淺談鋼筋混凝土拱肋加固石拱橋施工要點

楊文剛 王永祥

摘要：石拱橋在我國歷史發(fā)展悠久，技術(shù)成熟，建造美觀，就地取材，造價低廉，而且不易風(fēng)化，使用壽命較長，在橋梁早期建設(shè)中廣泛應(yīng)用。本文就石拱橋產(chǎn)生的危害，及加固技術(shù)進行了分析，闡述了石拱橋加固施工方案。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；拱肋加固；石拱橋；施工

中圖分類號： TU37 文獻標識碼： A

石拱橋是我國橋梁建筑發(fā)展的先河，建設(shè)早，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單、外形美觀，材料低廉，而且石材是原生態(tài)材料，即使廢棄后對生態(tài)環(huán)境也沒有污染，還能重復(fù)使用。但是隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，石拱橋由于自身設(shè)計超載小，加之地震的破壞，且使用年限長等，遠遠不能適應(yīng)經(jīng)濟快速發(fā)展的需要。

一．石拱橋危害

（1）反復(fù)承受汽車荷載、自然環(huán)境因素、交通事故侵害，大交通量、大噸位車輛的不斷增長使橋基承受不起壓力。

（2）橋梁的缺損得不到及時發(fā)現(xiàn)和維修，逐漸喪失原有的通行能力，使石拱橋質(zhì)量進一步惡化。

（3）受地震等自然災(zāi)害的影響，使橋基、橋身失去了相互作用力的支撐，縮短了使用壽命。

（4）石拱橋常見危害類型:主拱圈裂縫類、側(cè)墻變形類、基礎(chǔ)沖刷類及承載力不足類等。

二．石拱橋加固遵循原則

對舊橋加固，應(yīng)針對橋梁狀況不同，采用不同方法，但各種加固方法需遵循以下原則:

1)盡可能減少對原橋結(jié)構(gòu)損傷和破壞;

2)技術(shù)可靠，能有效滿足結(jié)構(gòu)耐久性要求;

3)施工操作方便、運用設(shè)備簡單;

4)材料用量少，費用低;

5)養(yǎng)護工作量少，加固施工期間盡量不中斷交通。

三．石拱橋加固的順序

1.橋梁檢查

橋梁檢查的目的是通過對橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴重程度及發(fā)展趨勢，弄清楚出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，以便能分析和評價既存缺陷和損傷對橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)。因此，橋梁檢查是進行橋梁養(yǎng)護、維修、加固的先導(dǎo)工作，是決定維修與加固方案可行和正確與否的可靠保證。

2.石拱橋常用加固方法

（1）灌漿法修補裂縫類病害

用水泥或化學(xué)材料等漿液注滿結(jié)構(gòu)內(nèi)部及封閉裂縫。目前公路養(yǎng)護部門經(jīng)常采用的是用壓漿機將水泥砂漿注入裂縫內(nèi)，將結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織重新結(jié)合為整體，恢復(fù)應(yīng)有的強度、耐久性和抗?jié)B性。

（2）拱上側(cè)墻變形類病害的修復(fù)處理

變形較大部分必須拆除重新修復(fù)，滿足路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（3）基礎(chǔ)沖刷類病害

發(fā)生基礎(chǔ)沖空，砌體開裂時，應(yīng)及時維修。出現(xiàn)水深基礎(chǔ)較淺時，對橋下河床做單層或雙層片石鋪砌，必要時可鋪設(shè)挑坎防護;出現(xiàn)水深基礎(chǔ)較深時，可采用沉石籠、拋石護基等方法;對流速過大沖刷嚴重的不通航小河，可在下游適當?shù)攸c修筑攔沙壩。

（4）恢復(fù)承載力的加固方法

主要加固方法為內(nèi)襯拱加固，就是在拱圈下面采用內(nèi)襯一定厚度的鋼筋混凝土，嚴格執(zhí)行加固拱圈設(shè)計厚度及砼標號，通過植筋錨固，有效地保證新舊拱圈之間的連接，使新老結(jié)構(gòu)共同受力，進而提高橋梁的整體承載力和通行能力，外形上就像是在原拱圈上套做了一個新拱圈。

四．加固工程實例

（1）工程概況

本文介紹的石拱橋加固工程實例為陜西省鳳縣G316線馬陵關(guān)1號橋，橋梁中心樁號K2333+426處，建成于1970年。橋梁上部結(jié)構(gòu)為1-22.0m實腹式式板拱，凈矢高7.33m；下部為重力式橋臺，擴大基礎(chǔ)，坐落于中風(fēng)化~微分化砂巖上，基礎(chǔ)穩(wěn)定。橋面寬度：7.7m，橋梁全長52.8m。

（2）病害情況及原因分析

1)病害情況。

a．拱圈在前進方向右側(cè)2cm處有一道縱向裂縫(磚拱部分)，貫穿整個拱圈，縫寬在1mm～6mm之間;b．0號，1號橋臺均有裂縫并與拱圈裂縫貫通，距地面高0.5m，每道縫長2.5m，縫寬最大為2cm。

2)病害原因分析。

a．根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及基底鉆孔分析，磚拱部分右側(cè)基底部分為土層，左側(cè)為巖層，由此造成不均勻沉降，導(dǎo)致拱圈開裂。b．由橋臺側(cè)墻裂縫分析，該橋當初施工時，未對基底巖層進行詳細處理，從而形成一個向下的滑動面，導(dǎo)致基底沉降。

（3）加固設(shè)計及施工工序

1)對該橋橋臺及基礎(chǔ)壓注水泥砂漿進行整體加固，用水泥砂漿將裂縫表面抹平，再通過鉆孔壓注水泥漿方式進行封閉。

2)為加強橋臺整體性，防止橋臺繼續(xù)滑移，對橋臺進行預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土錨索加固。

3)對該橋拱圈裂縫采用M15水泥砂漿進行灌縫及封閉處理，同時進行拱下套拱加固，使之形成封閉的整體。

具體做法:準備工作→開挖基礎(chǔ)→基地砂礫墊層→底板→套拱墻身→套拱拱圈→八字墻→其他工程。

1)基礎(chǔ)開挖。采用人工進行開挖基坑，最后再用人工進行邊坡和基底修整。挖至標高的土質(zhì)基坑應(yīng)及時檢查基坑尺寸、高程、基底承載力，符合要求后，應(yīng)立即進行下道工序的施工。

2)模板支設(shè)。支架采用標準的鋼管支架，并具有足夠的強度和穩(wěn)定性。模板采用組合式鋼模板，鋼板內(nèi)表面光滑、平整。安裝時，模板與模板接縫處用海綿填塞，再用支架對模板進行安裝固定。模板安裝好后，板面之間應(yīng)平整，接縫嚴密，不漏漿。在澆筑混凝土前，模板表面涂抹一層脫模劑。安裝完后應(yīng)對尺寸、節(jié)點、位置進行檢查，合格后再進行下道工序施工。

3)混凝土的澆筑?；炷涟韬蠎?yīng)采用強制式攪拌機，拌合前應(yīng)對拌合稱重設(shè)備進行復(fù)核。拌合現(xiàn)場應(yīng)檢查混凝土是否拌合均勻、顏色一致，不得有離析和泌水現(xiàn)象，檢查坍落度是否符合要求?；炷吝\輸采用攪拌運輸車，其運輸能力滿足混凝土連續(xù)澆筑能力。澆筑混凝土，如厚度大于0.8m，應(yīng)分層澆筑。振搗使用插入式振搗器或平板振搗器，其移動間距不得大于振搗器作用半徑的1.5倍，與模板保持50mm～100mm的距離，振搗時應(yīng)插入下層混凝土50mm～100mm，每一處振動完畢后應(yīng)邊振邊徐徐提出振動棒，應(yīng)避免振動棒碰撞模板及其他預(yù)埋件，振動每一個部位，混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，振動該部位混凝土密實為止，應(yīng)連續(xù)澆筑不得間斷。

4)鋼筋制作及焊接。在場地鋼筋加工平臺上放出鋼筋骨架大樣，然后按照設(shè)計圖紙標注的鋼筋尺寸下料。鋼筋施工在底模制作完成后，在底模上用墨斗彈線標出鋼筋的具體位置，采用就地綁扎、焊接，鋼筋下料嚴格執(zhí)行配料單，下料時必須按照施工圖紙進行復(fù)核。焊接時根據(jù)JTCGD62-2004公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范、JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范采用單面焊和雙面焊，焊接長度滿足焊接質(zhì)量和幾何尺寸的要求。

5)施工要點。安裝完鋼筋后，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)拱下套拱混凝土對稱連續(xù)全斷面澆筑，或橫向分環(huán)對稱澆筑，對稱施工接縫應(yīng)認真鑿毛對接。如本橋長22.0m，應(yīng)分成3段8m，4m，8m，澆筑時從兩側(cè)起拱線對稱向拱頂澆筑，分3班工人連續(xù)不間斷作業(yè)。拱橋下部加固采用植筋錨固時，若橋梁錨固部位砌體有局部缺陷，應(yīng)先進行補強或加固處理再植筋，種植用鋼筋應(yīng)滿足材料中對普通鋼筋的要求，植筋采用符合橋梁加固設(shè)計規(guī)范要求的A膠，采用橋梁錨固專用改性環(huán)氧膠粘劑、改性乙烯基酯膠粘劑或改性氨基甲酸酯膠粘劑，其安全性能指標必須滿足橋梁加固設(shè)計規(guī)范要求。植筋前對原橋進行鉆孔，鉆孔后需要對孔道進行清洗，待孔道完全清洗干凈后方可進行植筋，植筋完后待膠體固結(jié)后再進行加寬側(cè)墻的砌筑。

五．結(jié)語

對拱圈采用拱下套拱加固技術(shù)是可行的，大大改善了全橋受力狀況，有效地提高了橋梁的使用壽命，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻:

［1］楊文淵．橋梁維修與加固［M］．北京:人民交通出版社，1997．

［2］申紅軍．20mT異型組合梁橋加固設(shè)計與施工［J］．山西建筑，2011，37(7):154-155．

［3］顧安邦．橋梁工程(下)［M］．北京:人民交通出版社，2002．