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【摘 要】分析淮北地区众多的双曲拱桥病害产生的原因，并有针对性地提出进行维修加固的方法，具有十分重要的社会意义和显著的经济效益。
【关键词】双曲拱桥；病害原因分析；维修加固方法；意义
一、引言
双曲拱桥，这种具有我国民族风格的新颖的圬工拱桥，因其节省材料和施工工艺的简便，在上世纪70-80年代在全国尤其是淮北地区大量推广应用，为我国公路桥梁建设事业的发展做出了重大贡献。但此类桥梁设计荷载标准较低，在长期重荷载、大交通量运营情况下，都出现了不同程度的病害。对如此众多有病害的桥梁，如全部拆除重建需要大量的资金。我国目前仍然是发展中国家，不允许也不可能对所有此类桥梁全面重建，因此对此类旧桥进行加固、维修或重建应进行认真分析，科学决策，使之更好地为国民经济服务。事实上双曲拱桥具有较大的承载潜力，它们中的大多数经过维修加固是可以继续运营的。作者曾经对多座双曲拱桥进行过维修加固，使这些带病老桥面貌一新，取得维修成功。
二、病害形式及原因
双曲拱桥因其建桥年代的情况和要求，设计荷载偏低、桥面窄，后由于运输量的增加和荷载标准的提高，双曲拱桥出现了各种各样的病害，成为交通运输发展的潜在隐患。双曲拱桥的常见病害及成因分析如下：
（一）拱上填料排水不畅等原因引起的侧墙膨胀破坏
侧墙膨胀破坏是双曲拱桥最常见的病害之一。双曲拱桥侧墙发生鼓胀，一般是由于桥面失养造成排水不良，桥面铺装结构强度低、耐水性差，桥面积水下渗入拱上填料而造成膨胀，或是砌筑质量不佳在重型车辆反复碾压下引起的。
（二）墩台位移引起破坏
拱桥地基要承受竖向荷载和水平推力，因此对地基的承载力要求较高。而淮北地区土层较厚，土质不一，对修建拱桥尤其是大跨径拱桥难度很大，基础大部分是重力式扩大基础，基础由于埋置深度较浅，抗洪水冲刷能力弱；双曲拱桥设计、施工不当时，往往容易引起墩台的位移和沉降。由于位移和沉降，将导致拱圈下沉，拱肋、拱波、拱板开裂形成径向裂缝，拱肋与拱波分离产生环向裂缝，边空腹小拱拱顶、拱脚开裂，立柱出现严重裂缝等损坏现象。
（三）拱肋强度不足而引起承载能力降低
拱肋是拱桥主拱圈的重要组成部分，它与拱波、拱板共同承受全部恒载和活载，是主要受力构件。因此，当其抗弯强度和刚度不足时，往往使承载能力降低，出现拱肋径向裂缝，同时也会引起其它构件的损坏。
（四）横向联系不足而引起失稳
双曲拱桥中设置横向联系梁是很重要的，它使拱肋、拱波、拱板形成整体共同受力。當拱肋间无横向联系时或无填平层，在集中荷载（车辆荷载）作用下，各片拱肋的变形在横桥方向是很不均匀的，并且出现拱波顶部的纵向裂缝。有横向联系或填平层的拱圈，各肋间的变形就比较均匀。而且，随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一致。由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体，拱波顶部一般也不会出现纵向裂缝，形成一个拱肋的稳定性。当横向联系布置不够或强度不足而产生损坏时，将会使拱桥横向稳定性减低，拱波顶出现纵向裂缝。
（五）拱背径向裂缝
拱背径向裂缝多产生在拱脚附近负弯矩区段。桥台水平位移较大时，常出现拱背裂缝。
拱背设有钢筋并伸入台座的双曲拱桥，也应防止过宽过密的拱背径向裂缝，使裂缝宽度不要超过0.2mm。
三、加固措施和方法
对于双曲拱桥加固近些年做了很多，针对桥梁不同部位出现的问题及其严重程度采取不同的应对措施。拱上建筑破坏或桥面系破损的桥梁主要是进行维修和养护，破损严重的进行更换。对上部结构病害采取的加固方法有以下几种：
（一）桥面系
如出现侧墙胀裂外倾，则桥面铺装及拱上填料均需凿除重做。
（1）为减轻拱上结构自重，拱上填料应采用粉煤灰石灰等轻质填料；铺装层厚采用C40钢纤维防水砼，铺装钢筋可采用Φ12@10×10cm钢筋网。
（2）全桥伸缩缝，视情况在墩顶中心及桥台设置毛勒（仿毛勒）伸缩缝。为更好地加强伸缩缝和桥面联系，伸缩缝处混凝土和桥面铺装应一次整体浇筑。
（3）拆除原桥人行道板与栏杆，改建为40cm宽钢筋砼防撞护栏。
（一）拱肋加固
1.环氧浆液粘贴钢板加固拱肋；
2.碳纤维布粘贴加固拱肋或拱圈；
3.用增加钢筋外包混凝土加大拱肋断面；
4.压浆灌缝。
（二）加厚拱板
有的双曲拱桥拱肋截面比较强，但拱波显得薄弱，尤其是当横向联结较弱时，往往在拱波顶部产生纵向裂缝。采用加厚拱板的方法，可以增加拱肋、拱波强度，增强拱圈的整体性和强度。加固时先将拱上填料拆除，用混凝土将波谷填平，再沿全桥宽浇筑混凝土拱板，内设钢筋网和纵向主筋。如果是拱肋下缘抗拉强度不够，也可以在下缘用混凝土将拱波填平，增大断面。内设纵向主筋和横向分布钢筋，且锚固筋可将原拱肋主筋凿露连接，也可采用植筋技术加设锚筋。
（三）加强横向联结
加强横向联接的具体加固方法一般有以下几种：
1.用外包混凝土加大横系梁断面；
2.将横系梁改造为横隔板；
3.对于原来设置套管拉杆横向联结或未设横向联结的双曲拱桥，其套管只起横向拉结作用，又对拱波的抗扭刚度作用不大：加固时可拆除原套管而改为横隔板，也可沿拱圈增加桥的横系梁或横隔板。
（四）调整拱轴线和压力线
1.调整拱上的恒载分布；
2.减轻拱上建筑自重。
四、体会
目前，我国公路上尤其是县乡公路上还存在不少有问题的双曲拱桥梁，这些桥甚至是危桥险桥。由于财力所限，在短时间内不可能全部拆除重建。为保证运营安全，必须对这些桥梁进行鉴定，有针对性地进行维修加固。因此，桥梁的维修加固具有十分重要的社会意义和显著的经济效益。
4.1、各级交通主管部门应对桥梁的维修加固工作给予高度重视。公路管理部门应有专门机构负责桥梁维修加固。
4.2、桥梁的维修加固要工作认真、计划周密。加固前必须对桥梁进行全面的检查及检测，必要时还要进行荷载实验，找出主要问题。随后再组织有关专家制定切实可行的实施方案，选择有维修加固经验的施工单位，编制详实的施工组织设计进行施工。必要时，需进行施工图设计后，才能组织实施。否则，会造成事与愿违的后果。
4.3、由于桥梁维修加固技术不断发展，要不断学习、借鉴和引进新技术、新工艺、新经验、新材料。一项先进的施工技术或方法，不但可以提高工作效率，节约工程造价，而且可以使桥梁维修加固更可靠、更耐久。
4.4、尽管桥梁的维修加固具有显著的经济效益（往往一座桥梁的加固费用不到新建桥梁的五分之一），但由于桥梁加固工作技术要求高、困难多、风险大，往往实施起来有一定的难度。因此，桥梁的维修加固工作必须由具有一定的桥梁养护管理或维修加固经验、敢于承担责任的工程技术人员具体负责，并选择有桥梁施工经验的专业队伍承担。
【关键词】双曲拱桥；病害原因分析；维修加固方法；意义
一、引言
双曲拱桥，这种具有我国民族风格的新颖的圬工拱桥，因其节省材料和施工工艺的简便，在上世纪70-80年代在全国尤其是淮北地区大量推广应用，为我国公路桥梁建设事业的发展做出了重大贡献。但此类桥梁设计荷载标准较低，在长期重荷载、大交通量运营情况下，都出现了不同程度的病害。对如此众多有病害的桥梁，如全部拆除重建需要大量的资金。我国目前仍然是发展中国家，不允许也不可能对所有此类桥梁全面重建，因此对此类旧桥进行加固、维修或重建应进行认真分析，科学决策，使之更好地为国民经济服务。事实上双曲拱桥具有较大的承载潜力，它们中的大多数经过维修加固是可以继续运营的。作者曾经对多座双曲拱桥进行过维修加固，使这些带病老桥面貌一新，取得维修成功。
二、病害形式及原因
双曲拱桥因其建桥年代的情况和要求，设计荷载偏低、桥面窄，后由于运输量的增加和荷载标准的提高，双曲拱桥出现了各种各样的病害，成为交通运输发展的潜在隐患。双曲拱桥的常见病害及成因分析如下：
（一）拱上填料排水不畅等原因引起的侧墙膨胀破坏
侧墙膨胀破坏是双曲拱桥最常见的病害之一。双曲拱桥侧墙发生鼓胀，一般是由于桥面失养造成排水不良，桥面铺装结构强度低、耐水性差，桥面积水下渗入拱上填料而造成膨胀，或是砌筑质量不佳在重型车辆反复碾压下引起的。
（二）墩台位移引起破坏
拱桥地基要承受竖向荷载和水平推力，因此对地基的承载力要求较高。而淮北地区土层较厚，土质不一，对修建拱桥尤其是大跨径拱桥难度很大，基础大部分是重力式扩大基础，基础由于埋置深度较浅，抗洪水冲刷能力弱；双曲拱桥设计、施工不当时，往往容易引起墩台的位移和沉降。由于位移和沉降，将导致拱圈下沉，拱肋、拱波、拱板开裂形成径向裂缝，拱肋与拱波分离产生环向裂缝，边空腹小拱拱顶、拱脚开裂，立柱出现严重裂缝等损坏现象。
（三）拱肋强度不足而引起承载能力降低
拱肋是拱桥主拱圈的重要组成部分，它与拱波、拱板共同承受全部恒载和活载，是主要受力构件。因此，当其抗弯强度和刚度不足时，往往使承载能力降低，出现拱肋径向裂缝，同时也会引起其它构件的损坏。
（四）横向联系不足而引起失稳
双曲拱桥中设置横向联系梁是很重要的，它使拱肋、拱波、拱板形成整体共同受力。當拱肋间无横向联系时或无填平层，在集中荷载（车辆荷载）作用下，各片拱肋的变形在横桥方向是很不均匀的，并且出现拱波顶部的纵向裂缝。有横向联系或填平层的拱圈，各肋间的变形就比较均匀。而且，随着横向联系的加强，各肋间的变形就更趋一致。由于横向联系的设立，使单片的拱肋在横向联成整体，拱波顶部一般也不会出现纵向裂缝，形成一个拱肋的稳定性。当横向联系布置不够或强度不足而产生损坏时，将会使拱桥横向稳定性减低，拱波顶出现纵向裂缝。
（五）拱背径向裂缝
拱背径向裂缝多产生在拱脚附近负弯矩区段。桥台水平位移较大时，常出现拱背裂缝。
拱背设有钢筋并伸入台座的双曲拱桥，也应防止过宽过密的拱背径向裂缝，使裂缝宽度不要超过0.2mm。
三、加固措施和方法
对于双曲拱桥加固近些年做了很多，针对桥梁不同部位出现的问题及其严重程度采取不同的应对措施。拱上建筑破坏或桥面系破损的桥梁主要是进行维修和养护，破损严重的进行更换。对上部结构病害采取的加固方法有以下几种：
（一）桥面系
如出现侧墙胀裂外倾，则桥面铺装及拱上填料均需凿除重做。
（1）为减轻拱上结构自重，拱上填料应采用粉煤灰石灰等轻质填料；铺装层厚采用C40钢纤维防水砼，铺装钢筋可采用Φ12@10×10cm钢筋网。
（2）全桥伸缩缝，视情况在墩顶中心及桥台设置毛勒（仿毛勒）伸缩缝。为更好地加强伸缩缝和桥面联系，伸缩缝处混凝土和桥面铺装应一次整体浇筑。
（3）拆除原桥人行道板与栏杆，改建为40cm宽钢筋砼防撞护栏。
（一）拱肋加固
1.环氧浆液粘贴钢板加固拱肋；
2.碳纤维布粘贴加固拱肋或拱圈；
3.用增加钢筋外包混凝土加大拱肋断面；
4.压浆灌缝。
（二）加厚拱板
有的双曲拱桥拱肋截面比较强，但拱波显得薄弱，尤其是当横向联结较弱时，往往在拱波顶部产生纵向裂缝。采用加厚拱板的方法，可以增加拱肋、拱波强度，增强拱圈的整体性和强度。加固时先将拱上填料拆除，用混凝土将波谷填平，再沿全桥宽浇筑混凝土拱板，内设钢筋网和纵向主筋。如果是拱肋下缘抗拉强度不够，也可以在下缘用混凝土将拱波填平，增大断面。内设纵向主筋和横向分布钢筋，且锚固筋可将原拱肋主筋凿露连接，也可采用植筋技术加设锚筋。
（三）加强横向联结
加强横向联接的具体加固方法一般有以下几种：
1.用外包混凝土加大横系梁断面；
2.将横系梁改造为横隔板；
3.对于原来设置套管拉杆横向联结或未设横向联结的双曲拱桥，其套管只起横向拉结作用，又对拱波的抗扭刚度作用不大：加固时可拆除原套管而改为横隔板，也可沿拱圈增加桥的横系梁或横隔板。
（四）调整拱轴线和压力线
1.调整拱上的恒载分布；
2.减轻拱上建筑自重。
四、体会
目前，我国公路上尤其是县乡公路上还存在不少有问题的双曲拱桥梁，这些桥甚至是危桥险桥。由于财力所限，在短时间内不可能全部拆除重建。为保证运营安全，必须对这些桥梁进行鉴定，有针对性地进行维修加固。因此，桥梁的维修加固具有十分重要的社会意义和显著的经济效益。
4.1、各级交通主管部门应对桥梁的维修加固工作给予高度重视。公路管理部门应有专门机构负责桥梁维修加固。
4.2、桥梁的维修加固要工作认真、计划周密。加固前必须对桥梁进行全面的检查及检测，必要时还要进行荷载实验，找出主要问题。随后再组织有关专家制定切实可行的实施方案，选择有维修加固经验的施工单位，编制详实的施工组织设计进行施工。必要时，需进行施工图设计后，才能组织实施。否则，会造成事与愿违的后果。
4.3、由于桥梁维修加固技术不断发展，要不断学习、借鉴和引进新技术、新工艺、新经验、新材料。一项先进的施工技术或方法，不但可以提高工作效率，节约工程造价，而且可以使桥梁维修加固更可靠、更耐久。
4.4、尽管桥梁的维修加固具有显著的经济效益（往往一座桥梁的加固费用不到新建桥梁的五分之一），但由于桥梁加固工作技术要求高、困难多、风险大，往往实施起来有一定的难度。因此，桥梁的维修加固工作必须由具有一定的桥梁养护管理或维修加固经验、敢于承担责任的工程技术人员具体负责，并选择有桥梁施工经验的专业队伍承担。