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刚架拱桥典型病害分析与加固方法研究
一、引言
刚架拱桥是公路、铁路和市政工程中常见的一种桥梁形式，在高速公路、城市快速路等交通建设中得以广泛应用，同时也是历史上一些古桥的经典结构形式。但是随着使用时间的推移，刚架拱桥也会出现不同程度的病害问题，严重的甚至会给行车安全造成威胁。本论文主要针对刚架拱桥的典型病害进行分析并探讨相应的加固方法，以期为相关工程师提供参考。
二、刚架拱桥的结构特点
刚架拱桥是一种由多个刚性结构件组成的桥梁形式，其中拱形结构起着主要承载作用，而刚架结构则充当了支撑和加强的作用。其主要特点有：
1、刚性强：刚架拱桥由桥面铺设、梁体、支座、刚架及拱脚等结构组成，每个结构件都具有较高的刚度，在桥梁整体承载系统中其抗弯、抗剪、抗扭性能相对优秀。
2、承载能力大：刚架拱桥的桥面大多采用混凝土或钢筋混凝土，桥梁整体刚性强，使其具有比较大的承载能力，特别是钢结构桥能承受大跨径、超负荷的作用。
3、外形美观：刚架拱桥线条简洁、造型美观、气势磅礴、具有较高的艺术价值。
4、强度分布不均匀：由于桥面梁和拱弧的分布情况不同，桥面梁受弯应力较大，而拱弧受拉、压应力较大，这种不均匀分布导致了桥梁在使用过程中可能出现不同类型的病害。
三、刚架拱桥的典型病害及原因
在刚架拱桥使用过程中，由于不同材料的搭配、结构设计、制造质量等因素，可能会出现多种不同类型的病害，而以下七种是其中比较常见的：
1、混凝土开裂：由于混凝土本身不具有良好的延展性，且刚架拱桥各部分刚度悬殊，容易导致混凝土内部产生裂缝，进而使得混凝土骨架的承载能力降低，同时可能引起钢筋锈蚀。
2、钢材腐蚀：由于刚架拱桥各结构构件之间的接头和焊缝处，容易产生内部应力集中和水气集聚，导致钢材生锈、腐蚀，严重的甚至会导致梁体断裂。
3、拱顶扭曲或变形：由于拱形结构受到较大的弯矩作用，其上部容易出现扭曲或变形现象，导致拱形结构的承载能力受到影响，严重的可能会引起拱底的脆性破坏。
4、支座失效：由于长期使用和自身结构问题，支座容易出现老化、磨损或脱落等情况，导致拱形结构扭曲或变形，严重时可能导致桥梁整体的坍塌。
5、受力传递不均：刚架拱桥在承受载荷时，不同结构件受力状态及传递效率不同，可能造成应力分布不均，导致桥梁出现超限、裂缝等情况，尤其钢结构梁比较容易出现局部破坏。
6、伸缩缝变形：伸缩缝是刚架拱桥构造中耗费较大的一部分，其本身容易因温度、强度、位移等因素引起变形，进而影响桥梁整体的稳定性和承载能力。
7、基础沉降：桥梁基础的地基土质因素、施工工艺、地震等外界因素，均可能引起桥梁基础沉降、破裂等情况，进而影响桥梁的稳定性和安全性。
四、刚架拱桥的加固方法
针对刚架拱桥存在的不同问题，工程师可采用不同的加固方法予以处理。在实际工程中，常用的方法有以下几种：
1、增加剪力墙：在桥梁的中部或支座处，加装钢筋混凝土剪力墙，提高桥梁承载能力和抗震能力。
2、加固拱脚：采用钢筋混凝土或纤维增强塑料等材料加固拱脚，提高拱脚的承载能力和刚度，有效防止拱顶扭曲和变形等问题。
3、钢筋加固：对混凝土出现裂缝和老化的部位，采用钢筋包裹和钢板加固等方法，提高桥梁结构的承载能力和耐久性。
4、浇筑护层：在原有钢结构桥梁表面涂覆混凝土护层，增强梁体的抗腐蚀能力及承载能力。
5、改造支座：采用新型支座材料改代原有支座，或对原有支座进行维修改造，提高支座的缓冲能力和稳定性。
6、增加伸缩缝：在原有伸缩缝处新增伸缩缝，缓解桥梁的伸缩变形力并防止伸缩缝变形，提高桥梁耐久性。
7、基础加固：采用加固桩、加密网格或混凝土加固等方法，增强桥梁基础承载能力和稳定性。
五、结论
刚架拱桥是目前广泛应用的桥梁形式之一，但同时其也会出现不同程度的病害问题。本文着重对刚架拱桥的典型病害进行了分析，并介绍了相应的加固方法。在实际工程中，工程师应该根据具体的情况进行合理的加固处理，以确保桥梁的安全稳定运行。