雙曲拱橋維修加固工程施工技術

孫紅云

(陜西路橋集團有限公司,陜西西安 710075)

雙曲拱橋維修加固工程施工技術

孫紅云

(陜西路橋集團有限公司,陜西西安 710075)

以安康市高繞公路任河大橋施工為例,分析了主要影響主拱圈承載力降低的病害及成因,為實現提高原主拱圈承載力適應現行交通通行需要,采用主拱圈外包混凝土增大截面法加固技術,并詳細介紹了其加固技術的工作原理、主要施工工藝等,為同行施工提供參考。

雙曲拱橋 主拱圈 增大截面法 施工技術

1 工程概況

任河大橋位于高灘至繞溪公路K0+106處，橋梁全長117.37m，目前主要病害有：橋面2#臺一側鋪裝層約70%骨料外露：靠近0#號臺測橋面鋪裝約50%破損；0#臺、1#墩頂處橋面鋪裝多條橫向貫通裂縫；2#臺處混凝土板大面積碎裂成塊；欄桿扶手及花飾多處缺失，局部立柱破損斷裂露筋，多處欄桿外傾嚴重；邊孔橫系梁橫向連接薄弱，全橋腹拱拱圈均出現多處滲水、析堿現象。

擬對橋梁主拱圈采取增大截面，增加橫系梁，修補裂縫，重新進行橋面鋪裝及防撞護欄施工。

2 加固施工方案

雙曲拱橋維修加固施工方案，按照施工順序以如下步驟進行：

(1)在橋跨部位搭設滿堂支架。

(2)增大拱肋截面，在原有拱腳、拱肋上植筋，綁扎拱腳、拱肋鋼筋，從兩端對稱分段支模板澆筑混凝土。

(3)拆除支架，當拱肋、橫系梁混凝土澆筑全部完成后，混凝土強度達到100%以，拆除模板，支架。

(4)鑿除原橋面鋪裝、人行道欄桿、側墻混凝土、挖除拱上填料。

(5)主拱圈裂縫封閉、破損修補。

(6)拱上側墻重新澆筑混凝土。

(7)貧混凝土拱上填料澆筑。

(8)綁扎鋼筋，鋪設橋面鋪裝，及橋面系施工。

圖1

3 維修加固施工技術(如圖1)

3.1 施工滿堂支架的搭設

(1)支架基礎必須經夯實并硬化達到要求后，再搭設支架。底面進行硬化方法為：場地局部平整后夯實(軟弱地段換填墊片石或灰土)，而后對支架底座采用C30混凝土制作40×40cm的底座，厚度不小于20cm，以保證整個支架的基礎穩(wěn)固。

(2)支架橫橋向總寬度10m(兩側各留50cm工作寬度)，支架順橋向間距120cm，橫橋向100cm，豎向層高200cm。鋼管上下均采用可調節(jié)支撐，支架底托下緣橫橋向墊槽鋼。

(3)所有支架依據搭設高度設置剪刀撐。剪刀撐的斜桿與地面的傾角在45°-60°之間，每道剪刀撐寬度不小于4跨，長度不小于6m，剪刀撐底腳必須撐在地面上，地面采用C30混凝土硬化。在相鄰兩排剪刀撐之間設大斜撐，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外，在其中間增加2-4個扣結點。滿堂支架四邊與中間每隔四排支架立桿設置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設置。

(4)支架必須設置縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿采用直角扣件固定在底座上沿不大于20cm的立桿上。橫向掃地桿亦采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

(5)立桿上的對接扣件應交錯布置：兩根相鄰立桿的接頭不應設置在同步內，同步內隔一根立桿的兩個接頭在高度方向錯開的距離不宜小于50cm。

(6)在鋼管支架兩側設置安全網，并在全橋跨設置兜底安全網，使用符合安全規(guī)定的新安全網，安全網要求按孔綁扎，掛設要嚴密，不留縫隙。

(7)鋼管支架搭設順序：做好搭設的基礎準備工作→按立桿間距排放底座→放置掃地桿→逐桿拉立桿并隨即與掃地桿扣牢→安裝第一步大橫桿(與各立桿扣牢)→安裝第一步小橫桿→第二步大橫桿→第二步小橫桿→第三、四步大橫桿和小橫桿→接立桿→設安全網→加設剪刀撐。

3.2 主拱肋增大截面法施工

為提高橋梁承載能力，對主拱肋采用U型外包C40鋼筋混凝土加固，外包厚度為25cm。

3.2.1 施工順序

主拱肋加固施工順序為：混凝土澆筑從拱腳向拱頂分段進行，兩側同步對稱施工。

3.2.2 鑿毛處理

清除原拱肋破損嚴重的混凝土部位，并清理干凈，對外露鋼筋做好除銹處理。所有新舊混凝土結合面均應鑿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，100×100mm面積中不少于1個點，并沖洗干凈，以利于新舊混凝土良好結合。

3.2.3 植筋技術

鉆孔：在原橋拱肋上植筋鉆孔前，必須探明鋼筋位置，嚴禁盲目鉆孔，盡可能減少對原有拱肋混凝土的損害，如遇有原橋墩鋼筋，孔位可適當調整。在橋臺等砌體結構上鉆孔時，宜選在塊石中部或兩塊石間的縫隙處，盡量避免對原結構的破壞。

清理鉆孔：孔道先用硬鬃毛刷清理，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，孔內應保持干燥。

灌膠：將植筋膠由孔底灌注至孔深2/3處，待插入錨筋后，膠液充滿整個孔洞。

在膠液固化之前，避免擾動錨固鋼筋，孔位附近不應有明水。

植筋鉆孔后，應立即清理干凈，并予以植埋，并避免成片植筋孔長時間空待，對施工的盲孔應立即清孔干凈后用植筋膠回填。

3.2.4 拱肋鋼筋施工

綁扎拱肋鋼筋骨架，鋼筋骨架與種植鋼筋牢固焊接固定。鋼筋在鋼筋場加工，運到現場綁焊。鋼筋施工應嚴格遵循《公路橋涵施工技術規(guī)范》相關規(guī)定。

3.2.5 吊設模板

拱圈模板在鋼筋綁扎完成后安裝。模板面板采用竹膠板，后背6×10cm方木加勁，在方木上穿孔，側面利用植筋焊接拉桿，用蝴蝶卡拉桿螺絲夾緊模板，底板加固利用滿堂支架頂部用鋼管及管卡卡死。形成拱圈弧度。

3.2.6 澆筑混凝土

采用強制式拌和機現場拌制混凝土澆筑，主拱圈混凝土經由串筒到達支架上，人工入模，混凝土進入拱肋模板后，采用插入式振動器分段、分層密實振搗。

3.2.7 模板支架拆除

當主拱圈混凝土達到一定強度后，先拆除側模板，混凝土強度達到100%后，拆除主拱圈底模板，然后從跨中對稱向兩側逐步拆除滿堂支架，吊車起吊至橋上運走。清理河道支架基礎及垃圾，保證河道流水暢通。滿足環(huán)境保護要求。

3.3 裂縫修補

對橋梁局部范圍外邊面的薄弱和破損采用維修與局部補強相結合的方法。

處理前必須清除掉破損處周圍松動殘留體并表面鑿毛，對外露鋼筋做好除銹處理。

采用鋼絲刷等工具，清除裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層的污物，然后再用毛刷蘸酒精等有機溶劑，把沿裂縫兩側20-30mm處擦洗干凈并保持干燥。

對側墻出現的裂縫進行封閉(裂縫小于0.3mm)砂漿進行修補。

用環(huán)氧樹脂+乙二胺漿液進行表面封閉，厚約0.5-1.5mm。

3.4 拱上填料卸載

3.4.1 交通管制

由于任河河水較大，該橋是繞溪鎮(zhèn)的交通咽喉，雖然全段封閉施工，但橋面左側須預留100cm寬人行通道。在橋面施工范圍搭設彩鋼板護欄以及安全網保證通道行人安全。施工方案采取半幅施工的方法施工。

3.4.2 鑿除原有橋面系

用W60挖掘機帶破碎錘鑿除護欄、人行道、橋面及側墻混凝土，汽車運輸至指定垃圾場堆放。

3.4.3 挖除拱上填料

拱上填料用小挖掘機挖除，汽車運走。開挖時，從主拱圈中部對稱向拱座方向挖除，確保施工安全，平衡對稱卸載，同時在拱頂側墻1/4、1/2、3/4處設置觀測點，水準儀觀測豎向位移變化情況，如果變化較大，必須停止施工，分析原因，改變施工方案，再行施工。在挖到距拱圈頂部20cm時，禁止再用挖掘機挖，必須用人工清理填料，避免挖掘機直接接觸拱圈用力過大損壞拱圈。

3.5 回填拱上貧混凝土

將主拱圈頂面及側墻內表面清洗干凈，保證回填前拱頂干凈無污染，貧混凝土回填時，從兩端拱座處對稱向拱頂方向回填，分層施工，每30cm厚一層振搗密實，確保填料密實及施工質量，填筑最后一層時使填料頂面形成2%的橫坡，同時形成規(guī)定的毛面。

3.6 橋面系施工

3.6.1 橋面系鋼筋

按照設計要求綁扎橋面鋼筋，同時焊接防撞護欄鋼筋。

3.6.2 橋面鋪裝

橋面混凝土澆筑前，沿護欄內側橋面設計標高減5cm用鋼筋縱向每2m焊接支點，縱向安放直徑5cm圓鋼管，橋面中線一側支立模板，作為振搗梁軌道，澆筑C40防水防裂混凝土。在鋪裝混凝土前，對結合面進行徹底清理并充分濕潤。混凝土集中拌和，專用車運輸，人工攤鋪，插入式振動器結合平板及振動梁密實振搗，施工采用“三振二抹一拉毛”的方法進行。

由于橋面鋪裝層面積大，厚度薄，新舊混凝土存在齡期差，混凝土養(yǎng)生非常關鍵。養(yǎng)生安排專人負責，采用土工布覆蓋、飽水養(yǎng)生至少7天。

3.6.3 護欄施工

橋面施工結束后完成防撞護欄混凝土澆筑施工，注意預留泄水孔位置。

4 結語

高灘任河大橋是已經運營了40多年的雙曲拱橋，為提高結構承載能力和整體剛度，主拱肋采用了外包混凝土增大截面法加固技術，橋面板采用了雙層鋼筋網防水混凝土補強。從現場施工的工程質量控制情況來看，滿足設計和規(guī)范要求。達到了公路-Ⅱ級標準。

[1]交通部JTGTF50-2011《公路橋涵施工技術規(guī)范》.