雙曲拱橋維修改造施工技術探析

崔小輝

(中石化河南石油勘探局勘察設計研究院土建室，河南 南陽 473132)

雙曲拱橋在20世紀60年代我國橋梁建設中得到了廣泛應用，目前仍在運營的雙曲拱橋經檢測已經出現了很多病害和承載能力不足等問題［1］。因此，雙曲拱橋的維修改造便成為一個突出的亟待研究解決的課題。本文通過對三江口雙曲拱橋病害原因進行分析，提出了維修改造措施。

1 工程概況

三江口大橋位于金城江東江鎮內Y017線K8+865處，跨越龍江河，建成于1970年12月。橋梁全長161.00 m，橋寬9.32 m。上構為1×10.70 m(無鋼筋混凝土雙曲拱)+2×50.12 m(鋼筋混凝土雙曲拱)，1號跨凈矢跨比為1/3，2號跨和3號跨比均為1/7;下構為漿砌片石重力式U形橋臺、明挖擴大基礎，混凝土重力式橋墩。橋面鋪裝為水泥混凝土加鋪一層瀝青表面處治。欄桿為鋼筋混凝土欄桿。原設計荷載等級為汽車—13級，拖—60。

2 橋梁檢測結果

經過檢測單位現場實地調查、檢測，三江口大橋病害主要表現在以下幾個方面。1)主拱圈拱肋底面混凝土剝落、鋼筋銹蝕與滲水泛堿;1號跨主拱圈拱肋與拱波結合處發現2道縱向裂縫;3號跨主拱圈懸半波底面發現有1道縱向裂縫。2)腹拱圈底面拱波、拱肋與拱波結合處縱向裂縫及拱波間砌縫脫落。3)腹孔圈縱向裂縫、橫縫、斜向裂縫及砌脫落。4)橫墻帽梁豎向裂縫、滲水泛堿及水跡污染等。5)橫墻豎向裂縫、橫向裂縫、滲水。6)橫隔梁混凝土蜂窩、剝落、露筋且銹蝕。7)拱上側墻斜向裂縫。8)橋墩帽梁、橋墩豎向裂縫。9)橋臺豎向裂縫。10)橋面鋪裝層斜向裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、表面層脫落、坑槽。11)橋面人行道鋪裝橫向裂縫，錐坡滋生雜草、灌木。12)橋面鋪裝、人行道鋪裝破損。13)護欄缺失、混凝土剝落、露筋且銹蝕。14)橋梁抗震能力較差，在地震中較易發生破壞。

3 維修改造加固措施

3.1 加固設計標準［2］

原設計荷載等級為:汽車—13級，拖車—60，與現行的設計荷載等級相差較大。對大橋進行提載加固，荷載等級提高至公路Ⅱ級。

3.2 主拱圈加固提載

主拱圈是雙曲拱橋的重要受力構件，當其強度和剛度不足時，往往會引起橋梁的承載能力下降，同時也會引起其他構件的損壞，因此加固主拱圈，以提高大橋的承載力。

1)化學灌漿法修補主拱圈拱肋、拱波等構件寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環氧砂漿封閉，并對破損處進行鋼筋除銹后采用環氧砂漿進行修復;2)在1跨～3跨主拱圈底面現澆整體拱板進行加固，改雙曲拱為箱形拱;3)第2，3跨在靠拱腳處(第一個腹孔范圍內)的拱背現澆一層鋼筋混凝土(10 cm)加固，提高主拱圈拱腳截面的抗負彎矩能力;4)第2，3跨在靠拱腳處主拱肋間增設橫隔板，加強主拱肋間橫向聯系，見圖1。

圖1 主拱圈套拱分段施工示意圖

3.3 腹拱墩及腹拱圈加固提載

1)化學灌漿法修補腹拱圈及腹拱墩帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環氧砂漿封閉，并對破損處用環氧砂漿進行修復;2)對腹拱圈下緣增設鋼筋混凝土套拱，以增強腹拱圈整體剛度、提高承載能力;3)對腹孔墩外包鋼筋混凝土進行加固。

3.4 側墻加固

1)拆除原欄桿，拆除部分拱上側墻，并采用現澆鋼筋混凝土加高側墻;2)修復原側墻裂縫。

3.5 橋梁墩、臺加固

1)化學灌漿法修補墩帽、墩身、臺帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環氧砂漿封閉;2)對主橋橋臺裂縫進行灌縫并進行重新勾縫處理。

3.6 橋面系處理

1)鑿除原橋面鋪裝，重做整體式C40防水鋼筋混凝土橋面板;2)采用輕質混凝土換填拱腔填料;3)在整體式橋面板下現澆10 cm～16.4 cm厚C15貧混凝土墊層;4)拆除原人行道并重建人行道系;5)橋面設置泄水孔，泄水管采用直徑15 cm的PVC管;6)與引道路面連接處按混凝土路面脹縫構造要求處理;7)其他。

采用混凝土路面接順兩岸橋頭引道。

3.7 拱肋、橫系梁自密實混凝土澆筑施工要點

1)利用自密實混凝土較大的流動性，抗離析性、抗泌水性強的特點，僅需少量振搗，可填充滿鋼筋密集、狹小空間。2)拱肋、橫系梁采取每孔對稱分段同時灌注，由拱腳向跨中澆筑，中間段合龍溫度不超過20℃，劃分段長度為50 cm(按圖1所示的從第1段～第n段的順序，并最終在拱頂處合龍的澆筑方式)，如灌注有困難，可考慮采用導管法灌注。

4 結語

目前，雙曲拱橋維修改造已發展出許多施工工藝，需根據加固維修的要求、病害種類、病害產生的原因及嚴重程度選擇維修改造措施。三江口雙曲拱橋主要以提高結構承載力和結構整體剛度為目的，采用主拱肋改雙曲拱為箱形拱，腹拱套拱加固，結構加厚補強，拱上填料換填卸載減輕自重等其他病害的加固維修措施。經驗算和實際加固后荷載試驗檢測，提高了原橋承載力，滿足公路—Ⅱ級荷載要求，達到了預期目的。

［1］劉靜波，馮 強.混凝土雙曲拱橋病害與加固研究［J］.交通標準化，2010(17):111-113.

［2］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術規范［S］.