圬工拱涵开裂的病害分析及维修加固.pdfVIP

学兔兔 2010年第2期 广 东公路交通 GuangDong GongLu JiaoTong 总第111期 文章编号：1671—7619(2010)02—0055—05 圬工拱涵开裂的病害分析及维修加固 谭益利 (广东开阳高速公路有限公司，广东开平 529339) 摘要：近年来高速公路上部分圬工拱涵出现不同程度的裂缝。对于在现场踏勘中结构毫米级的位移无原始参照 无法检测的情况下，引入虚拟位移法，对结构拱脚产生微小变位所引起的主拱圈受力变化进行了详细的分析。 同时介绍了加固处置方案中关键的处置措施。最后采用有限元分析软件，考虑结构的二次受力，对加固后的拱 涵进行了受力状态的分析。加固运营两年多后，进行了回访，拱涵结构运营技术状况良好，达到预期加固效果。 关键词： 圬工拱涵；裂缝；加固补强 中图分类号： 文献标识码：B O 概述 (2)温度等次内力。由于无铰拱的超静定次 近年来，广东多条沿海高速公路在日常检查 数高，温度变化、材料收缩等都会在拱涵内产生较 中发现，部分圬工拱涵存在不同程度的开裂现象， 大的附加内力，从而引起主拱圈产生裂缝。 包括石拱涵、混凝土砌块拱涵以及素混凝土拱涵 (3)覆土荷载过大，引起拱结构的最大拉应 等。其病害主要表现为在涵洞进出口拱顶及四分 力超过现行规范规定的设计强度，是高填路基段 之一拱顶位置存在局部或通长的纵向及斜向裂 拱顶开裂的主要原因之一。 缝，裂缝缝宽一般为0．5～3．2mm，个别拱涵最大 (4)拱涵侧向约束较薄弱，土压力较大。由 缝宽达10mm以上；拱顶有严重渗水，拱涵八字墙 于拱涵对拱顶和台背两侧路基的填土、对称分层 与涵台有错位。 压实、地基承载力的要求较高，因此施工顺序、构 拱涵为超静定无铰拱结构，其受力状态对边 造处理、填方压实、涵台刚度不足均可以导致主拱 界条件的反应极其敏感，由于基础不均匀沉降、回 圈出现裂缝。 填加载不均匀等都可能使受力偏心造成拱圈、基 (5)沉降缝设计不合理。若拱涵原设计沉降 础纵向开裂，应力重新分布。主拱圈产生的裂缝 缝位置、分段长度、间距不合理，基础变形时将产 一 般多为纵向，有时能贯穿整个主拱圈，在横断面 生不均沉降，使得各节之间产生侧向位移而产生 的位置却不同。一般情况下，若开裂后的拱圈，只 斜向开裂。 是无铰拱变成了单铰拱，在应力满足要求的情况 (6)外荷载直接作用于结构，引起结构产生 下，也可照常使用，但是若拱涵存在较多的裂缝， 裂缝。其中又可分为早期压路机械作用引发和运 对结构整体的刚度必然有一定程度的削弱，影响 营荷载引发两种情况。随着日益增加的交通量， 结构的承载力和正常使用，须对拱涵进行加固补 特别是大吨位车辆运输的要求，个别拱涵的设计 强。 荷载已经无法满足目前运营荷载的要求，因此当 l 原因分析 外荷载作用于结构时引起的直接应力就可能导致 圬工拱涵主拱圈产生裂缝的原因很多，本文 结构产生裂缝。 通过对广东沿海高速公路圬工拱涵的调查分析， 分析广东沿海高速公路圬工拱涵