淺談拱橋頂推加固技術(shù)

李 磊 ，任丙清

1.三門峽市昌通路橋建設(shè)有限責(zé)任公司，河南 三門峽 472200

2.陜縣農(nóng)村公路管理所，河南 三門峽 472100

頂推工藝是調(diào)整拱軸線及壓力線的有效方法。施工時(shí)將拱橋的一端作為頂推端，設(shè)立頂推橫梁，橫梁與拱助緊緊相連，鑿除拱腳與支座的聯(lián)結(jié)，使支座自由，然后，安放千斤頂，利用千斤頂?shù)耐屏ρ毓拜S向上，向跨中方向頂推橫梁，從而使整個(gè)拱軸移動。當(dāng)頂推位移值相當(dāng)于原橋已產(chǎn)生的位移值時(shí)，停止頂推。然后拱腳離開拱座的空隙上澆灌高強(qiáng)快硬水泥混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再放松千斤頂，頂推工作完成。

1 計(jì)算要點(diǎn)

頂推加固前必須進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)、計(jì)算內(nèi)容包括：

1）頂推橫系梁設(shè)計(jì)：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?shù)牟贾煤蛿?shù)量的計(jì)算；

3）頂推量的確定，原則如下：

（1）根據(jù)實(shí)測位移量；

（2）根據(jù)拱頂實(shí)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(xiàn)負(fù)彎矩裂縫為止。

頂推對拱軸產(chǎn)生的變化，具體如圖1所示。

圖1 頂推時(shí)結(jié)構(gòu)圖式的變化

2 施工要點(diǎn)

頂推施工要點(diǎn)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(shí)拱上建筑能隨同拱圈自由變形；

2）頂推可在橋的一端進(jìn)行，也可先在橋的一端頂推至計(jì)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(jié)構(gòu)（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(shí)現(xiàn)調(diào)整橋臺位移和拱軸線，恢復(fù)承載能力的目的。頂推后，將拱腳端的空隙處澆筑高強(qiáng)快凝混凝土。頂推也可在橋臺區(qū)挖槽，頂入受力管，使其頂管與原橋臺共同受力，以調(diào)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(diǎn)解決好拱腳錨筋問題，拱腳負(fù)彎矩問題、傳力結(jié)構(gòu)問題以及拱上建筑的處理問題。

3.1 頂推主要程序

1）準(zhǔn)備工作：搜集頂推橋有關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、竣工等文件，以及養(yǎng)護(hù)運(yùn)營期間檢查、改造加固等記錄資料。在熟悉資料的基礎(chǔ)上到現(xiàn)場一一核實(shí)。慎重考查判橋臺穩(wěn)定性。根據(jù)拱橋?qū)嶋H尺寸、恒載及作用狀態(tài)，進(jìn)行頂推設(shè)計(jì)計(jì)算，確定頂推方案。編制頂推施工、材料、設(shè)備、代表、預(yù)算等表。布設(shè)觀測點(diǎn)。必要時(shí)筑橋臺圍堰、搭腳手架、儀表架。設(shè)計(jì)制做千斤頂傳力結(jié)構(gòu)（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(shí)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(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，安裝千斤頂、高壓油路系統(tǒng)；

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

4）監(jiān)測工作：各級頂進(jìn)時(shí)，均應(yīng)測量拱截面（頂推端）兩側(cè)的位移量（豎向、水平）、拱肋主要截面（L/4，3L/8，L/2處）下緣標(biāo)高或相應(yīng)截面的橋面路緣石標(biāo)高、橋縱軸線變化；橋臺變位（沉降、位移、轉(zhuǎn)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(qiáng)快凝砂漿或小石子混凝土，搗實(shí)養(yǎng)護(hù)；

6）拆除頂推機(jī)具：當(dāng)高強(qiáng)快凝砂漿或小石子混凝土強(qiáng)度達(dá)要求后，拆除頂推設(shè)備；

7）修補(bǔ)橋臺縫：修補(bǔ)結(jié)構(gòu)裂縫、局部補(bǔ)強(qiáng)、接長拱座、清理現(xiàn)場。

3.2 頂推注意事項(xiàng)

1）頂推前必須確認(rèn)橋臺變位已經(jīng)穩(wěn)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(guān)手續(xù)。頂推時(shí)組織好保衛(wèi)人員，劃出作業(yè)區(qū)，確保施工現(xiàn)場、行人和圍觀者的安全。做好行人的擺渡工作；

（2）頂推時(shí)要合理組織人員、明確分工、統(tǒng)一信號。應(yīng)先進(jìn)行試頂演習(xí)；

（3）做好兩橋臺上方三鉸腹拱孔的加固、支護(hù)，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(shè)空縫，頂推作業(yè)時(shí)要確保拱上建筑的安全；

（4）千斤頂?shù)妮S線方向應(yīng)與安裝部位的拱軸線方向一致；千斤頂?shù)捻敳俊⒌锥藟|鋼板要平整、密貼；千斤頂要盡量靠近主拱圈的內(nèi)、外緣；千斤頂合力作用點(diǎn)盡量與拱橋設(shè)計(jì)要求的合力位置相符。千斤頂?shù)挠吐废到y(tǒng)形成并聯(lián)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(dá)到高壓膠管設(shè)計(jì)壓力；

（5）頂推前要進(jìn)行試頂、預(yù)演。通過試頂、預(yù)演仔細(xì)考查頂推機(jī)具、設(shè)備工作狀態(tài)是否安全可靠、管路有無漏油、頂推是否同步、現(xiàn)場指揮系統(tǒng)是否迅速可靠。如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)回油處理，切忌在高壓下檢修油路，以確保人身安全；

（6）監(jiān)測用的儀器可可靠，操作人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)。每級頂推后要及時(shí)整理觀測資料，特別是主拱圈撓度、應(yīng)變數(shù)值。只有確認(rèn)情況正常時(shí)，才能進(jìn)行下一級頂推。要指定專人負(fù)責(zé)監(jiān)視工作（熟悉橋梁結(jié)構(gòu)、施工經(jīng)驗(yàn)豐富的人員）。及時(shí)向頂推工作點(diǎn)指揮反饋信息；

（7）監(jiān)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(jìn)雜物頂死空縫而影響頂推作業(yè)；

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

（9）頂推終了，對頂推端拱趾處的空縫要認(rèn)真沖洗干凈，防止掉入雜物。注意搗實(shí)、養(yǎng)護(hù)；空縫填實(shí)后，應(yīng)派專人監(jiān)視油路系統(tǒng)，保持千斤頂油壓穩(wěn)定，直至填料強(qiáng)度達(dá)到要求后為止。

4 結(jié)論

綜上所述，頂推加固法可以在恢復(fù)斷面整體性完好的前提下，恢復(fù)原橋的承載能力。它比其他現(xiàn)有加固方法更經(jīng)濟(jì)實(shí)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(shù)及適用特點(diǎn)分析[D].中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會2001年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集，2001.

[2]蔣永.頂推法加固拱橋的技術(shù)研究與應(yīng)用[D].蘭州理工大學(xué)，2010.