淺談雙曲拱橋拱肋加固施工技術(shù)

任富強(qiáng)

（臨夏公路管理局雙城公路管理段 甘肅省臨夏回族自治州 731800）

淺談雙曲拱橋拱肋加固施工技術(shù)

任富強(qiáng)

（臨夏公路管理局雙城公路管理段 甘肅省臨夏回族自治州 731800）

本文以湟水河雙曲拱橋拱肋加固為工程實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹了湟水河橋病害產(chǎn)生的原因和對(duì)該橋加固前的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)論，重點(diǎn)論述拱肋鋼箱梁加固方法在該橋拱肋加固施工中的應(yīng)用。根據(jù)加固后該橋的動(dòng)、靜載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果及運(yùn)營(yíng)情況，證明加固效果良好。

雙曲拱橋；加固；施工

引言

雙曲拱橋是具有中華民族特色的一種橋型，它由于結(jié)構(gòu)新穎，造型美觀，工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，在20世紀(jì)60年代在我國(guó)橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)階段仍在服役的許多雙曲拱橋已經(jīng)出現(xiàn)了許多病害和承載力不足等問題，而拱肋是拱橋的主要受力結(jié)構(gòu)。因此雙曲拱橋拱肋的加固具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 橋梁概況

我單位管養(yǎng)的G309線湟水河雙曲拱橋位于臨夏回族自治州永靖縣，該橋始建于1968年，全長(zhǎng)214.24m，結(jié)構(gòu)為上承式鋼筋混凝土空腹式等截面懸鏈線雙曲拱橋，跨徑布置為4m×45m，橋面寬度：凈5.5m+2m×0.45m，無縱坡，橫坡為1.5%；主拱圈斷面尺寸為30cm×45cm，拱軸系數(shù)為4.324，矢跨比為1/8，全拱斷面系四肋三波；腹拱系鋼筋混凝土圓弧拱，矢跨比為1/2；橋面板為現(xiàn)澆鋼筋混凝土；下部結(jié)構(gòu)采用空腹式U型橋臺(tái)，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋墩為園端形實(shí)體墩，沉井基礎(chǔ)；本橋原設(shè)計(jì)荷載：汽-13級(jí)，拖-60。湟水河橋全景圖如圖1。

2 橋梁病害產(chǎn)生的原因及試驗(yàn)檢測(cè)

2.1 橋梁病害產(chǎn)生的原因

（1）結(jié)構(gòu)本身：雙曲拱橋整體性不好，不利于橫向內(nèi)力和變形的傳遞。

（2）施工時(shí)的問題：由于施工條件所限，采用將拱肋分三段預(yù)制安裝的無支架施工方法，在拱肋預(yù)制時(shí)，預(yù)拱度預(yù)留不準(zhǔn)確。

（3）后期運(yùn)營(yíng)：該橋設(shè)計(jì)荷載較低，不能滿足當(dāng)前的交通需求，長(zhǎng)期的超載運(yùn)營(yíng)，使得主拱變形嚴(yán)重。

圖1 湟水河橋全景圖

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)

根據(jù)《湟水河雙曲拱橋測(cè)試鑒定報(bào)告》的試驗(yàn)結(jié)果：該橋橋面破損嚴(yán)重，腹拱開裂；靜載試驗(yàn)表明橫向聯(lián)系薄弱；動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)得實(shí)測(cè)沖擊系數(shù)大于理論值，實(shí)測(cè)基頻與理論基頻之比為0.872，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，該橋處于危險(xiǎn)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。

3 拱肋加固施工工藝和主要施工要點(diǎn)

3.1 施工工藝

掛籃組裝→被粘貼混凝土表面及鋼板表面處理→焊接鋼構(gòu)件成H型→錨固→焊接形成底部鋼箱→注膠→固定加壓→固化→質(zhì)量檢查→防腐粉刷。

3.2 主要施工要點(diǎn)

主肋肋底沿縱向粘貼H型鋼構(gòu)件，H型鋼構(gòu)件由兩塊寬225mm的鋼板和一塊寬300mm的鋼板焊接而成，安裝完H型鋼構(gòu)件用320mm的鋼板封口是底部形成封閉的鋼箱結(jié)構(gòu)，鋼板均采用Q235A型鋼板，鋼板厚度為6mm。粘貼在肋底的鋼板沿橋縱向采用膨脹螺栓進(jìn)行錨固，腹板兩側(cè)鋼板采用雙頭螺栓進(jìn)行錨固。

3.2.1 掛籃組裝

掛籃組裝嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和施工方案的要求施工。掛籃允許最大變形為20mm，施工、行走時(shí)的抗傾覆安全系數(shù)不得小于2。掛籃組裝后，應(yīng)全面檢查安裝質(zhì)量，并應(yīng)按設(shè)計(jì)荷載做載重試驗(yàn)，以消除非彈性變形。

3.2.2 表面處理

（1）鋼板表面打磨除銹至露出金屬光澤，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，再做除糙處理，然后用酒精或丙酮棉紗清洗鋼板表面除油，并保持干燥。在鋼板上鉆灌漿孔、排氣孔和錨固孔，鋼板鉆錨固孔從鋼板中間開始。鋼板注膠孔根據(jù)具體尺寸，灌注膠類型等進(jìn)行布置。

（2）打磨混凝土表面除去表面分化層，直至完全露出新鮮面，對(duì)于破損嚴(yán)重的部位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，然后找平?jīng)_洗烘干。梁體在鉆孔前應(yīng)探明鋼筋位置，并做標(biāo)記，當(dāng)鉆孔與鋼筋位置沖突時(shí)，適當(dāng)調(diào)整孔位，并按調(diào)整孔位安裝鋼筋。鉆孔應(yīng)清理干凈，保持干燥，不得有油污。

3.3 粘貼鋼板

（1）膠黏劑質(zhì)量應(yīng)滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TJ22-2008）第四章規(guī)定，并按照產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝要求配制膠黏劑。

（2）用密封膠密封鋼板邊緣及錨固螺栓，在灌膠孔和出氣孔上安裝灌膠嘴并用密封膠粘結(jié)，并通氣進(jìn)行試漏試驗(yàn)。如有漏氣現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)漏氣處進(jìn)行修補(bǔ)密封。

（3）試漏試驗(yàn)成功后，以不小于0.1MPa的壓力壓入膠黏劑，當(dāng)出氣孔有膠液流出時(shí)，彎折塑料管，用鋼絲扎牢，等待下一出氣孔膠液流出；如鋼板過長(zhǎng)，下一出口很久沒有膠液流出，可將灌注口密封后，在下一出氣口繼續(xù)灌注，當(dāng)所有出氣孔出現(xiàn)膠液后停止加壓，并用縫邊膠封堵，再以較低壓力維持10min以上。

3.4 鋼板焊接要求

（1）施焊前應(yīng)對(duì)所焊鋼板進(jìn)行檢查，焊件是否平整，焊接是否密合，檢查各類焊接設(shè)備是否良好，焊接材料是否符合工藝要求。焊劑和焊條在使用前均應(yīng)烘干，焊劑中的贓物和焊絲上的油漆均應(yīng)清除。

（2）施焊采用手工焊。焊條直徑不應(yīng)大于4mm，每焊道的焊角尺寸不應(yīng)大于4mm，前一焊道溫度冷卻至100°以后，方可施焊下一道。

（3）所有焊縫均采用45°破口焊縫。

（4）鋼板防腐

先將裸露在外面的鋼板表面除銹，再用丙酮或酒精除去油污，然后在鋼板表面涂刷底漆一遍，面漆一遍。

4 加固后靜、動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

（1）在靜力試驗(yàn)荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的最大豎向位移未超過《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）的限制規(guī)定，各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值和理論值變化規(guī)律一致，且實(shí)測(cè)值小于理論計(jì)算值；

（2）在靜力試驗(yàn)荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)控制截面上各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力測(cè)試值無異常情況，最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力沒有超過相關(guān)規(guī)范的規(guī)定值；

（3）動(dòng)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)中橋梁的沖擊系數(shù)、自振頻率等各項(xiàng)測(cè)試值均在相關(guān)規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，阻尼比、最大動(dòng)位移也在正常值范圍之內(nèi)。

5 結(jié)語

通過對(duì)湟水河橋的加固，提高了結(jié)構(gòu)物的承載力和剛度，改善了原結(jié)構(gòu)物的鋼筋及混凝土的受力狀態(tài)，能夠限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，保證了上部構(gòu)造主要承重構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和耐久性，改善了橋面的行車舒適性，后期運(yùn)營(yíng)狀態(tài)良好。

[1]張濤，李紀(jì)元，邱煥萊.粘貼鋼板在橋梁加固中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2007（06）.

U445.72

A

1004-7344（2016）17-0135-02

2016-5-26

任富強(qiáng)（1982-），男，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，主要從事公路養(yǎng)護(hù)工作。