梁的数目与沟槽(2)的数目一致，同时保证密肋式矮T梁(3)的各道肋梁呈等距平行排列；然后，将密肋式矮T梁(3)的两端支撑在两个桥台台帽上形成简支梁体系；

步骤三：将密肋式矮T梁(3)的两端分别与两个桥台搭板(4)现浇固定，并保证密肋式矮T梁(3)的各道肋梁的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证密肋式矮T梁(3)的各道肋梁一一对应地位于各道沟槽(2)的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，其特征在于：密肋式矮T梁(3)的跨径大于石拱桥的净跨径，且二者之差为2～3m。

3.根据权利要求1所述的一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，其特征在于：密肋式矮T梁(3)采用超高性能混凝土预制而成。

4.根据权利要求1所述的一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，其特征在于：密肋式矮T梁(3)的肋梁与沟槽(2)的槽底之间设置有浸沥青的木条；密肋式矮T梁(3)的肋梁与沟槽(2)的槽壁之间填塞有沥青马蹄脂和油毛毡。

5.根据权利要求1所述的一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，其特征在于：所述步骤三中，两个桥台搭板(4)的长度应为密肋式矮T梁(3)的长度的0.55～0.65倍；两个桥台搭板(4)的端部设有枕梁支撑，形成先简支后连续体系的3跨连续梁，使密肋式矮T梁(3)承担更大部分的汽车荷载。

说明书

一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石拱桥加固减载技术，具体是一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法。

背景技术

[0002] 石拱桥在使用过程中，由于材料的风化和自然环境的影响，会逐渐出现承载能力不足的现象，因此有必要对石拱桥进行加固减载。然而，传统的石拱桥加固减载方法由于自身原理所限，存在如下问题：其一，传统的石拱桥加固减载方法需要减少拱上填料厚度并换填轻质材料或完全取消拱上填料，由此不利于拱顶处的荷载扩散，从而容易在拱顶形成单点受力，进而容易危害石拱桥的结构。其二，传统的石拱桥加固减载方法需要改变拱上建筑的形式，由此导致主拱圈的受力模式发生变化，从而容易导致石拱桥产生结构性风险，进而容易导致石拱桥发生坍塌。基于此，有必要发明一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，以解决传统的石拱桥加固减载方法不利于拱顶处的荷载扩散、导致主拱圈的受力模式发生变化的问题。

发明内容

[0003] 本发明为了解决传统的石拱桥加固减载方法不利于拱顶处的荷载扩散、导致主拱圈的受力模式发生变化的问题，提供了一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法。

[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的：

[0005] 一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，该方法是采用如下步骤实现的：

[0006] 步骤一：在拱上填料的顶面挖设若干道槽底呈简支梁挠曲线形状的沟槽，并保证各道沟槽的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证各道沟槽呈等距平行排列；

[0007] 步骤二：采用先张法预制密肋式矮T梁，并保证密肋式矮T梁的肋梁的数目与沟槽的数目一致，同时保证密肋式矮T梁的各道肋梁呈等距平行排列；然后，将密肋式矮T梁的两端支撑在两个桥台台帽上形成简支梁体系；

[0008] 步骤三：将密肋式矮T梁的两端分别与两个桥台搭板现浇固定，并保证密肋式矮T梁的各道肋梁的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证密肋式矮T梁的各道肋梁一一对应地位于各道沟槽的正上方。

[0009] 与传统的石拱桥加固减载方法相比，本发明所述的一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法基于梁拱协同原理，实现了对石拱桥进行加固减载(具体加固减载过程如下：汽车荷载先作用于梁式结构，支撑点设在两个桥台上的梁式结构通过弯曲变形承担一部分汽车荷载；梁式结构按挠曲线变形后与拱上填料紧贴，使得二者间隙为零，之后的剩余汽车荷载由拱上填料传递至石拱桥主拱圈，主拱圈由承担全部拱上填料自重及汽车荷载，减少为承担部分拱上填料自重及部分汽车荷载)，由此具备了如下优点：其一，本发明无需减少或完全取消拱上填料，而只需在拱上填料的顶面挖设沟槽并设置密肋式矮T梁即可实现加固减载，由此有利于拱顶处的荷载扩散，从而防止了在拱顶形成单点受力，进而保护了石拱桥的结构。其二，本发明无需改变拱上建筑的形式，由此防止了主拱圈的受力模式发生变化，从而防止了石拱桥产生结构性风险，进而防止了石拱桥发生坍塌。

[0010] 本发明有效解决了传统的石拱桥加固减载方法不利于拱顶处的荷载扩散、导致主拱圈的受力模式发生变化的问题，适用于石拱桥的加固减载。

附图说明

[0011] 图1是本发明中步骤一的示意图。

[0012] 图2是本发明中步骤三的示意图。

[0013] 图3是图2的A-A剖视图。

[0014] 图中：1-拱上填料，2-沟槽，3-密肋式矮T梁，4-桥台搭板。

具体实施方式

[0015] 一种梁拱协同的石拱桥加固减载方法，该方法是采用如下步骤实现的：

[0016] 步骤一：在拱上填料1的顶面挖设若干道槽底呈简支梁挠曲线形状的沟槽2，并保证各道沟槽2的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证各道沟槽2呈等距平行排列；

[0017] 步骤二：采用先张法预制密肋式矮T梁3，并保证密肋式矮T梁3的肋梁的数目与沟槽2的数目一致，同时保证密肋式矮T梁3的各道肋梁呈等距平行排列；然后，将密肋式矮T梁3的两端支撑在两个桥台台帽上形成简支梁体系；

[0018] 步骤三：将密肋式矮T梁3的两端分别与两个桥台搭板4现浇固定，并保证密肋式矮T梁3的各道肋梁的走向均与石拱桥的走向一致，同时保证密肋式矮T梁3的各道肋梁一一对应地位于各道沟槽2的正上方。

[0019] 密肋式矮T梁3的跨径大于石拱桥的净跨径，且二者之差为2～3m。

[0020] 密肋式矮T梁3采用超高性能混凝土预制而成。

[0021] 密肋式矮T梁3的肋梁与沟槽2的槽底之间设置有浸沥青的木条；密肋式矮T梁3的肋梁与沟槽2的槽壁之间填塞有沥青马蹄脂和油毛毡。

[0022] 所述步骤一中，简支梁挠曲线方程为：

[0023]

[0024] 式中：EI为梁刚度；L为跨径；q为均布荷载集度，其在密肋式矮T梁的截面尺寸和配筋已知的条件下可根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中第5.2.2～5.2.3条正截面抗弯承载力公式推算出来。

[0025] 所述步骤二中，简支梁体系承担一部分汽车荷载及原(挖槽部分)拱上填料的自重。

[0026] 所述步骤三中，两个桥台搭板4的长度应为密肋式矮T梁3的长度的0.55～0.65倍；两个桥台搭板4的端部设有枕梁支撑，形成先简支后连续体系的3跨连续梁，使密肋式矮T梁
3承担更大部分的汽车荷载。