[发明专利]一种拱桥桥跨的加强结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种拱桥桥跨的加强结构及其施工方法，属于桥梁结构技术领域，包括与拱桥内拱贴合的拱形加强件，拱形加强件与拱桥内拱的贴合面一侧设置有若干穿透加强件，穿透加强件贯穿于拱桥的内部；吊索机构包括设置于拱桥四个对角的支撑座以及若干锚索，锚索的一端与对应支撑座锚接，锚索的另一端穿过对应穿透加强件与拱形加强件锚接。将拱形加强件作为拱桥内拱的支承件，通过吊索机构增强拱形加强件的支承效果，增强了拱桥的整体承载能力。穿透加强件贯穿拱桥并设置在拱桥内部，作为拱桥的内部骨架，对拱桥各部分起到限位作用。通过拱形加强件和穿透加强件将拱桥整合为一个整体，提高拱桥的整体抗震能力。

技术领域

本发明属于桥梁结构技术领域，具体是一种拱桥桥跨的加强结构及其施工方法。

背景技术

拱桥是广泛应用在桥梁领域的一种结构，目前以砌体拱桥、混凝土拱桥或钢结构拱桥为主。拱桥是通过其独特的拱形结构，将上部荷载以水平推力的形式传递至两端基座处，由地基的支持力对基座进行支撑。因此拱桥的拱轴线对拱桥的受力影响较大，跨度越长时，受限于空间限制拱轴线一般与恒载压力线偏离较大，拱桥的承受能力越弱。

老式的拱桥多使用砌体拱桥或混凝土拱桥，我国拥有大量的这类老式拱桥。随着这些桥梁的老化，拱桥的修复和加强成为了一大难题。目前在拱桥的修复方法中，将纤维增强聚合物粘合在拱桥的内拱上是一种常用方法，但纤维增强聚合物容易在内拱的裂缝或剪切变形处脱粘，加强效果并不牢靠。且砌体拱桥和混凝土拱桥的抗震能力都较弱，在修复和加强中也需考虑到此类问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拱桥桥跨的加强结构及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

提供一种拱桥桥跨的加强结构，包括：

与拱桥内拱贴合的拱形加强件，所述拱形加强件的两端抵止于拱桥两端基座处，所述拱形加强件与拱桥内拱的贴合面一侧设置有若干穿透加强件，所述穿透加强件贯穿于拱桥的内部；

吊索机构，其包括设置于拱桥四个对角的支撑座以及若干锚索，所述锚索的一端与对应支撑座锚接，所述锚索的另一端穿过对应穿透加强件与拱形加强件锚接。

作为本发明进一步的方案：所述拱形加强件包括沿拱桥内拱的宽度方向布置的若干弧形杆件以及在若干弧形杆件之间布置的若干加强筋，所述锚索与对应弧形杆件锚接。

由于拱形加强件的主要支承力是由吊索机构的支撑座和锚索提供，相对于使用传统的波纹钢作为拱形内拱的支承件，弧形杆件具有自重轻、加工成形简单、成本低的优势。弧形杆件在拱桥内拱的宽度方向至少布置有两个，拱桥的两侧位置各至少布置有一个，与支撑座相对设置用于锚索锚固，起到主要支承作用。中部位置的弧形杆件起到辅助支承作用外，还能增大拱桥宽度方向上的穿透加强件的密度，既增强了支承效果同时增强了抗震效果。

弧形杆件之间的加强筋用于将多个弧形杆件之间连接为一个整体，传递侧向作用力，增强拱桥侧向的稳定性。锚索通过贯穿对应的穿透加强件与弧形杆件锚接，使得力的传递路径为直线传递。

作为本发明进一步的方案：加强结构还包括若干侧向加强件，所述侧向加强件沿拱桥的侧向贯穿于拱桥的内部，所述穿透加强件远离拱形加强件的一端贯穿对应侧向加强件。

缺少侧向加强件时，多个穿透加强件之间为独立的机构。拱桥的侧向作用力传递至穿透加强件上时，单个穿透加强件类似于悬臂梁结构，穿透加强件将弯矩传递给弧形杆件，由弧形杆件承受作用力。此时穿透加强件传递的弯矩很大，穿透加强件与弧形杆件的连接部位极容易受到损坏。因此，使用侧向加强件将在同一宽度方向上的多个穿透加强件连接，使多个穿透加强件连接为一个整体，平衡了穿透加强件两端的弯矩，极大地提高了穿透加强件的承受能力。