某大跨徑鋼筋混凝土拱橋的加固實例

鄒 玉 生

(山西省吉縣公路管理段，山西 吉縣 042200)

壺口大橋位于國道309線K1293+512處吉縣境內，該橋設計荷載汽車—20級,為1-90 m鋼筋混凝土拱橋，橋梁全長142 m，全寬8.5 m，設計荷載汽—20，掛—100，承載能力相對較低。經過10余年的運營，橋梁部分主體結構及附屬設施出現了不同程度的病害。采用主拱圈全斷面加鋪10 cm厚鋼筋混凝土套箍加固，對銹蝕的鋼板進行防腐處理，對有脫落跡象的鋼板進行補焊；對拱圈所有滲水部位進行處理，對裂縫灌漿封閉，對腹拱板連接縫的混凝土剝落部位進行灌封閉膠，并在伸縮縫端增設牛腿；拆除更換損壞、缺失的護欄，修補護欄缺失的部分構件，對護欄基礎露筋、混凝土剝落進行修補等措施對該橋進行加固改造處理。加固處理措施分為以下幾種。

1 主拱圈加固

1)鑿除拱箱拱底連接處的泛堿混凝土，深度0.5 cm～1 cm，至新鮮混凝土面露出，用環氧砂漿補平。對于滲水的部位采用鉆孔插入直徑15 mm，長度為80 mm的PVC管，外露20 mm，PVC管插入箱體部分鉆以小孔，以利于透水。2)對裂縫及混凝土剝落部位灌封閉膠。3)對鋼板銹蝕部分進行防腐處理，并對部分有脫落跡象的鋼板進行補焊。4)在主拱兩側近端部的4孔腹拱內的主拱圈頂面，采用全斷面加鋪10 cm厚C40鋼筋混凝土套箍加固。鉆孔植筋后，采用綁扎鋼筋網，其橫向間距為150 mm的Φ10鋼筋，順橋向間距為150 mm的Φ12鋼筋以增強主拱圈整體性，改善受力條件。5)混凝土澆筑用商混，采用泵送澆筑。施工前，先把主拱圈頂部打毛處理，將舊混凝土面濕潤，然后植筋，綁扎鋼筋網，支側模，澆筑時采用從下往上澆筑，人工分層振搗，待初凝后灑水覆蓋塑料薄膜養護，養護不小于7 d。

2 腹拱圈及橫墻加固

對腹拱圈所有滲水部位進行處理；對裂縫采用結構膠封閉;對腹拱板連接縫的混凝土剝落部位進行灌漿勾縫，并在伸縮縫端增設牛腿，防止腹拱板落梁。

根據裂縫寬度分別進行抹縫、灌縫處理。橫墻基礎有偏位的，植筋后現澆15 cm厚C35混凝土，處理高度150 cm。

2.1 裂縫封閉

1)裂縫檢查。修補前對裂縫進行詳細檢查記錄。

2)開V型槽。用工具沿裂縫開深8 mm～15 mm、寬5 mm～10 mm的V型槽。用高壓空氣將槽內的浮塵清除。

3)接觸面處理。用丙酮等清洗劑沿縫長洗刷V型槽，由于丙酮具有高度易燃性,必須嚴格按照規范規定使用。清洗完畢后，對接觸面進一步進行處理。

4)封縫。將配置好的砂漿，用力均勻填滿V型槽。填塞一定要飽滿。

5)表面處理。待砂漿徹底固化后，對裂縫表面進行清潔、去毛刺，并用角磨機對裂縫表面進行打磨，使其平整。

2.2 裂縫灌注

1)準備工作。a.在灌注前，要對需要修補部位的裂縫進行詳細的檢查，并做好記錄，對裂縫病害進行分析，大致掌握所用材料量及裂縫現狀。b.在裂縫兩側30 mm～50 mm之內進行工作面處理，用工具沿縫鑿成深2 mm～4 mm，寬4 mm～10 mm的V型槽，并鑿毛裂縫內混凝土的表面。鑿除完畢后，如有外露鋼筋，則需要對它進行除銹處理。c.隨后除掉V型槽及裂縫周圍及表面的松散雜物，用高壓空氣清除槽內浮塵。d.將槽周圍用清洗劑進行清洗，最后擦拭并晾干。2)封縫。同時封閉壓漿區域內的裂縫，防止相互貫通導致的跑氣跑膠。用毛刷涂刷一層環氧樹脂漿液，涂刷要平整均勻，防止出現氣孔和波紋，再用封縫膠封閉。

3 植筋

1)按圖紙要求，測量放線定出植筋位置，做好標記。

2)用鋼筋探測儀探測橋梁構件，確定植筋部位的鋼筋位置；若需植筋位置存在鋼筋，應適當調整鉆孔位置。

3)根據植筋鋼筋的直徑和深度選擇合適的鉆頭進行鉆孔。鉆孔直徑應大于植入鋼筋的直徑5 mm，成孔的深度應大于設計深度8 mm。

4)成孔后，首先把橋梁構件表面的粉塵除掉，然后用電動毛刷把孔壁上的浮塵刷掉，最后再用高壓空氣通入孔底，將孔內浮塵徹底清除。

5)孔內及孔壁不允許殘留水和油等液體。在進行植筋前，要對孔內及孔壁進行干燥處理，處理完畢后，才能進行植筋。

6)清孔：用蘸丙酮等清洗劑的棉刷反復刷洗孔壁，直到孔壁的浮塵完全粘到棉刷上。當棉刷刷臟后應換新棉刷，不允許用臟棉刷反復清洗，以保證孔壁完全清潔。用清孔膠清孔。待孔內丙酮完全揮發后，使用在現場按照比例配制的清孔膠清孔。先給孔內注入適量膠體，然后用鋼筋充分攪拌，直到把孔壁上的浮塵全部粘在膠體上，此時清孔完成。

7)鋼筋加工：下料前，先去除鋼筋上的鐵銹，油漬等雜物，然后按照設計尺寸下料。加工嚴格按配料表進行，配料表須注明需加工鋼筋的型號、形狀、尺寸及使用部位和數量。

8)植入：當所有準備工作都完成后，此時可以進行植入鋼筋工序。先給孔內注入達孔深2/3量的植筋膠，然后慢慢、勻速轉動植入鋼筋。植入的鋼筋必須植到底。當鋼筋完全植入并穩定后，將遺留在洞外多余的植筋膠及時刮掉。

9)廢孔及缺陷處理：施工中如果出現廢孔或結構構件缺損，插入鋼筋，并采用高于構件混凝土一個強度等級的水泥砂漿填密實。

4 在伸縮縫端增設牛腿

在腹拱圈內搭設牛腿施工腳手架，支架高度以方便施工為宜，施工人員進入支架在伸縮縫端牛腿尺寸范圍內鑿毛、植筋、綁扎鋼筋，支模、澆筑混凝土，澆筑完成后及時進行養護。

5 采用高性能復合砂漿對主拱圈破損、麻面等缺陷進行處理

1)清理。對主拱圈出現的蜂窩麻面、松散、剝落等缺陷的部位以及鋼筋外露區域，人工鑿除同時采用氣動工具將松散、破損的混凝土清除干凈，直至露出堅硬的表面，保證需要處理部位無油污、灰塵等雜物；

2)對于深度不小于10 cm或面積不小于100 cm2的缺損部位，在其表面鑿成鋸齒狀，要鑿至能夠看見混凝土粗骨料的堅實層；清理時，不要損傷梁體原有鋼筋；

3)高性能復合砂漿材料要求：是一種新型無機材料，具有強度高、收縮小，與混凝土黏結性能好等優點，根據試驗確定材料的配合比；

4)在清理完成以及鋼筋除銹處理完畢后，采用高性能復合砂漿對缺損部位進行修補，要求修補后的結構表面平整密實，不松散；

5)修補完畢后，應及時做好養護工作，確保高性能復合砂漿表面平整、光潔、無裂縫。

6 結語

通過對大跨徑鋼筋混凝土箱型拱橋加固施工的難點和重點進行分析,提出了對主拱圈套箍加固、混凝土剝落及裂縫處理的技術方案及施工過程,為同類橋梁的加固施工提供了借鑒。通過如上加固措施處理,該橋承載力明顯增強,經過橋梁專項檢測,達到了一類橋的標準，實現了經濟效益和社會效益雙贏的效果。

[1] 周建廷.鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈加固拱橋研究[J].公路雜志，2002(1):96-98.

[2] 潘寶林,廖 軍,王潤建.某大跨徑鋼筋混凝土箱形拱橋的加固技術研究[J].公路交通科技(應用技術版)，2012(11):43-47.