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双曲拱桥是我国60-80年代县乡公路的主要桥型之一。它具有结构新颖、节省材料、便于施工、造价低廉等优点,在中小型桥梁工程建设中得到了广泛的推广和使用。但是,限于当时的各方面条件,双曲拱桥亦存在结构整体性差等诸多缺陷,并且已经运营30~40年,存在着种种病害与缺陷,已不适应当今经济快速发展的需要,同时考虑到该桥型像其它拱式桥梁具有超载的潜能,通过加固维修可继续安全地使用,并且能通过加固拓宽来达到更高的设计标准。
本文在总结分析双曲拱桥各种病害类型及其产生原因的基础上,对双曲拱桥的各种加固方法进行了研究后发现这些加固方法都没有改变旧桥的受力体系,偏重于消除病害,恢复承载能力,但提高承载能力的效果有限。因此,本文介绍了一种新型的加固方法——“用刚架拱改建双曲拱”,对危旧双曲拱拱桥进行加固改造。该方法首先是拆除拱上建筑保留主拱圈,然后对主拱圈进行加厚处理,最后增设次拱腿和次梁将结构体系由普通无铰拱转变为刚架拱,此方法利用了拱上建筑的卸载和改变结构受力体系这两方面来达到提载加固的效果。
本文结合工程实例,运用桥梁结构有限元软件MIDAS/Civil对使用该方法加固的双曲拱桥加固前后的受力状况进行对比分析,并对加固的施工过程进行了分析。结果表明,该方法具有较好的可行性,有良好的加固提载效果,对于消除交通隐患、提高通行能力和服务水平都具有重要意义。同时,本文也分析了这种加固方法的适用性,及其优点和不足之处,以供同类桥梁加固时参考。