淺談石拱橋加固方法

吳永山

摘 要：在我縣管養共有96座橋梁，其石拱橋有54座占總數的59%，石拱橋在總橋梁總數中占有很大的比例。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。現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濟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，節約大量建設經費，舊石拱橋加固方法中采用兩種與大家共同學習討論。

關鍵詞：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的葉坑橋寬12米，跨徑8米，矢跨比為1/3。建于1995年先行工程，由于當時施工的種種原因，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，橋臺出現裂縫，說明基礎承載力不足。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合共同受力，阻止原拱圈及橋臺變形。在起拱線兩端之間設計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，使在原拱圈內加筑一層環形的鋼筋混凝土結構。

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-布筋-裝模-澆注-養生七個環節。

（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，將鋼筋旋轉插入孔底。（3）主拱圈清理，修補。清理破損混凝土：待植入筋錨固力達到要求后，用高壓水槍反復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提供了有利條件。主拱圈修補：第一步：用聚合物修補砂漿按水泥：中沙：ZV膠：水=1：2.5：3～0.4：0.2的比例調配砂漿。第二步：用拌制好的聚合物修補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合的養生辦法對修補的地方進行養護。（4）布筋。首先等植入鋼筋錨桿達到設計強度時，將底層鋼筋焊接在錨桿上，底層鋼筋網布置完成后再布置面層鋼筋網，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行。（6）澆筑混凝土。先兩側同時對稱澆筑橋臺前墻，在兩側同時對稱的向拱頂澆注，澆筑混凝土應連續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，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，出現裂縫，因此，在拌制混凝土時有必要添加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，再用聚合物修補砂漿壓實抹平即可。繼續養生至混凝土養護期，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：施工僅需攪拌機以及混凝土震動機械外無需其他機械。（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，從搭建平臺到植筋、清理修補，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墻和填土（填土挖除厚度為板梁的設計厚度，使新澆筑的板梁剛好和橋梁兩頭的路面標高相對應），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）設立施工標志，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）的側墻，開挖基坑，挖至原橋臺表面，同時挖除墻上路面結構或填土，挖除厚度為設計板的厚度。要注意的是開挖是應橋梁兩端同時開挖，以保持原橋梁受力平衡。（4）加高橋臺：在原橋臺的基礎上用水沖干凈后，安裝模板，用混凝土材料加高橋臺至設計標高。新橋臺底層采用直徑20的鋼筋補強，待混凝土終凝時間后開始養生，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，邊摸的按照應注意平順度。（6）安裝鋼筋：鋼筋應具有出廠合格證明書和試驗報告單，對橋梁所用的鋼筋應采取抽取試樣做力學試驗。鋼筋焊接的接頭型式、焊接方法、適用范圍應符合現行《鋼筋焊接及驗收規程》。（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量應按《公路工程水泥混凝土試驗規程》經過檢驗合格。按設計的混凝土配合比來拌制混凝土。澆筑前檢查模板，鋼筋是否符合設計要求。應按一定順序澆筑。采用機械振搗，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；與側模保持50～100mm的距離；每一處振動完畢后應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。密實標志是混凝土停止下沉，混凝土的澆筑應連續不間斷的進行。（8）橋面養生：當混凝土表面已有相當的硬度，用手指輕壓不出現痕跡時，即開始養生，一般使用是草袋或草墊，或者20～30mm厚的濕沙覆蓋于表面，每天均勻灑水數次，使表面經常保持潮濕狀態，待養護期結束后開始交通。

2.3 施工工藝的評價

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

缺點：山區公路路基較小施工時要半邊施工，維持通車較為困難。

加強公路老橋的管理并進行維修和加固，使其處于正常的工作狀態，充分發揮老橋的作用，是交通管理部門的一項重要任務。應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驗；充分調動基層單位的積極性，正確處理責、權、利之間的關系。公路老橋的維修加固同樣屬于橋梁建設工程，老橋的加固往往比新建還難，因為老橋的維修加固，沒有現成的規范，更沒有可供使用的標準圖集，橋梁的病害又錯綜復雜，病害原因難以確定。

參考文獻

[1]石拱橋加固改造技術[S].

[2]公路橋涵施工技術規范[S].