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].