淺談拱橋頂推加固技術

李 磊 ，任丙清

1.三門峽市昌通路橋建設有限責任公司，河南 三門峽 472200

2.陜縣農村公路管理所，河南 三門峽 472100

頂推工藝是調整拱軸線及壓力線的有效方法。施工時將拱橋的一端作為頂推端，設立頂推橫梁，橫梁與拱助緊緊相連，鑿除拱腳與支座的聯結，使支座自由，然后，安放千斤頂，利用千斤頂的推力沿拱軸向上，向跨中方向頂推橫梁，從而使整個拱軸移動。當頂推位移值相當于原橋已產生的位移值時，停止頂推。然后拱腳離開拱座的空隙上澆灌高強快硬水泥混凝土，待混凝土達到設計強度后，再放松千斤頂，頂推工作完成。

1 計算要點

頂推加固前必須進行施工設計，設計、計算內容包括：

1）頂推橫系梁設計：使千斤頂推力可完全傳給主拱圈，保證拱腳部分主拱圈受力均勻；

2）千斤頂的布置和數量的計算；

3）頂推量的確定，原則如下：

（1）根據實測位移量；

（2）根據拱頂實測下沉值和拱頂推力影響線推算；

（3）頂推直至橋沿或緣石出現負彎矩裂縫為止。

頂推對拱軸產生的變化，具體如圖1所示。

圖1 頂推時結構圖式的變化

2 施工要點

頂推施工要點主要包括：

1）在頂推前先將拱腳錨固鋼筋切斷，并將拱上建筑與橋臺分開，使頂推時拱上建筑能隨同拱圈自由變形；

2）頂推可在橋的一端進行，也可先在橋的一端頂推至計算的一半頂推水平距離，再移置另一端頂推完成。頂推的基本做法是：在橋臺的拱腳處安裝傳力結構（鋼夾具或鍘性橫梁人通過千斤頂施加推力，將拱圈自拱腳向跨中方向頂推，以實現調整橋臺位移和拱軸線，恢復承載能力的目的。頂推后，將拱腳端的空隙處澆筑高強快凝混凝土。頂推也可在橋臺區挖槽，頂入受力管，使其頂管與原橋臺共同受力，以調整橋臺水平位移和拱抽線。

3 拱橋的頂推

雙曲拱橋的頂推加固與鋼筋混凝土肋拱不同，難度大得多。要重點解決好拱腳錨筋問題，拱腳負彎矩問題、傳力結構問題以及拱上建筑的處理問題。

3.1 頂推主要程序

1）準備工作：搜集頂推橋有關的設計、施工、竣工等文件，以及養護運營期間檢查、改造加固等記錄資料。在熟悉資料的基礎上到現場一一核實。慎重考查判橋臺穩定性。根據拱橋實際尺寸、恒載及作用狀態，進行頂推設計計算，確定頂推方案。編制頂推施工、材料、設備、代表、預算等表。布設觀測點。必要時筑橋臺圍堰、搭腳手架、儀表架。設計制做千斤頂傳力結構（剛性橫隔梁）；鑿除拱腳四周的混凝土，使其周邊脫離橋臺混凝土。加固、頂撐拱腳部位的腹孔，處理橋面伸縮縫的利頂推時橋面自由移動；切斷拱腳錨固筋；

2）安裝工作：待剛性橫隔梁混凝土達設計強度后，安裝千斤頂、高壓油路系統；

3）頂推混凝土：根據實際需要可單邊頂推或雙邊頂推（兩個拱腳都處理）。正式頂推前要試頂；

4）監測工作：各級頂進時，均應測量拱截面（頂推端）兩側的位移量（豎向、水平）、拱肋主要截面（L/4，3L/8，L/2處）下緣標高或相應截面的橋面路緣石標高、橋縱軸線變化；橋臺變位（沉降、位移、轉角）、主拱圈頂部橋面攔桿立柱、路緣石、橋面混凝土的變形，伸縮縫的變化等；

5）空縫填塞：頂推完成后，形成的端部空縫要立即沖刷干凈，填塞高強快凝砂漿或小石子混凝土，搗實養護；

6）拆除頂推機具：當高強快凝砂漿或小石子混凝土強度達要求后，拆除頂推設備；

7）修補橋臺縫：修補結構裂縫、局部補強、接長拱座、清理現場。

3.2 頂推注意事項

1）頂推前必須確認橋臺變位已經穩定才能頂推，否則要先行加固橋臺。

2）頂推工作要注意做到：

（1）頂推前辦理好斷道、斷航有關手續。頂推時組織好保衛人員，劃出作業區，確保施工現場、行人和圍觀者的安全。做好行人的擺渡工作；

（2）頂推時要合理組織人員、明確分工、統一信號。應先進行試頂演習；

（3）做好兩橋臺上方三鉸腹拱孔的加固、支護，鑿除頂推伸縮縫（對單邊頂推是非頂推端的橋臺上方橋面伸縮縫）設空縫，頂推作業時要確保拱上建筑的安全；

（4）千斤頂的軸線方向應與安裝部位的拱軸線方向一致；千斤頂的頂部、底端墊鋼板要平整、密貼；千斤頂要盡量靠近主拱圈的內、外緣；千斤頂合力作用點盡量與拱橋設計要求的合力位置相符。千斤頂的油路系統形成并聯的閉合管路，保證同步作用；高壓油路和千斤頂在安裝前要分部件檢測、試壓，合格后才能使用。試壓壓力要達到高壓膠管設計壓力；

（5）頂推前要進行試頂、預演。通過試頂、預演仔細考查頂推機具、設備工作狀態是否安全可靠、管路有無漏油、頂推是否同步、現場指揮系統是否迅速可靠。如發現問題，應回油處理，切忌在高壓下檢修油路，以確保人身安全；

（6）監測用的儀器可可靠，操作人員要認真負責。每級頂推后要及時整理觀測資料，特別是主拱圈撓度、應變數值。只有確認情況正常時，才能進行下一級頂推。要指定專人負責監視工作（熟悉橋梁結構、施工經驗豐富的人員）。及時向頂推工作點指揮反饋信息；

（7）監測頂推端對岸的橋面伸縮縫空縫的變化情況，保證頂推過程中該處始終留有空隙，防止掉進雜物頂死空縫而影響頂推作業；

（8）應事先試驗確定填塞空縫用的高強快凝水泥砂漿或小石子混凝土的強度和配合比，及其強度增長史；

（9）頂推終了，對頂推端拱趾處的空縫要認真沖洗干凈，防止掉入雜物。注意搗實、養護；空縫填實后，應派專人監視油路系統，保持千斤頂油壓穩定，直至填料強度達到要求后為止。

4 結論

綜上所述，頂推加固法可以在恢復斷面整體性完好的前提下，恢復原橋的承載能力。它比其他現有加固方法更經濟實用，可在不損害原橋外貌，不縮小通航凈空的情況下，完成橋梁的加固工作，所以此法在拱橋的加固方面值得推廣。

[1]周建廷.常用拱式橋梁加固技術及適用特點分析[D].中國公路學會橋梁和結構工程學會2001年橋梁學術討論會論文集，2001.

[2]蔣永.頂推法加固拱橋的技術研究與應用[D].蘭州理工大學，2010.