钢箱底推加固法在双曲拱桥加固中的应用

双曲拱桥是一种起源于我国的桥梁结构，其特点是主拱圈在纵向和横向都呈现曲线形态，这种设计继承了传统石拱桥的结构特性，并吸取了装配式钢筋混凝土结构的优点。双曲拱桥在1964年由中国自行设计，因其独特的造型与构造在短时间内迅速发展，广泛应用于公路桥梁建设中。然而，随着时间的推移，由于设计水平和荷载标准的限制，加之结构钢材用量少，双曲拱桥出现了不同程度的病害，很多桥梁变成了危桥。双曲拱桥的主拱圈由拱肋、拱波、拱板及横向联系等组成，其主要承重结构是由“化整为零”的方法按顺序施工后组合成的整体。双曲拱桥具有较高的截面抵抗矩，能节省材料，与板拱相比，具有施工便捷等优点。但是，由于设计与荷载标准的限制，加上交通量的增加，大部分双曲拱桥都出现了不同程度的病害，特别是在软土地基上，桥墩台经常出现不均匀沉降和水平位移等问题，严重影响了桥梁的结构安全。 传统加固双曲拱桥的方法主要包括贴钢板加固、钢筋加固或外包钢筋混凝土等，但这些方法在实际操作中很难完全卸除原有荷载，导致加固后的结构经常受到二次应力的影响。在提高主拱圈刚度和降低结构在荷载作用下的应力方面，传统加固方法效果有限。 针对双曲拱桥的这些特点及传统加固方法的不足，研究者提出了一种新的加固方法——钢箱底推加固法。这种方法是在钢拱安装到位后，在两拱脚预留空隙内对称安装千斤顶，然后沿拱轴线方向施加对称的推力。钢箱底推加固法的优点主要包括两方面：通过预加力消除钢拱与原拱圈之间的空隙，使得外加力在较小增加的情况下就能发挥作用；预加力产生的径向力可以帮助卸载原结构，减少原主拱圈的应力水平，消除后加钢箱拱应力和应变滞后现象，从而使钢拱的强度得到充分的发挥，提高加固材料的使用效率。 在进行双曲拱桥的钢箱底推加固设计时，需要先检测桥梁的损伤情况和实际承载能力，并根据加固后的荷载要求，初步设计出钢拱的截面和构造，再使用ANSYS软件分析计算钢拱的底推力及钢拱和原拱的应力水平。如果分析结果不满足要求，则需要调整截面形式和底推力，以确保加固效果。 工程实例表明，与拆除重建相比，利用既有桥梁加固不仅可以节省资金，还能降低对现有交通运输的影响。钢箱底推加固法在双曲拱桥加固中的应用，不但能够提高桥梁结构的安全性能，还能够延长桥梁的使用寿命，是一种有效的桥梁加固技术。