淺談石拱橋加固方法

吳永山

摘 要：在我縣管養(yǎng)共有96座橋梁，其石拱橋有54座占總數(shù)的59%，石拱橋在總橋梁總數(shù)中占有很大的比例。由于六七十年代的橋梁施工條件以及地形，我縣的老橋大部分都是平坦拱。矢跨比在1/5到1/8之間，拱圈受力能力較差?，F(xiàn)有的舊橋在交通量不斷增大，要求通車條件不斷提高的情況下，病害開始逐漸大量暴露，如何用更小的投資取得更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是一項值得探討的課題。舊橋的綜合改造，往往是幾種方法同時使用，不僅可以提高舊橋的承載能力，而且可以充分利用舊橋，節(jié)約大量建設(shè)經(jīng)費(fèi)，舊石拱橋加固方法中采用兩種與大家共同學(xué)習(xí)討論。

關(guān)鍵詞：石拱橋；加固；研究分析

1 葉坑橋混凝土套拱加固

1.1 工程概況

國道205線2502k+100的葉坑橋?qū)?2米，跨徑8米，矢跨比為1/3。建于1995年先行工程，由于當(dāng)時施工的種種原因，橋梁建成后隨著通行能力和汽車載重的增加拱圈出現(xiàn)縱橫向開裂，橋臺裂縫。該橋矢跨比較大對橋臺承載力要求較高，橋臺出現(xiàn)裂縫，說明基礎(chǔ)承載力不足。該橋轎高12米，不影響泄洪，采用在拱腹下和橋臺前墻增加一層40cm厚鋼筋砼，并通過錨桿使新鋼筋混凝土層與拱圈及橋臺結(jié)合共同受力，阻止原拱圈及橋臺變形。在起拱線兩端之間設(shè)計5根60cm（高）*40cm（寬）的縱向支撐梁，橋底使用片石混凝土反拱加固，使在原拱圈內(nèi)加筑一層環(huán)形的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2 施工過程

在主拱圈兩肋下緣增加鋼筋砼主拱圈加固方法，其施工步驟為：橋臺壓漿加固-搭建平臺-植筋-清理修補(bǔ)-布筋-裝模-澆注-養(yǎng)生七個環(huán)節(jié)。

（1）搭建施工平臺。（2）錨桿。在橋臺和主拱圈肋下定好錨桿的位置，用直徑為30mm的電鉆鉆孔（20mm的錨桿），鉆孔與拱圈表面垂直，橋臺的錨桿應(yīng)向下呈45度角，錨桿間距為60cm，呈梅花形布置。拱圈錨桿長度為60cm、橋臺錨桿為200cm，用高壓氣將鉆孔內(nèi)的灰塵吹掉，從孔底逐步向孔口填塞入錨固劑直至塞滿為止，將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入孔底。（3）主拱圈清理，修補(bǔ)。清理破損混凝土：待植入筋錨固力達(dá)到要求后，用高壓水槍反復(fù)噴射混凝土破壞部位和裸露生銹的鋼筋。實踐證明，高速水流不僅可以清除破損混凝土，除出鋼筋表面的鐵銹，還能在被清除銹的鋼筋表面形成一層極薄的氧化鐵保護(hù)膜。且在工作中沒有振動噪音和灰塵，在清除工作完成后，還能使混凝土表面干凈濕潤，給下道工序拱圈修補(bǔ)提供了有利條件。主拱圈修補(bǔ)：第一步：用聚合物修補(bǔ)砂漿按水泥：中沙：ZV膠：水=1：2.5：3～0.4：0.2的比例調(diào)配砂漿。第二步：用拌制好的聚合物修補(bǔ)砂漿用抹刀壓入槽中，壓實并抹平。第三步：采用灑水和塑料薄膜相結(jié)合的養(yǎng)生辦法對修補(bǔ)的地方進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（4）布筋。首先等植入鋼筋錨桿達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，將底層鋼筋焊接在錨桿上，底層鋼筋網(wǎng)布置完成后再布置面層鋼筋網(wǎng)，最后按照鋼筋布置圖將所有鋼筋幫扎好。（5）安裝模板。先安裝好橋臺前墻的模板，剩下模板先搭建好模板骨架，待混凝土澆筑到一定位置時，再鋪設(shè)木板，因為全部模板搭建完的話，混凝土無法澆筑，所以模板要與混凝土澆筑同時進(jìn)行。（6）澆筑混凝土。先兩側(cè)同時對稱澆筑橋臺前墻，在兩側(cè)同時對稱的向拱頂澆注，澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)不間斷的完成整個混凝土澆筑。在拱頂時，可以先裝好里面邊模，外面邊摸張開一點(diǎn)便于灌注混凝土，待混凝土初凝后，鑿除多余部分至拱圈平面，用聚合物修補(bǔ)砂漿壓實抹平。值得注意的是，由于鋼筋布置較密，粗集料不能過細(xì)，澆筑時不能確保無縫隙，加之新混凝土在凝固時會收縮，必然會引起新舊混凝土脫結(jié)，出現(xiàn)裂縫，因此，在拌制混凝土?xí)r有必要添加GMA無收縮自流密實混凝土外加劑。（7）拆模、修飾、養(yǎng)生。常溫下一星期后就可拆模，拆模后露在拱圈外的鐵絲用氧焊吹掉，與拱圈面成凹形，再用聚合物修補(bǔ)砂漿壓實抹平即可。繼續(xù)養(yǎng)生至混凝土養(yǎng)護(hù)期，整個拱圈加固工作就完成了。

1.3 施工工藝的評價

（1）工藝簡單：施工僅需攪拌機(jī)以及混凝土震動機(jī)械外無需其他機(jī)械。（2）造價低：本文中的施工平臺在制作工程中只需要人工20多個工日，木材8m3。并且木材的回收再利用率高，大大降低了工程造價。（3）工期短：整個施工工藝可以采用流水作業(yè)，從搭建平臺到植筋、清理修補(bǔ)，布筋，裝模和澆筑，只需要三個星期就可完成。（4）不影響橋面通車。

2 興東二橋等改造加固

2.1 工程概況

省道205縣的興東二橋、紅嶺橋、縣道高永線的烏石橋，上述橋梁都是跨徑5米的小橋，橋高較矮，橋下凈空較矮，拱圈裂縱橫裂縫數(shù)條，但橋臺無病害完好無損。橋下拱圈套拱無法施工且影響泄洪能力。對此類橋梁采取拆除拱上側(cè)墻和填土（填土挖除厚度為板梁的設(shè)計厚度，使新澆筑的板梁剛好和橋梁兩頭的路面標(biāo)高相對應(yīng)），加高橋臺，在裸拱上（或拱土填土上）澆筑鋼筋混凝土板（梁），從而形成拱上有板（梁）。

2.2 施工過程

（1）設(shè)立施工標(biāo)志，封閉半邊交通，半邊施工，車輛限速5Km通行。（2）施工放樣：確定原橋臺位置，放出要開挖基坑大樣。（3）拆除橋臺上方（會影響橋臺加高）的側(cè)墻，開挖基坑，挖至原橋臺表面，同時挖除墻上路面結(jié)構(gòu)或填土，挖除厚度為設(shè)計板的厚度。要注意的是開挖是應(yīng)橋梁兩端同時開挖，以保持原橋梁受力平衡。（4）加高橋臺：在原橋臺的基礎(chǔ)上用水沖干凈后，安裝模板，用混凝土材料加高橋臺至設(shè)計標(biāo)高。新橋臺底層采用直徑20的鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，待混凝土終凝時間后開始養(yǎng)生，第二天后始用砂礫回填臺前臺后，用水夯實。（5）清理橋面上松散泥土碎石，用5#砂漿抹平槽底作為板梁的底模，邊摸的按照應(yīng)注意平順度。（6）安裝鋼筋：鋼筋應(yīng)具有出廠合格證明書和試驗報告單，對橋梁所用的鋼筋應(yīng)采取抽取試樣做力學(xué)試驗。鋼筋焊接的接頭型式、焊接方法、適用范圍應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》。（7）澆筑混凝土板：拌制混凝土所使用的各種材料及拌合物的質(zhì)量應(yīng)按《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》經(jīng)過檢驗合格。按設(shè)計的混凝土配合比來拌制混凝土。澆筑前檢查模板，鋼筋是否符合設(shè)計要求。應(yīng)按一定順序澆筑。采用機(jī)械振搗，插入式振動器時，移動間距不得超過振動器作用半徑的1.5倍；與側(cè)模保持50～100mm的距離；每一處振動完畢后應(yīng)邊振動邊徐徐提出振動棒；用平板振動器時要覆蓋已振實部分100mm左右。對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止。密實標(biāo)志是混凝土停止下沉，混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)不間斷的進(jìn)行。（8）橋面養(yǎng)生：當(dāng)混凝土表面已有相當(dāng)?shù)挠捕?，用手指輕壓不出現(xiàn)痕跡時，即開始養(yǎng)生，一般使用是草袋或草墊，或者20～30mm厚的濕沙覆蓋于表面，每天均勻灑水?dāng)?shù)次，使表面經(jīng)常保持潮濕狀態(tài)，待養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后開始交通。

2.3 施工工藝的評價

優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝簡單：施工只需要攪拌機(jī)和混凝土振動機(jī)械外無需其他機(jī)械。（2）造價低：與新建橋梁相比可可節(jié)省橋梁下部結(jié)構(gòu)的工程，無需大量的支架模板，大大降低了工程造價。（3）工期短：整個施工期大大節(jié)省了橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工工期。

缺點(diǎn)：山區(qū)公路路基較小施工時要半邊施工，維持通車較為困難。

加強(qiáng)公路老橋的管理并進(jìn)行維修和加固，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮老橋的作用，是交通管理部門的一項重要任務(wù)。應(yīng)重視加固工程的原始材料的收集和整理工作，為今后的老橋的維修加固工程提供經(jīng)驗；充分調(diào)動基層單位的積極性，正確處理責(zé)、權(quán)、利之間的關(guān)系。公路老橋的維修加固同樣屬于橋梁建設(shè)工程，老橋的加固往往比新建還難，因為老橋的維修加固，沒有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖集，橋梁的病害又錯綜復(fù)雜，病害原因難以確定。

參考文獻(xiàn)

[1]石拱橋加固改造技術(shù)[S].

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].