CN120666818A - 双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，包括两组第一立柱组、两个横梁、多个钢拱梁以及两个端部支撑结构，第一立柱组设置于侧墙内侧，两组第一立柱组对称设置；横梁连接于第一立柱组的上方；钢拱梁承托于拱脚的下方，钢拱梁包括两个边拱梁和连接于两个边拱梁之间的中拱梁，边拱梁连接于横梁上；边拱梁上设有供横拉杆贯穿的避让通道。本发明提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，通过在边拱梁上设置避让通道供原有横拉杆贯穿，既保证钢拱梁的安装不干扰横拉杆的原有功能，又使钢拱梁与横拉杆形成协同受力体系，提升了双曲砖拱砌体结构在地震作用下的整体性、稳定性与抗破坏能力，满足了对双曲砖拱砌体结构进行有效抗震加固的迫切需求。

Description

双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统

技术领域

本发明属于原有建筑物加固技术领域，具体涉及双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统。

背景技术

双曲砖拱结构是一种利用砖材砌筑形成的双曲拱顶屋面结构，其通过沿房屋纵向排列的多个互相连接的小拱与沿房屋横向的大拱组合，形成刚性波状的双曲拱面。该结构充分发挥了拱结构的受力特性，在竖向荷载作用下，拱脚产生竖向反力和水平推力，水平推力的存在使拱截面主要承受轴向压力，大幅降低了截面弯矩，能够以较小的砖材厚度实现较大跨度的屋面覆盖，因此在20世纪50～80年代的我国工业、仓库、农业中得到推广应用。

然而，双曲砖拱技术自诞生以来，其设计和应用均未充分考虑抗震需求，我国在大规模推广使用期间，也未针对该类结构开展专门的抗震技术研究及相应抗震体系的创立。随着现代抗震设防要求的不断提高，存量双曲砖拱砌体结构建筑的抗震性能缺陷日益凸显，在地震作用下极易发生结构破坏，严重威胁建筑安全及人员生命财产安全，对既有双曲砖拱建筑物进行抗震改造与加固已成为保障原有建筑结构安全的迫切需求。

发明内容

本发明实施例提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，能够显著提升双曲砖拱砌体结构在地震作用下的整体性、稳定性与抗破坏能力，满足了对双曲砖拱砌体结构进行有效抗震加固的迫切需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，用于加固双曲砖拱砌体结构，所述双曲砖拱砌体结构包括侧墙、端墙和双曲砖拱屋顶，所述双曲砖拱屋顶具有多个纵向间隔排列的拱壳，相邻两个所述拱壳之间形成拱脚，两个相对的所述侧墙之间设有多个横拉杆，所述横拉杆一一对应设置于所述拱脚的下方；

所述双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统包括：

两组第一立柱组，一一对应设置于两个所述侧墙的内侧，每组所述第一立柱组均包括多个纵向间隔排列的第一立柱，两组所述第一立柱组对称设置；

两个横梁，一一对应连接于所述第一立柱组的上方；

多个钢拱梁，一一对应承托于其中几个所述拱脚的下方，所述钢拱梁包括两个边拱梁和连接于两个所述边拱梁之间的中拱梁，两个所述边拱梁一一对应连接于两个所述横梁上、且分别位于横向对称的两个所述第一立柱的上方；所述边拱梁上设有供所述横拉杆贯穿的避让通道；以及

两个端部支撑结构，一一对应设置于两个所述端墙的内侧，所述端部支撑结构分别与两个所述横梁相连，且与位于端部的所述钢拱梁相连。

在一种可能的实现方式中，所述双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统还包括：

多个第一钢拉杆，一一对应连接于所述中拱梁的两端，且与所述横拉杆平行设置；以及

多个第二钢拉杆，分别连接于两个相对的所述侧墙之间，且一一对应设置于其中几个所述横拉杆的下方。

一些实施例中，所述中拱梁的两端分别设有补强结构，所述补强结构包括：

补强座，连接于所述中拱梁的内拱壁上；以及

若干个加劲板，连接于所述补强座和所述中拱梁之间，若干个所述加劲板沿所述横梁的延伸方向间隔布设；

所述第一钢拉杆的两端一一对应连接于两个所述补强座的内侧。

一些实施例中，所述第一钢拉杆和所述横拉杆之间以及所述第二钢拉杆和所述横拉杆之间均设有卡板组件，所述卡板组件包括：

两个抱箍，对称位于所述第一钢拉杆/所述第二钢拉杆和所述横拉杆的两侧，每个所述抱箍均具有两个弧形卡接部，两个所述抱箍上的两个所述弧形卡接部一一对应设置、且能够拼合成圆形孔以供所述第一钢拉杆/所述第二钢拉杆或所述横拉杆通过；以及

多个紧固件，分别贯穿两个所述抱箍设置，以连接两个所述抱箍。

在一种可能的实现方式中，所述横梁的内侧设有延伸座，所述延伸座上连接有向上延伸的第二立柱，所述边拱梁连接于所述第二立柱上。

一些实施例中，所述避让通道贯穿所述边拱梁的顶部设置，所述中拱梁和所述边拱梁之间连接有第一封板；所述边拱梁和所述第二立柱之间连接有第二封板。

在一种可能的实现方式中，相邻两个所述钢拱梁之间连接有水平延伸的系杆，所述系杆连接于所述中拱梁的中部。

一些实施例中，所述端部支撑结构包括：

第三立柱，设于所述端墙的内侧；

边横梁，设于所述端墙的内侧，两端分别与两个所述横梁相连；

横撑梁，连接于所述第三立柱和位于端部的所述钢拱梁之间，所述横撑梁与所述横梁平行设置；以及

横撑杆，连接于所述第三立柱和位于端部的所述钢拱梁之间，所述横撑杆与所述横撑梁呈夹角设置。

一些实施例中，所述边拱梁的拱顶壁上设有多个加强板，多个所述加强板沿所述边拱梁的拱形走向间隔设置。

一些实施例中，所述钢拱梁和所述拱脚之间具有间隙，所述间隙内填充有混凝土浆料，所述混凝土浆料用于包裹所述拱脚。

本发明提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统的有益效果在于：通过两组第一立柱组、两个横梁、多个钢拱梁以及两个端部支撑结构共同构建了稳定的框架结构，钢拱梁承托拱脚，将双曲砖拱屋顶在地震中产生的竖向振动荷载和水平推力通过上述框架结构向下传递至基础地面上，大幅度减少了原双曲砖拱砌体结构的受力负担，提高了原结构的整体刚度；在此基础上，通过在边拱梁上设置避让通道供原有横拉杆贯穿，既保证钢拱梁的安装不干扰横拉杆的原有功能，又使钢拱梁与横拉杆形成协同受力体系，二者共同约束拱脚的水平位移，提升了原结构抵抗地震水平力的能力。

与现有技术相比，本发明提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，显著提升了双曲砖拱砌体结构在地震作用下的整体性、稳定性与抗破坏能力，满足了对双曲砖拱砌体结构进行有效抗震加固的迫切需求。

附图说明

图1为现有的双曲砖拱砌体结构的结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统的结构示意图（含部分横拉杆）；

图4为本发明实施例提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统安装状态的纵向剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统安装状态的横向剖视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的钢拱梁、第二立柱、第一钢拉杆以及卡板组件的安装状态结构示意图（含横拉杆）；

图7为本发明实施例图6的剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、第一立柱；2、横梁；21、延伸座；22、第二立柱；3、钢拱梁；31、边拱梁；311、避让通道；32、中拱梁；33、补强结构；331、补强座；332、加劲板；333、补强板；34、第一封板；35、第二封板；36、加强板；4、第一钢拉杆；5、第二钢拉杆；6、卡板组件；61、抱箍；611、弧形卡接部；62、紧固件；7、系杆；8、端部支撑结构；81、第三立柱；82、横撑梁；83、横撑杆；84、边横梁；9、混凝土浆料；10、双曲砖拱砌体结构；101、侧墙；102、端墙；103、拱壳；104、拱脚；105、横拉杆。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

目前，针对双曲砖拱砌体结构的抗震加固，现有技术中缺乏系统性的结构抗震加固体系。特别是在双曲拱结构中，发明人发现承受水平推力的横拉杆作用至关重要，而在对其进行加固时，如何协调加固系统与原有横拉杆的节点关系以确保不影响横拉杆的正常受力，现有技术中尚未形成有效的解决方案，无法满足双曲砖拱砌体结构抗震加固的实际工程需求。

为解决上述问题，请一并参阅图1至图7，现对本发明提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统进行说明。所述双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，用于加固双曲砖拱砌体结构10，双曲砖拱砌体结构10包括侧墙101、端墙102和双曲砖拱屋顶，双曲砖拱屋顶具有多个纵向间隔排列的拱壳103，相邻两个拱壳103之间形成拱脚104，两个相对的侧墙101之间设有多个横拉杆105，横拉杆105一一对应设置于拱脚104的下方。

所述双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统包括两组第一立柱组、两个横梁2、多个钢拱梁3以及两个端部支撑结构8，两组第一立柱组一一对应设置于两个侧墙101的内侧，每组第一立柱组均包括多个纵向间隔排列的第一立柱1，两组第一立柱组对称设置；两个横梁2一一对应连接于第一立柱组的上方；多个钢拱梁3一一对应承托于其中几个拱脚104的下方，钢拱梁3包括两个边拱梁31和连接于两个边拱梁31之间的中拱梁32，两个边拱梁31一一对应连接于两个横梁2上、且分别位于横向对称的两个第一立柱1的上方；边拱梁31上设有供横拉杆105贯穿的避让通道311；两个端部支撑结构8一一对应设置于两个端墙102的内侧，端部支撑结构8分别与两个横梁2相连，且与位于端部的钢拱梁3相连。

本实施例提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，通过两组第一立柱组、两个横梁2、多个钢拱梁3以及两个端部支撑结构8共同构建了稳定的框架结构，钢拱梁3承托拱脚104，将双曲砖拱屋顶在地震中产生的竖向振动荷载和水平推力通过上述框架结构向下传递至基础地面上，大幅度减少了原双曲砖拱砌体结构10的受力负担，提高了原结构的整体刚度；在此基础上，通过在边拱梁31上设置避让通道311供原有横拉杆105贯穿，既保证钢拱梁3的安装不干扰横拉杆105的原有功能，又使钢拱梁3与横拉杆105形成协同受力体系，二者共同约束拱脚104的水平位移，提升了原结构抵抗地震水平力的能力。

与现有技术相比，本发明提供的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，显著提升了双曲砖拱砌体结构10在地震作用下的整体性、稳定性与抗破坏能力，满足了对双曲砖拱砌体结构10进行有效抗震加固的迫切需求。

需要说明的是，双曲砖拱屋顶是双曲砖拱砌体结构10的核心特征，其由多个沿纵向排列的拱壳103依次连接而成，其中每个拱壳103均具有纵向（双曲砖拱砌体结构10的长度方向）截面上向上起拱的小拱，以及横向（双曲砖拱砌体结构10的宽度方向）截面上向上起拱且跨越整个双曲砖拱砌体结构10宽度的大拱，两个拱形相互交叉形成连续的、刚性的波状双曲拱面，这种双曲形态使其既具备纵向的连续性，又具备横向的整体性，而且能够最大限度地节约建材。

双曲砖拱屋顶中，相邻的两个拱壳103之间形成朝向屋内的拱脚104，每个拱脚104的下方均设有横拉杆105。双曲砖拱砌体结构10的核心受力特点是：在竖向荷载（如自重、屋面荷载、雪荷载等）的作用下，双曲砖拱屋顶利用其自身的双曲拱特性，将荷载向拱脚104两端传递，使拱脚104产生竖向反力和水平推力。其中，水平推力可大幅降低拱截面弯矩，是双曲砖拱砌体结构10高效受力的体现，但也会对侧墙101产生向外的推力。而横拉杆105的设置，恰好能通过自身的抗拉性能平衡拱脚104的水平推力，将向外的推力转化为拉杆的轴向拉力，避免侧墙101因承受过大水平力而破坏，确保拱体与墙体的受力平衡，因此，横拉杆105是维持双曲砖拱砌体结构10稳定性、平衡受力的关键构件。

本实施例中，钢拱梁3承托于拱脚104下方，将原双曲砖拱屋顶的集中荷载转化为分布式支撑，降低了局部应力集中。实际施工中，要确保钢拱梁3的位置不会对拱脚104下方的原有横拉杆105产生影响，为此，将钢拱梁3设置为中拱梁32和边拱梁31的分体结构，并在边拱梁31上设置避让通道311以供横拉杆105贯穿通过，使钢拱梁3和横拉杆105能够兼容，并协同作用形成空间受力体系，在地震作用下通过钢拱梁3的延性变形耗散能量，避免砖砌体脆性破坏。

相邻两个钢拱梁3之间可间隔一个或多个拱脚104，多个钢拱梁3沿纵向均匀分布，确保整体受力均衡。

具体的，在安装钢拱梁3时，先吊装边拱梁31，使避让通道311自下而上套设在横拉杆105的外围，再将边拱梁31与横梁2固定连接，将两个边拱梁31固定好后，再吊装中拱梁32，使中拱梁32的两端分别与两个边拱梁31相连。

边拱梁31和中拱梁32均为模块化预制钢构件，现场拼装后，先利用螺栓将二者进行辅助连接，再现场施焊，施焊过程中主要焊缝需注意采用衬垫全熔透焊接的方式，确保钢拱梁3的整体刚度。更具体的，边拱梁31和中拱梁32均为箱型梁结构，进一步提高了钢拱梁3的承载能力。

对称设置的第一立柱组和横梁2，形成了刚性框架，能够有效约束双曲砖拱屋顶的水平位移，分散拱脚104处的水平推力。具体的，第一立柱1和横梁2采用混凝土构件，能够保证刚性框架的结构强度，确保加固系统的有效性。

位于端墙102内侧的端部支撑结构8，同时与两个横梁2和位于端部的钢拱梁3相连，形成刚性框架的端部支撑，进一步提高了加固系统的整体性。

一些可能的实现方式中，参见图4，双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统还包括多个第一钢拉杆4以及多个第二钢拉杆5，多个第一钢拉杆4一一对应连接于中拱梁32的两端，且与横拉杆105平行设置；多个第二钢拉杆5分别连接于两个相对的侧墙101之间，且一一对应设置于其中几个横拉杆105的下方。

第一钢拉杆4和第二钢拉杆5均与横拉杆105平行设置，共同构建了双层横向拉结体系，增加了双曲砖拱砌体结构10的横向拉结强度，强化了侧墙101的整体约束与抗倾覆能力。

在设置钢拱梁3的位置，为确保不会对原有横拉杆105造成干扰，在边拱梁31上设置了避让通道311。在此基础上，为了不破坏中拱梁32的结构，将第一钢拉杆4直接连接在中拱梁32的两端，使第一钢拉杆4和中拱梁32形成整体结构，可将中拱梁32两端的横向受力直接拉结，避免中拱梁32因两端受力不均而发生侧向变形或开裂，确保钢拱梁3对拱脚104的稳定承托作用。

对于没有设置钢拱梁3的拱脚104位置，第二钢拉杆5直接连接在两个侧墙101上，与该位置处的原有横拉杆105形成上下双层横向拉结结构，用于直接约束侧墙101上部的横向变形，限制侧墙101在地震荷载下的整体侧向位移，显著降低侧墙101坍塌的风险。

第一钢拉杆4和第二钢拉杆5上均设有张紧器，安装前，需对第一钢拉杆4和第二钢拉杆5分别进行两次张拉，通过张拉预先获得预拉力，使其在结构受力初期就能主动承担拉力，避免因滞后受力产生过度变形，确保加固系统与原结构协同工作，快速抵抗外部荷载。

一些可能的实现方式中，上述中拱梁32和第一钢拉杆4之间采用如图6及图7所示结构。参见图6及图7，中拱梁32的两端分别设有补强结构33，补强结构33包括补强座331以及若干个加劲板332，补强座331连接于中拱梁32的内拱壁上；加劲板332连接于补强座331和中拱梁32之间，若干个加劲板332沿横梁2的延伸方向间隔布设；第一钢拉杆4的两端一一对应连接于两个补强座331的内侧。

第一钢拉杆4的两端具有开口朝外的U型铰接座，补强座331的内侧设有铰接支板，连接时将U型铰接座套在铰接支板的外围，然后利用贯穿U型铰接座和铰接支板的销轴将第一钢拉杆4连接在钢拱梁3上。

中拱梁32两端的补强结构33，能够有效增加第一钢拉杆4和中拱梁32连接点的刚度，避免连接点处因应力集中而发生翘曲变形，确保第一钢拉杆4和中拱梁32形成整体有效的受力单元。

具体的，补强座331呈L型，焊接于中拱梁32的内拱壁上，加劲板332呈三角形状，焊接于补强座331的内侧，多个加劲板332间隔布设，加强了补强座331和中拱梁32之间的连接刚度，分散了局部应力。

进一步的，中拱梁32的内腔中对应补强座331的位置，还设有补强板333，进一步增加了连接位置的可靠性。

一些可能的实现方式中，参见图4及图6，第一钢拉杆4和横拉杆105之间以及第二钢拉杆5和横拉杆105之间均设有卡板组件6，卡板组件6包括两个抱箍61以及多个紧固件62，两个抱箍61对称位于第一钢拉杆4/第二钢拉杆5和横拉杆105的两侧，每个抱箍61均具有两个弧形卡接部611，两个抱箍61上的两个弧形卡接部611一一对应设置、且能够拼合成圆形孔以供第一钢拉杆4/第二钢拉杆5或横拉杆105通过；多个紧固件62分别贯穿两个抱箍61设置，以连接两个抱箍61。

卡板组件6通过两个抱箍61的弧形卡接部611拼合成圆形孔，可同时抱紧第一钢拉杆4/第二钢拉杆5和横拉杆105，将原本独立受力的上下两个杆件刚性连接为整体，形成空间层次的整体受力体系，增强了加固系统的整体受力性能。

第一钢拉杆4和对应横拉杆105之间的间距与第二钢拉杆5和对应横拉杆105之间的间距相同，抱箍61采用统一尺寸的钢板制成，使卡板组件6形成模块化生产。紧固件62采用六角头螺栓和螺母的组合结构，安装时旋紧紧固件62，确保两个抱箍61能够抱紧两个上下对应的杆体，形成有效的整体性结构。

一些可能的实现方式中，上述横梁2和边拱梁31之间采用如图5所示结构。参见图5，横梁2的内侧设有延伸座21，延伸座21上连接有向上延伸的第二立柱22，边拱梁31连接于第二立柱22上。

双曲砖拱砌体结构10的拱高或者侧墙101内部构件可能因建筑需求存在差异，边拱梁31的位置和受力特点也会随之变化。延伸座21的设置能够使边拱梁31的位置根据实际施工条件在横梁2上灵活调整。同时，第二立柱22的高度根据实际施工条件进行确定，以便于使钢拱梁3适配不同拱高的拱脚104，无需对横梁2或钢拱梁3进行大规模改造，尤其适合砌体结构现场施工的复杂性。

第二立柱22为钢制构件，横梁2上设有预埋钢板，第二立柱22连接在预埋钢板上。边拱梁31和第二立柱22之间同样采用先螺栓固定再焊接的方式进行连接，确保安装精度。

一些可能的实施例中，参见图7，避让通道311贯穿边拱梁31的顶部设置，中拱梁32和边拱梁31之间连接有第一封板34；边拱梁31和第二立柱22之间连接有第二封板35。

避让通道311沿水平方向延伸并贯穿边拱梁31的顶部，是为了实现安装边拱梁31时，使边拱梁31能够自下而上套装在横拉杆105的外围，确保对横拉杆105进行有效避让，且不会受到后续中拱梁32安装的干涉，实现了钢拱梁3和横拉杆105的功能兼容。

具体的，避让通道311的宽度是横拉杆105直径的2-3倍，使边拱梁31的安装能够适应横拉杆105一定范围的位置偏移，实现施工操作的灵活性。

边拱梁31上围绕避让通道311均设有加强封板，以弥补因开设避让通道311而削弱的边拱梁31的承载能力。在此基础上，在边拱梁31和第二立柱22之间设置第二封板35，并在对接中拱梁32和边拱梁31时，在二者之间设置第一封板34，第一封板34和第二封板35分别用于封堵边拱梁31的两个端面，强化了连接节点的整体性，弥补了节点刚度，有助于降低双曲砖拱砌体结构10在复杂荷载下的破坏风险，提升了整体稳定性和耐久性。

一些可能的实施例中，参见图3，相邻两个钢拱梁3之间连接有水平延伸的系杆7，系杆7连接于中拱梁32的中部，为钢拱梁3的中部提供了一个可靠的约束点，使相邻的钢拱梁3之间形成相互牵制，显著降低了钢拱梁3的水平位移幅值，确保各钢拱梁3均能够在设计范围内稳定受力。

另一方面，水平设置的系杆7使多个钢拱梁3形成了纵向的有机整体结构，当某一钢拱梁3受到较大的震动荷载时，可以通过系杆7进行荷载的水平传递，从而将荷载分散至相邻的钢拱梁3上，利用该有机整体结构共同承担该荷载，有效避免了局部构件因超载发生屈服或破坏，提升了加固系统的抗震能力。

一些可能的实施例中，参见图3，端部支撑结构8包括第三立柱81、边横梁84、横撑梁82以及横撑杆83，第三立柱81设于端墙102的内侧；边横梁84设于端墙102的内侧，两端分别与两个横梁2相连；横撑梁82连接于第三立柱81和位于端部的钢拱梁3之间，横撑梁82与系杆7平行设置；横撑杆83连接于第三立柱81和位于端部的钢拱梁3之间，横撑杆83与横撑梁82呈夹角设置。

第三立柱81和边横梁84均设于端墙102的内侧，相当于在端墙102与端部的钢拱梁3之间增设一道刚性过渡支撑，第三立柱81自身具有较高的竖向承载力，可直接承担端部钢拱梁3传递的竖向反力，避免该力直接作用于端墙102砌体上；两个边横梁84和两个横梁2首尾依次相连，形成完整的圈状梁结构，提升了加固系统的整体刚度，能够将部分竖向荷载均匀地传递至下部基础，降低局部应力，保护原砌体结构免于因集中受力而开裂、坍塌。

第三立柱81的顶端与中拱梁32的竖向中点位置相持平，即横撑梁82的标高等于中拱梁32竖向中点位置的标高。在双曲砖拱砌体结构10的同一端设有两组端部支撑结构8，同一端的两个横撑梁82一一对应于中拱梁32的两个竖向中点，形成对端部钢拱梁3的对称支撑结构。

同一个第三立柱81上连接有两个横撑杆83，其中一个横撑杆83向斜上方延伸，并连接于端部钢拱梁3侧壁的最高点，另一个横撑杆83向斜下方延伸，并连接于边拱梁31的侧壁上。

上述结构中，位于双曲砖拱砌体结构10同一端的两组端部支撑结构8，通过两个横撑梁82和四个横撑杆83，对端部的钢拱梁3形成了多点多维度的支撑，使整个加固系统能够有效应对地震力的多维性，进一步提高了加固系统的抗震能力。

进一步需要说明的是，端墙102的内侧还设有两个混凝土立柱和混凝土拱梁，混凝土立柱支撑于横梁2与边横梁84的交点处，混凝土拱梁的两端分别连接于两个混凝土立柱上方。一方面，混凝土立柱和混凝土拱梁与第三立柱81以及边横梁84相连，增强了端部支撑结构8对端墙102的支撑刚度，另一方面，两个端墙102处共增设四个混凝土立柱，对应支撑于加固体系的四个角部位置，进一步补充了加固体系的完整性。

优选地，边拱梁31的拱顶壁上设有多个加强板36，多个加强板36沿边拱梁31的拱形走向间隔设置。

位于边拱梁31拱顶壁上的加强板36，需要在边拱梁31安装至横拉杆105外围后再进行施焊，避免阻碍横拉杆105的通过。每个加强板36均跨越避让通道311设置，使边拱梁31位于避让通道311两侧的部分连接成整体，以弥补因开设避让通道311而造成的刚度损失。

一些可能的实现方式中，上述钢拱梁3和拱脚104之间采用如图4所示结构。参见图4，钢拱梁3和拱脚104之间具有间隙，间隙内填充有混凝土浆料9，混凝土浆料9用于包裹拱脚104。

钢拱梁3与拱脚104的材料性能差异显著：钢拱梁3的弹性模量大、延性好，而砖砌筑的拱脚104弹性模量低、脆性高，且两者的线膨胀系数不同。若钢拱梁3与拱脚104直接刚性接触（无间隙），在地震作用下，钢拱梁3因受力产生弯曲或轴向变形，而拱脚104因刚度低、变形能力差，两者的相对位移会导致接触点出现局部剪切力或拉应力，可能导致拱脚104的破坏或使钢拱梁3拱顶壁产生局部屈曲。

间隙的设置为二者提供了变形缓冲空间，而填充的混凝土浆料9作为中间过渡介质，其刚度介于钢材与砖砌体之间，既能通过自身微变形吸收钢拱梁3与拱脚104的相对位移，减少附加应力；又能避免刚性接触导致的刚性破坏，实现两种不同材料的协调。

混凝土浆料9填充间隙后，会完整包裹拱脚104形成扩大化的受力基体，避免拱脚104因集中受力而发生破坏，确保了整个加固系统的稳定性。

另外，间隙为钢拱梁3的位置微调提供了空间，如校准拱轴线、调整标高，确保钢拱梁3符合设计受力姿态。具体施工中，该间隙L需控制在100mm以内，避免间隙过大导致对拱脚104的承载能力下降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，用于加固双曲砖拱砌体结构(10)，所述双曲砖拱砌体结构(10)包括侧墙(101)、端墙(102)和双曲砖拱屋顶，所述双曲砖拱屋顶具有多个纵向间隔排列的拱壳(103)，相邻两个所述拱壳(103)之间形成拱脚(104)，两个相对的所述侧墙(101)之间设有多个横拉杆(105)，所述横拉杆(105)一一对应设置于所述拱脚(104)的下方；其特征在于，所述双曲砖拱砌体结构(10)的抗震加固系统包括：

两组第一立柱组，一一对应设置于两个所述侧墙(101)的内侧，每组所述第一立柱组均包括多个纵向间隔排列的第一立柱(1)，两组所述第一立柱组对称设置；

两个横梁(2)，一一对应连接于所述第一立柱组的上方；

多个钢拱梁(3)，一一对应承托于其中几个所述拱脚(104)的下方，所述钢拱梁(3)包括两个边拱梁(31)和连接于两个所述边拱梁(31)之间的中拱梁(32)，两个所述边拱梁(31)一一对应连接于两个所述横梁(2)上、且分别位于横向对称的两个所述第一立柱(1)的上方；所述边拱梁(31)上设有供所述横拉杆(105)贯穿的避让通道(311)；以及

两个端部支撑结构(8)，一一对应设置于两个所述端墙(102)的内侧，所述端部支撑结构(8)分别与两个所述横梁(2)相连，且与位于端部的所述钢拱梁(3)相连。

2.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统还包括：

多个第一钢拉杆(4)，一一对应连接于所述中拱梁(32)的两端，且与所述横拉杆(105)平行设置；以及

多个第二钢拉杆(5)，分别连接于两个相对的所述侧墙(101)之间，且一一对应设置于其中几个所述横拉杆(105)的下方。

3.如权利要求2所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述中拱梁(32)的两端分别设有补强结构(33)，所述补强结构(33)包括：

补强座(331)，连接于所述中拱梁(32)的内拱壁上；以及

若干个加劲板(332)，连接于所述补强座(331)和所述中拱梁(32)之间，若干个所述加劲板(332)沿所述横梁(2)的延伸方向间隔布设；

所述第一钢拉杆(4)的两端一一对应连接于两个所述补强座(331)的内侧。

4.如权利要求2所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述第一钢拉杆(4)和所述横拉杆(105)之间以及所述第二钢拉杆(5)和所述横拉杆(105)之间均设有卡板组件(6)，所述卡板组件(6)包括：

两个抱箍(61)，对称位于所述第一钢拉杆(4)/所述第二钢拉杆(5)和所述横拉杆(105)的两侧，每个所述抱箍(61)均具有两个弧形卡接部(611)，两个所述抱箍(61)上的两个所述弧形卡接部(611)一一对应设置、且能够拼合成圆形孔以供所述第一钢拉杆(4)/所述第二钢拉杆(5)或所述横拉杆(105)通过；以及

多个紧固件(62)，分别贯穿两个所述抱箍(61)设置，以连接两个所述抱箍(61)。

5.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述横梁(2)的内侧设有延伸座(21)，所述延伸座(21)上连接有向上延伸的第二立柱(22)，所述边拱梁(31)连接于所述第二立柱(22)上。

6.如权利要求5所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述避让通道(311)贯穿所述边拱梁(31)的顶部设置，所述中拱梁(32)和所述边拱梁(31)之间连接有第一封板(34)；所述边拱梁(31)和所述第二立柱(22)之间连接有第二封板(35)。

7.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，相邻两个所述钢拱梁(3)之间连接有水平延伸的系杆(7)，所述系杆(7)连接于所述中拱梁(32)的中部。

8.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述端部支撑结构(8)包括：

第三立柱(81)，设于所述端墙(102)的内侧；

边横梁（84），设于所述端墙(102)的内侧，两端分别与两个所述横梁(2)相连；

横撑梁(82)，连接于所述第三立柱(81)和位于端部的所述钢拱梁(3)之间，所述横撑梁(82)与所述横梁(2)平行设置；以及

横撑杆(83)，连接于所述第三立柱(81)和位于端部的所述钢拱梁(3)之间，所述横撑杆(83)与所述横撑梁(82)呈夹角设置。

9.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述边拱梁(31)的拱顶壁上设有多个加强板(36)，多个所述加强板(36)沿所述边拱梁(31)的拱形走向间隔设置。

10.如权利要求1所述的双曲砖拱砌体结构的抗震加固系统，其特征在于，所述钢拱梁(3)和所述拱脚(104)之间具有间隙，所述间隙内填充有混凝土浆料(9)，所述混凝土浆料(9)用于包裹所述拱脚(104)。