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摘要 石拱桥是砌体结构,是一种逐渐被现代桥梁边缘化的桥型,所以对石拱桥的关注与研究明显不如对其他桥型的研究。然而, 据统计，拱桥在我国所有桥梁种的比例超过60%，在西部地区更是高达8成，石拱桥是数量最多、类型最丰富的桥型,也是我国早期桥梁的主要结构形式。目前相当数量的拱桥,特别是石拱桥普遍存在承载力不足,病害较多的缺陷。因此,对石拱旧桥的灾害分析以及防治加固技术的研究具有极大的现实意义。
关键字：石拱桥 灾害防治
中图分类号：S47文献标识码： A
一、国内外研究现状
目前，在世界范围内，桥梁维修、养护、加固的技术己成为交通研究领域中的重要课题。由西方24个发达国家参加的联合国“经济合作与发展组织(OECD)”，于1981 年召开“关于道路桥梁维修管理国际会议”，很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面提出众多有价值的论文。1980年在巴黎和布鲁塞尔，1982年在华盛顿，都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会[1]。然而，就石拱桥加固增强理论而言，国内外就此展开的理论研究很少，极少见诸于报告和文献。
20世纪80年代以来，我国在旧桥加固改造技术的研究试验方面进行了大量的工作。交通部在“六五”、“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题，举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议，在公路梁桥和拱桥等旧桥承载力的加固改造技术和施工工艺等方面都取得了许多宝贵经验，有不少旧桥改造、加固的成功范例。近年来，由于新材料、新理论和新技术的发展，出现了大量新的加固维修技术，大大提高了旧桥的承载力和通行的可靠性，取得了显著的经济效益和社会效益。
刘健宇在《石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究》文中分析了石拱桥的常见损伤病害产生的原因，包括对主拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效和桥墩台基础破坏病害的分析。提出了针对病害的防治加固措施，包括锚喷加固技术，粘贴钢板加固技术，调整荷载压力线加固技术，粘贴高强纤维加固技术，钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术，下部结构维修加固方法[2]。
颜向群在《石拱桥常见病害与预防措施》文中认为，石拱桥的病害分为以下四类，主拱圈开裂，腹拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效。通过合理确定拱轴系数、重视拱上建筑联合作用, 应用平面杆件系统程序或有限元程序对桥跨做整体内力分析和注重墩台位移与连拱计算来做到主拱圈与拱上建筑高度统一。通过优化材料，优化拱上结构，采用刚性填料，改善防水措施，和合理布置坡、弯石拱桥达到优化构造，消除质量隐患。通过合理设置预拱度，精心设计加载程序与卸载程序和完善施工工艺等措施来确保施工的质量[7]。
二、石拱桥病害防治加固措施
根据国内外在石拱桥病害防治的措施的研究，可以将石拱桥的病害防治加固措施分成两大类，上部结构的防治加固措施和下部结构的防治加固措施。
2.1 上部结构的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用钢筋混凝土复合主拱圈，增大拱圈截面以加固石拱桥承力结构。这种方法主要针对主拱圈发生拱轴线变形、主拱圈开裂等病害而引起整个结构承载力不足或构件局部功能失效而提出的一种方法。该加固技术通过在原主拱圈拱腹和两侧或拱顶增设一层钢筋混凝土加固层，使之形成复合主拱圈，通过复合主拱圈的协调变形、新旧拱圈共同承担荷载，达到增大主拱圈刚度、强度，提高桥梁承载力的目的。
2.1.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈法
通过沿主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍，形成复合拱圈，用复合拱圈协调变形，共同承担荷载的原理，达到增大主拱圈刚度、强度从而提高桥梁的承载力。
2.1.3 锚喷混凝土加固法
喷射混凝土有干式和湿式两种方式。干式喷射混凝土的运输、加水拌和、振捣，均是利用空压机产生的压缩空气通过喷射机使混凝土以连续高速喷向受喷面，并和受喷面形成整体。湿式喷射混凝土所采用的喷射机允许混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水，进行搅拌和均匀，然后再通过送料软管输至喷嘴，喷射到受喷面上。
2.1.4 塞缝灌浆法
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥砂浆、环氧树脂砂浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥砂浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥砂浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件產生的裂缝较小，易灌满，粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
2.2 下部结构的防治加固措施
2.2.1 高压旋喷桩加固法
高压旋喷桩法是用水泥浆靠高压液流的冲击力破碎土层并与土体混合构成新的固体，通过物理化学反应，使土体整体强度提高，从而提高地基的承载力，减少地基沉降变形，增加应力扩散，达到加固下部的目的。经过处理的土体压缩性明显减小，抗侧向变形能力有所提高。此方法适用于地基补强，既不损坏结构物的上部结构，又不影响桥梁的正常运营。
2.2.2 扩大基础加固法
该方法通过扩大桥梁基础的承压面积，以恢复和提高基础承受荷载后的承载能力。通常在刚性实体基础周围加石砌圬工或混凝土，以增加基础的面积，在新旧基础间增设锚固钢筋，使新旧基础牢固地结合成整体，共同承担荷载。
2.2.3 增补桩基法
在标准基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大承台，以此提高基础承受活载后的承载力，增加基础稳定性。此方法适用于桩基或钻孔灌注桩。
2.2.4 桥台倾斜位移的治理
对于单孔小跨径桥台，可在两个桥台增设水平支撑梁，如浆砌片石或水泥混凝土支撑梁。为防止因桥台台背土压力太大引起的桥台倾斜，可再增设一道挡墙，以增强挡土能力。对于填土较高而受到较大土压力作用可采取更换台背填土，改善台背填料或者采用旋喷法、水泥桩进行治理。
三、展望
石拱桥病害种类较多，且相互作用、相互关联，对于石拱桥病害的防治措施的选择，应该调查和掌握桥梁的基础资料和实际情况，对全桥病害进行全面细致的调查和分析，正确判断桥梁状态，在确定实际加固整治方案时，应该综合运用各种防治加固措施，不能机械照搬照用单一治理方法应真正做到方案择优、综合治理、修饰美化，达到加固补强的目的。
随着科技的进行，各种新型材料的研发，对于石拱桥病害加固技术的措施也会不断的更新，未来石拱桥病害防治加固措施应该是更注重环保和经济两方面。
参考文献
[1]杨汉文，刘刚新.公路砖石拱桥加固原理及实效分析[J].交通科技.2005(5) .81-82.
[2]刘健宇.石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究[J].山西建筑，2008，34（28）:304-306.
[3]邢明峰.石拱桥病害调查与加固方案设计[J].养护工程，2010（1）:38-42.
[4]黄玉萍.石拱桥病害分析与加固[J].福建建设科技，2009(5):62-63.
[5]金杰，赵冬，陈平.石拱桥病害与加固[J].研究与探讨，2008（2）：16-18.
关键字：石拱桥 灾害防治
中图分类号：S47文献标识码： A
一、国内外研究现状
目前，在世界范围内，桥梁维修、养护、加固的技术己成为交通研究领域中的重要课题。由西方24个发达国家参加的联合国“经济合作与发展组织(OECD)”，于1981 年召开“关于道路桥梁维修管理国际会议”，很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面提出众多有价值的论文。1980年在巴黎和布鲁塞尔，1982年在华盛顿，都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会[1]。然而，就石拱桥加固增强理论而言，国内外就此展开的理论研究很少，极少见诸于报告和文献。
20世纪80年代以来，我国在旧桥加固改造技术的研究试验方面进行了大量的工作。交通部在“六五”、“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题，举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议，在公路梁桥和拱桥等旧桥承载力的加固改造技术和施工工艺等方面都取得了许多宝贵经验，有不少旧桥改造、加固的成功范例。近年来，由于新材料、新理论和新技术的发展，出现了大量新的加固维修技术，大大提高了旧桥的承载力和通行的可靠性，取得了显著的经济效益和社会效益。
刘健宇在《石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究》文中分析了石拱桥的常见损伤病害产生的原因，包括对主拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效和桥墩台基础破坏病害的分析。提出了针对病害的防治加固措施，包括锚喷加固技术，粘贴钢板加固技术，调整荷载压力线加固技术，粘贴高强纤维加固技术，钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术，下部结构维修加固方法[2]。
颜向群在《石拱桥常见病害与预防措施》文中认为，石拱桥的病害分为以下四类，主拱圈开裂，腹拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效。通过合理确定拱轴系数、重视拱上建筑联合作用, 应用平面杆件系统程序或有限元程序对桥跨做整体内力分析和注重墩台位移与连拱计算来做到主拱圈与拱上建筑高度统一。通过优化材料，优化拱上结构，采用刚性填料，改善防水措施，和合理布置坡、弯石拱桥达到优化构造，消除质量隐患。通过合理设置预拱度，精心设计加载程序与卸载程序和完善施工工艺等措施来确保施工的质量[7]。
二、石拱桥病害防治加固措施
根据国内外在石拱桥病害防治的措施的研究，可以将石拱桥的病害防治加固措施分成两大类，上部结构的防治加固措施和下部结构的防治加固措施。
2.1 上部结构的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用钢筋混凝土复合主拱圈，增大拱圈截面以加固石拱桥承力结构。这种方法主要针对主拱圈发生拱轴线变形、主拱圈开裂等病害而引起整个结构承载力不足或构件局部功能失效而提出的一种方法。该加固技术通过在原主拱圈拱腹和两侧或拱顶增设一层钢筋混凝土加固层，使之形成复合主拱圈，通过复合主拱圈的协调变形、新旧拱圈共同承担荷载，达到增大主拱圈刚度、强度，提高桥梁承载力的目的。
2.1.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈法
通过沿主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍，形成复合拱圈，用复合拱圈协调变形，共同承担荷载的原理，达到增大主拱圈刚度、强度从而提高桥梁的承载力。
2.1.3 锚喷混凝土加固法
喷射混凝土有干式和湿式两种方式。干式喷射混凝土的运输、加水拌和、振捣，均是利用空压机产生的压缩空气通过喷射机使混凝土以连续高速喷向受喷面，并和受喷面形成整体。湿式喷射混凝土所采用的喷射机允许混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水，进行搅拌和均匀，然后再通过送料软管输至喷嘴，喷射到受喷面上。
2.1.4 塞缝灌浆法
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥砂浆、环氧树脂砂浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥砂浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥砂浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件產生的裂缝较小，易灌满，粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
2.2 下部结构的防治加固措施
2.2.1 高压旋喷桩加固法
高压旋喷桩法是用水泥浆靠高压液流的冲击力破碎土层并与土体混合构成新的固体，通过物理化学反应，使土体整体强度提高，从而提高地基的承载力，减少地基沉降变形，增加应力扩散，达到加固下部的目的。经过处理的土体压缩性明显减小，抗侧向变形能力有所提高。此方法适用于地基补强，既不损坏结构物的上部结构，又不影响桥梁的正常运营。
2.2.2 扩大基础加固法
该方法通过扩大桥梁基础的承压面积，以恢复和提高基础承受荷载后的承载能力。通常在刚性实体基础周围加石砌圬工或混凝土，以增加基础的面积，在新旧基础间增设锚固钢筋，使新旧基础牢固地结合成整体，共同承担荷载。
2.2.3 增补桩基法
在标准基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大承台，以此提高基础承受活载后的承载力，增加基础稳定性。此方法适用于桩基或钻孔灌注桩。
2.2.4 桥台倾斜位移的治理
对于单孔小跨径桥台，可在两个桥台增设水平支撑梁，如浆砌片石或水泥混凝土支撑梁。为防止因桥台台背土压力太大引起的桥台倾斜，可再增设一道挡墙，以增强挡土能力。对于填土较高而受到较大土压力作用可采取更换台背填土，改善台背填料或者采用旋喷法、水泥桩进行治理。
三、展望
石拱桥病害种类较多，且相互作用、相互关联，对于石拱桥病害的防治措施的选择，应该调查和掌握桥梁的基础资料和实际情况，对全桥病害进行全面细致的调查和分析，正确判断桥梁状态，在确定实际加固整治方案时，应该综合运用各种防治加固措施，不能机械照搬照用单一治理方法应真正做到方案择优、综合治理、修饰美化，达到加固补强的目的。
随着科技的进行，各种新型材料的研发，对于石拱桥病害加固技术的措施也会不断的更新，未来石拱桥病害防治加固措施应该是更注重环保和经济两方面。
参考文献
[1]杨汉文，刘刚新.公路砖石拱桥加固原理及实效分析[J].交通科技.2005(5) .81-82.
[2]刘健宇.石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究[J].山西建筑，2008，34（28）:304-306.
[3]邢明峰.石拱桥病害调查与加固方案设计[J].养护工程，2010（1）:38-42.
[4]黄玉萍.石拱桥病害分析与加固[J].福建建设科技，2009(5):62-63.
[5]金杰，赵冬，陈平.石拱桥病害与加固[J].研究与探讨，2008（2）：16-18.