CN105696474A - 地表变形区拱桥抗变形加固方法 - Google Patents

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陈晓淼
苏琼
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Abstract

一种地表变形区拱桥抗变形加固方法，适用于治理因采动等因素形成的地表变形拱桥使用。其步骤为：在桥墩基础四周及桥墩基础间现浇混凝土，在桥墩四角外包钢结构立柱，各立柱间加横向支撑，在拱圈内安装桁架加固。其方法简单，加固效果好，成本低，防止地表拉伸使桥拱产生变形，保证大变形下桥体不会再桥拱处破坏而发生垮塌。

Description

地表变形区拱桥抗变形加固方法
技术领域
本发明涉及一种拱桥抗变形加固方法，尤其适用于治理因采动等因素形成的地表变形拱桥使用的地表变形区拱桥抗变形加固方法。
背景技术
地下资源大量开采达到一定的限度后，起始于采场附近的移动和变形将扩展到地表，形成地表变形区，这种变形波及到地面桥梁等结构物的基础，使其产生附加应力与位移，严重影响桥梁的正常使用及结构的安全。
目前地表变形区内桥涵等设施仅根据普通地区设计规范进行设计，抗变形能力较小，一般情况下允许的变形量均为毫米数量级。然而，由地下资源开采造成的地表变形量一般都要以米计算，现有设施在这种量级的变形下难以满足正常使用要求，甚至造成结构破坏。对于此类问题，目前多采用铁路改道、水系改移等解决方案，即将相应道路移至变形区外，这种方法会影响煤矿正常生产，占用耕地较多，施工周期长，费用高，手续繁琐。地表大变形区内，对于在土体不均匀沉降、拉伸、压缩等变形作用下的拱桥加固方法欠缺。
发明内容
针对上述技术问题，提供结构简单，实施方便，成本低，加固效果好的地表变形区拱桥抗变形加固方法。
为实现上述技术目的，本发明的地表变形区拱桥抗变形加固方法，步骤如下：
a.在待加固拱桥的桥墩基础四周浇混凝土层，在两个桥墩基础之间浇注若干根混凝土梁，将各个桥墩基础相互连接,增加其整体性；
b.在桥墩四角外包裹安装钢结构立柱，立柱之间安装多个横向支撑，防止桥墩变形，在桥墩与桥体连接处缠绕钢梁；
c.测量待加固拱桥的各个桥拱尺寸，并根据各个桥拱的尺寸制作钢制拱形桁架，所述桁架包括与各桥孔弧线匹配的钢制桁架上弦，桁架上弦的两端之间固定有连接钢架，桁架上弦与连接钢架之间设有多根加固钢筋；
d.将桁架的桁架上弦与桥拱安装固定，桁架上弦与连接钢架连接处与桥拱两侧固定连接，其中拱桥两端的桥拱安装桁架时，桁架上弦与连接钢架之间的两个连接处分别与桥台和桥墩处的钢梁固定连接，其余非两端的桥拱安装桁架上弦时，桁架上弦与连接钢架之间的两个连接处分别与两侧桥墩处的钢梁连接固定即可。
所述桁架榀数及构件截面形式、尺寸等依据桥拱尺寸、地表变形预计值等设计；所述桁架上弦与桥拱通过铆钉固定。
有益技术效果：通过浇注若干根混凝土梁将独立桥墩连接为整体，提高了整体性，从而有效抵抗地表变形的应力；通过在桥墩基础的四周浇混凝土层，同时包裹钢结构立柱，钢结构立柱之间还安装横向支撑，有效提高桥墩的抗变形能力，提高桥墩的一体性，降低应力损坏的几率；在拱桥的桥孔出安装桁架，通过桁架的钢结构以及桁架中的加固钢筋提高桥拱的整体性，防止地表拉伸使桥拱产生变形，保证大变形下桥体不会再桥拱处破坏而发生垮塌。
本方法可有效减小地表变形区土体发生不均匀沉降、拉伸、压缩等变形的影响，保证在地表下沉过程中不中断铁路或公路交通，并能满足地表最大倾斜7.3mm/m、最大拉伸9mm/m、最大压缩10mm/m状态下铁路或公路的正常运输，大大节约了改河道、改线路占用的土地资源，减少了施工周期，加固所需手续更简捷，投资较少，效果好，不会影响施工拱桥附近地下煤矿正常生产，有很高的经济效益和社会效益，具有广泛的新颖性与实用性。
附图说明
图1为本发明基础加固示意图。
图2为本发明桥墩加固示意图。
图3为本发明桥墩、桥拱连接处及桥拱加固示意图。
图中：1-桥墩基础，2-混凝土层，3-混凝土梁，4-桥墩，5-钢结构立柱，6-横向支撑，7-桥体，8-钢梁，9-桥台，10-两端桥拱，11-非两端桥拱，12-桁架，13-桁架上弦。
具体实施方案
下面结合附图对具体实施方式作进一步详细描述：
本发明的地表变形区拱桥抗变形加固方法，步骤如下：a.如图1所示，在待加固拱桥的桥墩基础1四周浇混凝土层2，在两个桥墩基础1之间浇注若干根混凝土梁，将各个桥墩基础1相互连接,增加其整体性；
b.如图2所示，在桥墩4四角外包裹安装钢结构立柱5，立柱5之间安装多个横向支撑6，防止桥墩4变形，在桥墩4与桥体7连接处缠绕钢梁8；
c.测量待加固拱桥的各个桥拱尺寸，并根据各个桥拱的尺寸制作钢制拱形桁架12，如图3所示，所述桁架12包括与各桥孔弧线匹配的钢制桁架上弦13，桁架上弦13的两端之间固定有连接钢架，桁架上弦13与连接钢架之间设有多根加固钢筋；
d.将桁架12的桁架上弦13与桥拱安装固定，桁架上弦13与连接钢架连接处与桥拱两侧固定连接，其中拱桥两端的桥拱10安装桁架12时，桁架上弦13与连接钢架之间的两个连接处分别与桥台9和桥墩4处的钢梁8固定连接，其余非两端的桥拱11安装桁架上弦13时，桁架上弦13与连接钢架之间的两个连接处分别与两侧桥墩4处的钢梁8连接固定即可。。
所述桁架12榀数及构件截面形式、尺寸等依据桥拱尺寸、地表变形预计值等设计。
所述桁架上弦13与桥拱通过铆钉固定。
在此应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，可以在权利要求的范围内做出若干变化和修改，这些变化和修改也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种地表变形区拱桥抗变形加固方法，其特征在于步骤如下：
a.在待加固拱桥的桥墩基础(1)四周浇混凝土层(2)，在两个桥墩基础(1)之间浇注若干根混凝土梁，将各个桥墩基础(1)相互连接,增加其整体性；
b.在桥墩(4)四角外包裹安装钢结构立柱(5)，立柱(5)之间安装多个横向支撑(6)，防止桥墩(4)变形，在桥墩(4)与桥体(7)连接处缠绕钢梁(8)；
c.测量待加固拱桥的各个桥拱尺寸，并根据各个桥拱的尺寸制作钢制拱形桁架(12)，所述桁架(12)包括与各桥孔弧线匹配的钢制桁架上弦(13)，桁架上弦(13)的两端之间固定有连接钢架，桁架上弦(13)与连接钢架之间设有多根加固钢筋；
d.将桁架(12)的桁架上弦(13)与桥拱安装固定，桁架上弦(13)与连接钢架连接处与桥拱(10，11)两侧固定连接，其中拱桥两端的桥拱(10)安装桁架(12)时，桁架上弦(13)与连接钢架之间的两个连接处分别与桥台(9)和桥墩(4)处的钢梁(8)固定连接，其余非两端的桥拱(11)安装桁架上弦(13)时，桁架上弦(13)与连接钢架之间的两个连接处分别与两侧桥墩(4)处的钢梁(8)连接固定即可。
2.根据权利要求1所述的地表变形区拱桥抗变形加固方法，其特征在于：所述桁架(12)榀数及构件截面形式、尺寸等依据桥拱尺寸、地表变形预计值等设计。
3.根据权利要求1所述的地表变形区拱桥抗变形加固方法，其特征在于：所述桁架上弦(13)与桥拱通过铆钉固定。
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