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摘 要：南充市西景桥为等截面石拱桥,主拱跨径50.87m,宽9m,主拱圈厚1.2m.经过多年运营,桥体结构产生了较多病害.通过对西景桥的现场检测,对西景桥各构件病害进行了系统地分析,旨在为类似石拱桥病害的防治提供参考.

关 键 词：石拱桥　病害　处治建议

中图分类号：TU7　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)006-010-02

1　前言

据统计,拱桥在我国所有桥梁中的比例超过60％,在西部地区更是高达8成,旧桥中拱桥的比例更大.圬工拱桥建造费用低廉,需要钢材数量少,且结构耐久性好,平时需要维护少.但是,考虑到设计、施工、使用、维护等各方面的原因,既有圬工拱桥在其运营阶段产生各种病害,降低其承载能力,影响其在国民经济建设中发挥应有的作用.

2　主要病害

2.1　主拱病害

西景桥主拱拱腹存在较大面积砌缝渗水和石料风化、钙化现象.主拱侧面与侧墙连接处上下游均存在砌缝开裂、不密实,上游侧拱顶位置石料破损、脱落.

2.1.1　拱圈渗水

病害特征：水滴、水流从拱石或砂浆缝间渗出,或沿拱上建筑侧面流到拱圈表面,或桥面排水直接流到主拱上,再沿着拱圈或横墙流到拱脚.

成因分析：(1)拱上建筑填料不密实,填料防水效果不好：(2)砂浆缝不饱满,或桥面排水系统设置不合理等导致桥面积水渗透至拱圈.

危害：将引起拱石软化、强度和耐久性降低等病害出现.

2.1.2　石料风化、钙化

病害特征：拱石表面呈粉状并伴有白色或灰色屑末状覆盖层,致使拱石强度、耐久性等削弱,呈鳞片状脱落.

成因分析：周围环境中空气污染严重,各种有害气体、污水长期侵害、腐蚀拱石,或桥龄较长,石料自然风化.

2.1.3　砌缝开裂

病害特征：砂浆等砌筑材料强度和密实度低,砂浆开裂、脱落形成空隙.

成因分析：(1)材料自身强度低,或因风化、水蚀只是强度降低；(2)因渗水或汽车冲击力作用导致砂浆等砌筑材料开裂甚至脱落.

2.1.4　拱石脱落

病害特征：拱腹局部区段(特别是拱顶段)拱石被压裂后脱落,拱圈表面极不平整,截面面积急剧变化,可能引发应力集中,加速各种病害的产生与发展.

成因分析：(1)砂浆不饱满或脱落；(2)拱顶填料厚度不够而导致超载超速车辆对拱圈造成极大的冲击.

2.2　拱上建筑、桥面系病害

拱上建筑和桥面系是石拱桥的主要传力构件,同时也起着分布荷载的作用：桥面系还承担了保护拱圈、拱上建筑,避免它们受车辆冲击和雨水等侵蚀的作用.拱上建筑和桥面系的工作状态对石拱桥承载能力和耐久性有很大的影响.

2.2.1　腹拱病害

腹拱是拱上建筑中的最重要组成部分,其受力形态与主拱圈类似,因此腹拱的病害类型、特征和成因与主拱圈亦相当.

西景桥有8个腹拱,自城区至西山公园方向依次编号为1～8#腹拱.经检测,腹拱石料普遍存在风化、砌缝不密实,部分腹拱渗水,石料表面剥落,砌缝开裂.

1#腹拱拱背上下游侧面均存在砌缝开裂,拱腹石料风化严重,砌缝不密实：两端横墙均渗水,靠西山公园岸横墙严重渗水,且下游侧横墙底部存在砌缝开裂.

1#腹供靠西山公园岸严重渗水

2#腹拱拱背上下游侧面均存在砌缝开裂,靠西山公园岸拱腹严重渗水,石料风化严重：靠西山公园岸横墙砌缝不密实,横墙上下游侧底部均存在砌缝开裂.

3#腹拱拱背上下游侧面均存在砌缝开裂,拱腹石料严重风化,表面剥落,砌缝不密实；靠西山公园岸横墙砌缝不密实,横墙上下游侧底部均存在砌缝开裂.

4#腹拱拱顶石料风化较严重,砌缝较宽、不密实且存在开裂,上游侧面上缘存在砌缝开裂.

5#腹拱严重风化且表面剥落

5#腹拱石料风化严重且表面剥落,部分砌缝不密实.

6#腹拱石料风化严重且表面脱落,上游侧面上缘存在砌缝开裂.

7#腹拱石料风化严重,表面剥落,砌缝不密实,砂浆部分脱落,上下游侧面上缘均存在砌缝开裂.

8#腹拱拱顶石料严重风化、部分剥落,靠城区岸横墙局部砌缝不密实,上下游侧面上缘均存在砌缝开裂.

2.2.2　耳墙病害

城区岸耳墙采用石料砌筑,上下游侧耳墙砌缝均严重渗水,石料均严重风化.西山公园岸耳墙采用混凝土砌筑,上游侧耳墙下部存在宽度介于0.16～0.20mm之间的横向贯通裂缝；下游侧耳墙下部存在宽度介于0.15-0.22mm之间的横向贯通裂缝,顶部靠岸处存在混凝土破裂.

病害特征：耳墙常出现顺桥向、横桥向裂缝；裂缝沿砂浆或石料发展,裂缝也可能同时贯穿砂浆和拱圈石料；裂缝宽度,多为上宽下窄形态；裂缝深度,不同病害导致裂缝有深有浅.裂缝走向、长度、宽度和深度因不同的病害根源而呈现不同的特征.

引起耳墙开裂的因素主要有：

(1)荷载过大,或其冲击作用太强使耳墙承受的土侧压力增大.

(2)拱上建筑中的填料不密实,或填料质量不好,桥面破损后积水渗透至拱上填料,降低其强度.

(3)耳墙的砌筑砂浆或石料强度低.

(4)设计、施工等原因.

2.2.3桥面铺装病害

西景桥桥面采用沥青铺装,桥面开裂较严重,并存在较多破损.城区岸至西山公园岸5m处存在多条裂缝和铺装破损.城区岸至西山公园岸约12m、17m、27m、30m、36m、41m、47m、52m、54m、55m位置处均存在宽度0.80～2.50mm的横向

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病害特征：桥面出现裂缝,出现推移、拥包等现象,造成行车道有坑槽、不平整.

成因分析：超重车对桥梁的损害：桥面排水等相关措施不力.

2.3　其它病害

2.3.1　引桥病害

引桥栏杆破损、露筋.桥面采用沥青铺装,靠近下游侧人行道位置铺装破损,与主桥连接的伸缩缝处存在宽度0.4～0.6mm的横向贯通裂缝.引桥两端伸缩缝均被泥土填塞.

引桥伸缩缝被泥土堵塞

2.3.2　挑梁病害

桥面上下两侧各支出1.78m挑梁,上下游侧挑梁均存在破损、露筋现象.

3　处治建议

综上所述,桥跨结构主拱、腹拱均存在较大面积渗水、石料风化,部分砌缝不密实、开裂,部分横墙底部砌缝开裂；桥面铺装、人行道板及栏杆破损均比较严重,引桥伸缩缝填满泥土.建议对开裂砌缝进行修补：对耳墙裂缝进行修补；对桥面及栏杆破损进行修补.

4　结语

本文基于南充市西景桥的现场检测、调查结果,系统地介绍了西景桥各构件的病害及其成因.由于多数的石拱桥在运营阶段都会出现类似的病害,因此可以建立石拱桥的病害档案,为类似石拱桥的病害防治提供参考.

病害学术论文撰写与发表
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参考文献：

[1]许圣祥,既有圬工拱桥检测和评定方法研究[D],西南交通大学硕士研究生学位论文,2010,5

[2]周建庭,刘思孟,李跃军,石拱桥加固改造技术[M],北京：人民交通出版社,2008

[3]刘克礼,黄凤娇,张丽新,砖石圬工拱桥常见病害及处治技术[J],公路工程与运输,2008年第6期

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