一种重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈位移控制方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈位移控制方法。


背景技术：

2.创建双曲拱桥的技术思路是根据建筑坊工拱桥的传统方法，结合钢筋混凝土桥梁施工可以分部件预制安装的工艺，在预制钢筋混凝土曲梁上面平砌砖的单曲结构桥型，拱肋之间用扁铁连接，试建过程中，又把平砌砖改成拱形(拱波)；由于在主拱圈的纵横两个方向都是拱形建筑，因而命名为“双曲拱桥”；
3.加强文物建筑加固是恢复建筑原貌，提供保护，延长使用寿命的有力技术支撑，不同文物建筑加固的方法不同，常用的加固技术通常分为整体加固和局部重建加固，在局部重建加固施工过程中，如何控制建筑物的位移不变，是确保加固成功的关键。现有控制位移的技术措施主要是通过传感器、千分表等方法，控制施工过程中的加载荷载，对于特别重要的桥梁，一旦断道加固施工就会造成整条路线的交通中断，附近还没有绕行路线，社会影响较大，在设计加固方案时应考虑更为安全可靠，安全储备较大，经久耐用，一劳永逸的加固方案；
4.比如公告号为cn106958187a的授权的中国发明专利的公开的一种高速铁路大跨度拱桥的横向位移控制方法，以有效解决大跨度上承式铁路混凝土拱桥横向位移控制的难题，使该类桥梁的结构设计更为简单、合理，有效降低桥梁工程投资。主桥结构体系由主拱圈、拱上墩柱和主桥梁部构成，将所述主桥梁部视为拱上墩柱对其横向无约束的等效简支梁，将所述主拱圈视为拱上墩柱的弹性支撑，主拱圈及拱上墩柱视为只给等效简支梁传递水平荷载。
5.但是现有的双曲大跨度文物渡槽重量大，在仅拆除并重建中墩过程中，拱圈已发生沉降位移，造成加固失败，甚至造成灾难性后果，因此如何控制重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈安全，具有重要意义，主拱圈的裂缝可以分为纵向缝、径向缝两大类；纵向缝是产生与拱肋和拱波的结合面上，平行于拱轴线方向的裂缝，其产生的原因主要是主拱圈整体性差和桥台水平位移较大所致，拱肋径向缝产生在拱顶附近正弯矩较大的区段，往往是由于桥台发生过大的水平位移，拱顶部位正弯矩大大增加，拱肋的拉应力超过极限拉应力所致，拱背径向缝多产生在拱角附近负弯矩大的区域，桥台发生过大的水平位移也常出现拱背径向缝，由于横向联系薄弱，主拱圈容易出现偏载横系梁由于和主拱圈是刚结受力巨大，容易出现应力超限而被拉坏，现有重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈的安全控制流程较为薄弱，未对拱圈位移进行实时检测控制，未对拱圈的位移变化进行记录，并未对加固拱圈的过程进行位移精细检测从而进行控制，若拱圈的位移未及时监测得到精准数据，易造成加固失败，不便控制拱圈的位移安全，因此，需要设计一种重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈位移控制方法以解决上述问题。


技术实现要素：

6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈位移控制方法，包括主拱圈：
7.所述主拱圈的侧壁通过螺栓固定有钢筋，且钢筋底部固定有不锈钢板，不锈钢板架设在固定高程位置的顶部；
8.利用钢筋将不锈钢板固定于主拱圈侧壁，不锈钢板与固定高程位置距离小于10cm；钢筋侧壁固定温度计；
9.不锈钢板与固定高程位置之间设置有游标卡尺，不锈钢板侧边设置有千分表；
10.优选的，其步骤为：
11.在固定高程位置设置标记，采用游标卡尺测量不锈钢板与固定高程位置距离，并记录h1；
12.在不锈钢板上安装千分表，并记录h1；
13.主拱圈位移后，测量千分表读数，并记录h2；
14.采用游标卡尺测量不锈钢板与固定高程位置的距离，并记录h2；
15.分别计算位移
△
h＝h2-h1及
△
h＝h1-h2，并分别记录
△
h、
△
h，以两数平均值为准。
16.优选的，所述游标卡尺是利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数从而测量出测量不锈钢板与固定高程位置之间距离的丈量用具。
17.优选的，将千分表读数调整为》0.05mm。
18.优选的，所述游标卡尺和千分尺具体操作步骤为：
19.(a1)、检查游标卡尺：在测量前将卡尺的表面擦拭干净，避免存在污渍，开始游标卡尺的校对零位，当两个测量爪紧紧贴合时，确认没有存在突出的间隙，检查卡尺的两个测量表面和测量边缘是否平直且完好无损，同时，游标和主尺的零位刻线要相互对准；
20.(a2)、测试游标卡尺：移动尺框时，确保尺框可以活动自如，且不会出现晃动的现象，首先，轻轻松开固定螺钉，移动尺框，随后用固定螺钉固定标尺框时，卡尺的读数也不应改变；
21.(a3)、测量注意事项：在测量不锈钢板与固定高程位置之间距离时，卡尺的两个测量表面的联线应垂直于要测量的表面，并且不能倾斜，其次，不要把卡尺强制的卡到零件上去，这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度；
22.(a4)、测量开始流程：测量时，首先打开卡尺的活动测量爪，使量爪能自由地卡进不锈钢板与固定高程位置之间，然后移动标尺框，用轻微的压力使活动量爪接触测量表面，可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触表面并分次测量读取h1和h1；
23.(b1)、检查千分尺：测量误差，直接转动旋钮，当出现声音停止转动，观看所显示的标识，若对准不是零刻度，需要在测量过程中减去该部分，测量前调整起点，采用不起毛的纸去拭擦测砧和测微螺杆的测量面，螺旋测微器也称为千分尺，它是一种可以准确测量物体长度和半径的仪器；
24.(b2)、千分尺使用方法：首先清洁千分尺的尺身和测砧，将被测件放到两工作面之间，调微分筒，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度，这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部
分则由可动刻度读出，可动刻度盘上每格0.01mm，千分位估读使工作面快接触到被测件后，调测力装置，直到听到声音停止。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在局部重建加固施工过程中，双曲大跨度文物渡槽重量大，可对拱圈的位移进行多次检测，实现实时位移监控，便于实现对位移距离的精准把控，避免在仅拆除并重建中墩过程中检测失误而造成拱圈沉降位移，从而造成加固失败，使得重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈的安全控制流程较为完善，对拱圈位移进行实时检测控制，对拱圈的位移变化进行记录，并对加固拱圈的过程进行位移精细检测从而进行控制，避免因拱圈的位移未及时监测得到精准数据而易造成加固失败，便于控制拱圈的位移安全，本发明解决了施工过程中位移难以监测精准控制的技术难题，提升了施工效率，控制位移精准。
附图说明
26.图1为本发明游标卡尺测量状态的结构正视示意图；
27.图2为本发明千分表测量状态的结构正视示意图；
28.图3为本发明主拱圈顶升记录表1示意图；
29.图4为本发明主拱圈顶升记录表2示意图。
30.图中：1、主拱圈；21、钢筋；22、不锈钢板；23、固定高程位置；24、游标卡尺；25、千分表。
具体实施方式
31.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：
33.一种重建中墩加固双曲大跨度文物渡槽拱圈位移控制方法，包括主拱圈1：
34.主拱圈1的侧壁通过螺栓固定有钢筋21，且钢筋21底部固定有不锈钢板22，不锈钢板22架设在固定高程位置23的顶部；
35.利用钢筋21将不锈钢板22固定于主拱圈1侧壁，不锈钢板22与固定高程位置23距离小于10cm；钢筋21侧壁固定温度计；
36.不锈钢板22与固定高程位置23之间设置有游标卡尺24，不锈钢板22侧边设置有千分表25；
37.以及包括以下流程：
38.在某双曲文物渡槽加固过程中，中墩需要重建加固，施工过程中，用钢筋将不锈钢板固定于主拱圈侧壁，不锈钢板与固定高程位置距离小于10cm；钢筋侧壁固定温度计；
39.s1、在固定高程位置23设置标记，采用游标卡尺24测量不锈钢板22与固定高程位置23距离，并记录h1，游标卡尺24是利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数从而测量出测量不锈钢板22与固定高程位置23之间距离的丈量用具；
40.s2、在不锈钢板22上安装千分表25，并记录h1，将千分表25读数调整为》0.05mm；
41.s3、主拱圈位移后，测量千分表25读数，并记录h2；
42.s4、采用游标卡尺24测量不锈钢板22与固定高程位置23的距离，并记录h2；
43.s5、分别计算位移
△
h＝h2-h1及
△
h＝h1-h2，并分别记录
△
h、
△
h，以两数平均值为准；
44.所述游标卡尺24和千分尺25具体操作步骤为：
45.(a1)、检查游标卡尺：在测量前将卡尺的表面擦拭干净，避免存在污渍，开始游标卡尺的校对零位，当两个测量爪紧紧贴合时，确认没有存在突出的间隙，检查卡尺的两个测量表面和测量边缘是否平直且完好无损，同时，游标和主尺的零位刻线要相互对准；
46.(a2)、测试游标卡尺：移动尺框时，确保尺框可以活动自如，且不会出现晃动的现象，首先，轻轻松开固定螺钉，移动尺框，随后用固定螺钉固定标尺框时，卡尺的读数也不应改变；
47.(a3)、测量注意事项：在测量不锈钢板22与固定高程位置23之间距离时，卡尺的两个测量表面的联线应垂直于要测量的表面，并且不能倾斜，其次，不要把卡尺强制的卡到零件上去，这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度；
48.(a4)、测量开始流程：测量时，首先打开卡尺的活动测量爪，使量爪能自由地卡进不锈钢板22与固定高程位置23之间，然后移动标尺框，用轻微的压力使活动量爪接触测量表面，可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触表面并分次测量读取h1和h1；
49.(b1)、检查千分尺：测量误差，直接转动旋钮，当出现声音停止转动，观看所显示的标识，若对准不是零刻度，需要在测量过程中减去该部分，测量前调整起点，采用不起毛的纸去拭擦测砧和测微螺杆的测量面，螺旋测微器也称为千分尺25，它是一种可以准确测量物体长度和半径的仪器；
50.(b2)、千分尺使用方法：首先清洁千分尺25的尺身和测砧，将被测件放到两工作面之间，调微分筒，旋出测微螺杆，并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度，这个距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出，可动刻度盘上每格0.01mm，千分位估读使工作面快接触到被测件后，调测力装置，直到听到声音停止；
51.针对危旧双曲拱桥内力分析的特点，用有限元法来分析其内力是可行的，全桥建立统一的有限元模型采用适当的连接方式把拱上建筑和主拱圈联系在一起，模拟拱上建筑和主拱圈联合作用，对于既有双曲拱桥，可测出实际拱轴线的位置；
52.通过精准监测
△
h、
△
h的数值，判断主拱圈的位移后距离，便于及时对位移距离进行监控，若主拱圈位移数据较大，需要对位移数据大的位置进行加固，通过加固方式来对主拱圈的位移进行控制，一般立柱强度及稳定均不会有问题，如不足，可采用增加纵横系梁或环包碳纤维的方法处理，立柱端头局部混凝土压碎，可采用环裹钢筋网加大柱截面的方法处理，便于判断有效的加固方式，判断出有效的加固方式，对加固拱圈的过程进行位移精细检测从而进行控制，避免因拱圈的位移未及时监测得到精准数据而易造成加固失败，便于控制拱圈的位移安全。
53.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。