淺析舊石拱橋病害加固處治設計方案

李世坪

招商局重慶交通科研設計院有限公司 重慶 400067

我國當前交通基礎設施建設還面臨很多舊設施的維護工作，對于存在使用價值的舊交通設施，加以修繕，延長使用壽命，減少基礎設施建設資源投入，確保交通運輸安全穩定。舊石拱橋歷史悠久，但是病害問題嚴重，進行舊橋加固，實行舊橋斷道施工，讓舊石拱橋繼續發揮作用。下文以老沱江大橋的橋梁加固施工為例，探討舊石拱橋修繕技術工藝。

1 工程概況及病害問題

內江沱江大橋位于老成渝公路212 公里處，是內江市首座橫跨沱江的大橋。大橋于1969 年6 月1 日建成通車，全長460 米，橋型為1 孔12 米（圓弧線實腹式）+9 孔44 米（懸鏈線空腹式）石砌拱橋。1994 年4 月動工實施加寬改造并于1995 年1 月24 日開放通車，改造后橋面加寬至15.30 米，荷載等級標準也相應提高，是一座典型的城市和過境干線兩用大橋。

橋梁檢測人員對橋梁外觀進行了檢查，并結合地勘和測量資料和檢測報告的結論，對橋梁外觀和病害狀況作出如下評述：橋面裂縫較多，存在多處混凝土剝落、露筋銹蝕。本橋上部結構主拱圈采用條石砌筑，橋主拱圈砌石表面均有不同程度的風化現象，主拱圈局部有明顯滲水現象。下游側拱腳處有1 處砌石開裂、破損。腹拱圈底面及拱上側墻表面局部有流水、泛堿痕跡；拱上橫墻條石有不同程度的起皮、風化現象；拱上側墻砌體間灰縫局部松散脫落。全橋橋面板底面有多處不同程度的混凝土剝離、露筋銹蝕現象。墩身條石局部有起皮、風化、破損、剝離現象。橋墩帽豎向裂縫共計99條，裂縫處泛堿。橋位處河床有一定的起伏變化，墩周河床出現明顯沖刷現象，局部已形成明顯沖坑；有四個橋墩墩處河床明顯抬高。主拱圈石料強度等級，拱上建筑石料強度等級均不符合當前的橋涵設計文件規范要求。

該橋梁病害成因主要是建設年代較久，在自然氣候環境作用下石料有所風化，部分灰縫脫落；原設計荷載等級偏低，且來往車輛數量較大，且超載現象嚴重；橋面排水不暢，造成拱圈及橋墩等處局部滲水嚴重。

2 橋梁加固方案

2.1 總體設計

通過對老沱江大橋現狀的實地檢測和計算分析，結合本橋的結構特點，提出以下加固設計方案：主拱圈拱腹采用20cm 厚C40鋼筋混凝土增大截面法加固，采用植筋的方式與原拱圈連接，每孔分為多個節段，施工時使用吊架施工的方法逐個節段施工，一聯三孔同時對稱實施。

加固修繕流程：首先清除雜物。修補破損裂縫。清除石料風化層，噴涂防水防腐保護劑再進行修補。部分橋墩位置周圍存在沖坑，拋填鐵絲網加片塊石。拆除部分破損人行道板重新鋪設。搭設支架施工第1 跨引拱拱圈拱腹加固砼。待主拱圈加固砼強度達到齡期要求后，修復破損側墻，更換破損部分挑梁，架設安裝新建預制挑梁。用C15 輕質砼回填拱內掏空填料，施工人行道板、邊立柱縱梁、內立柱縱梁、路緣石和車行道板，鋪設鋼筋砼現澆層、涂刷防水涂層、澆注瀝青砼鋪裝。設置橋面泄水管，安裝欄桿，修補臺尾擋墻、錐坡。

2.2 處理裂縫

施工前對裂縫進行全面的檢查，做好記錄，繪制裂縫分布圖。裂縫表面涂刷封閉的施工方法：用小鏟刀將封縫膠刮抹到裂縫上，抹膠時應防止產生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠。裂縫封閉后應進行壓氣試漏，直至不漏氣為止。對裂縫進行壓力注漿，裂縫灌膠順序：豎縫必須自下而上，平縫可自一端向另一端逐一進行。注漿壓力在0.3MPa 左右即可，當進膠速度小于0.1L/min 時，再繼續灌注5min 后停止注漿。縫隙全部注滿后按材料要求進行養護，待灌縫膠液固化后，拆除注漿嘴及配套材料，并對混凝土表面進行修整。待灌注膠達到強度后，將注入器安裝在注入座上，用適度壓力注膠。注入材料的固化用手直接觸模檢查材料硬化程度，硬化后敲掉注漿嘴。

2.3 石料風化水流侵蝕處理

原結構拱圈、側墻和墩臺石料表面風化的防護處理：清除石料表面風化層，然后清理干凈，干燥后，噴涂或涂刷一層石材防水防腐保護劑。原結構表面的缺陷處理（時效局部脫落、損壞以及水流侵蝕形成凹面等缺陷）：首先鑿除風化層，然后用環氧砂漿進行修補[1]。

2.4 混凝土澆筑加固

設計要求在原墩臺身和原拱圈中植筋,連接筋成梅花形布置,間距40×40cm，鉆孔直徑和深度嚴格按照設計圖紙進行,鉆孔應垂直于結合面,錨固采用A 級植筋膠。在澆筑混凝土之前,必須對不良部位進行修補,修補采用環氧砂漿，保證混凝土和塊石粘結牢固。使用吊架施工的方法從拱腳至拱頂逐個階段分步施工，一聯三孔拱腹加固同時對稱施工。單個加固階段施工工序:搭設吊架，表面鑿毛清理,砌縫填塞，植筋后制作安裝鋼筋網，立模澆筑混凝土。做好混凝土養護，移模，移架。

表面鑿毛清理,砌縫填塞:砌縫處先用鋼刷清理干凈,再用環氧砂漿勾縫。新舊拱圈連接采用砂漿錨筋連接，錨筋采用鉆孔插入；施工工序：鉆孔，灌漿，插入鋼筋。施工時鉆孔應分批進行，一批孔鉆完成后應馬上灌漿、插入鋼筋，完成整個工序后再進行下一批的施工。施工時應進行植筋拉拔試驗，檢測其錨固質量。制作安裝鋼筋網。鋼筋網應固定在錨筋上,鋼筋網與錨筋采用焊接固定以保證澆筑混凝土時,鋼筋網不發生移位[2]。

立模澆筑混凝土工序，主拱加固視橋區現場條件和加固施工單位的施工設備條件選擇合理的措施，可采用搭設吊架施工。混凝土澆注順序為：澆注主拱拱腹加固層混凝土，待拱圈加固層混凝土達到設計強度后再澆注側墻拆除段混凝土并在側墻底部增設滲水孔，最后再進行橋面鋪裝和護欄的修補工作。拱圈加固砼應采用自密實砼，同時添加膨脹劑，膨脹率控制在0.03-0.04%，同時要求混凝土的不間斷養護時間不小于15 天。要求在同一加固區的砼，必須對稱進行，且應在初凝前澆注完成[3]。

3 結語

對于舊石拱橋的管理修繕，應加強日常管養，通過平時的巡視、監測，及時發現隱患，及時排除。嚴禁超載超限：確保結構的使用安全及使用壽命。施工前先探測是否影響周邊的管線光纜，如有沖突及時與相關部門進行溝通。做好舊石拱橋病害處理和加固處治，確保交通運輸使用，讓基礎設施物盡其用。