石(混凝土砌塊)拱橋拱圈砌筑方法

杜永新

(河北省遷安市交通運(yùn)輸局質(zhì)量監(jiān)督站)

1 石(混凝土砌塊)拱橋拱圈砌筑

1.1 砌筑材料

(1)拱圈可按設(shè)計(jì)要求采用粗料石、塊石、片石或混凝土預(yù)制砌塊等。如有鑲面要求時(shí)，應(yīng)按規(guī)定加工鑲面石。一般可在砌筑時(shí)，選擇較規(guī)則和平整的同類石料稍經(jīng)加工后作為鑲面石。對(duì)石拱橋砌筑材料，石質(zhì)應(yīng)均勻、不易風(fēng)化、無裂紋，石料強(qiáng)度、試件規(guī)格及換算應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。各種砌塊和鑲面石的強(qiáng)度要求詳見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041－2000)的有關(guān)規(guī)定。

(2)拱圈砌縫可用砂漿或小石子混凝土砌筑、填塞。

砌筑拱圈用的砂漿，一般宜為水泥砂漿，小橋涵拱圈可使用水泥石灰砂漿。砂漿中所用的水泥、砂、水等材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)宜符合混凝土工程相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合規(guī)定，生石灰應(yīng)成分純正、煅燒均勻透徹，一般宜熟化成消石灰粉或石灰膏使用，也可磨成細(xì)生石灰粉使用。

小石子混凝土的配合比設(shè)計(jì)、材料規(guī)格和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。小石子混凝土拌合物應(yīng)具有良好的和易性和保水性。為改善小石子混凝土拌和物的和易性和保水性并節(jié)約水泥，可通過試驗(yàn)在拌和物中摻人一定數(shù)量的減水劑或粉煤灰等混合材料。

1.2 拱圈合攏

(1)安砌拱頂石合攏。在各拱段砌筑完成后，安砌拱頂石完成拱圈合攏。分段較多的拱圈以及分環(huán)砌筑的拱圈為使拱架受力對(duì)稱、均勻，可在拱圈兩半跨的1/4 或在幾處同時(shí)完成拱圈合攏。

(2)剎尖封拱。對(duì)于小跨徑拱圈，為提高拱圈應(yīng)力和有利于拱架的卸落，可采用剎尖封頂完成拱圈合攏。此法是:在砌筑拱頂頂石前，先在拱頂缺口中打人若干組木楔，使拱圈擠緊、拱起，然后嵌入拱頂石合攏。剎尖木楔須用硬木制作，每組木楔由三塊硬木組成，兩側(cè)木塊寬約10 cm，中間木塊寬15 ～30 cm。組與組之間的距離視拱頂石長度而定。槌擊木楔可用木錘或木夯。槌擊時(shí)，應(yīng)先輕后重，而且夯力應(yīng)均勻，槌至拱圈脫離拱架、不再有顯著拱起為止。木楔槌擊完成后立即在木楔組與組之間空檔中嵌入拱頂石，并用鐵片和稠砂漿擠緊、塞嚴(yán)。第一批拱頂石嵌入后即可移出木楔，在其空檔內(nèi)嵌入第二批拱頂石，完成拱圈合攏。

剎尖封頂應(yīng)在拱圈砌縫砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后方可進(jìn)行。

(3)預(yù)施壓力封頂。用千斤頂施加壓力來調(diào)整拱圈應(yīng)力，然后進(jìn)行拱圈合攏，此法應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定程序，如設(shè)計(jì)文件中無此要求時(shí)，不得采用預(yù)施壓力封頂來完成拱圈合攏。

1.3 砌體養(yǎng)護(hù)

拱圈砌筑完成后應(yīng)立即用草簾或麻袋覆蓋，并于4 h 后(砂漿初凝后)經(jīng)常灑水，使砌體保持濕潤。養(yǎng)護(hù)時(shí)每天灑水的次數(shù)以及養(yǎng)護(hù)天數(shù)，應(yīng)視水泥品種和氣溫情況而定，一般為7 ～14 d。

2 拱橋拱圈砌筑方法

2.1 連續(xù)砌筑法

跨徑16 m 以下的拱圈，當(dāng)用滿布式拱架砌筑時(shí)，可按拱圈的全寬和全厚，由兩拱腳同時(shí)按順序?qū)ΨQ均衡地向拱頂砌筑，最后砌拱頂石合攏?？鐝?0 m 以下的拱圈，當(dāng)采用拱式拱架時(shí)，應(yīng)在砌筑拱腳的同時(shí)，預(yù)壓拱頂及拱跨1/4 部位。

2.2 分段對(duì)稱砌筑法

采用滿布式拱架砌筑跨徑在16 ～25 m 的拱圈和采用拱式拱架砌筑跨徑在10 ～25 m 的拱圈，可采用每半跨分成三段的分段對(duì)稱砌筑方法。分段位置一般在拱頂、跨徑1/4點(diǎn)、拱腳及拱架節(jié)點(diǎn)等處，每段長度不宜超過6 m。砌筑順序先對(duì)稱地砌I 段和Ⅱ段，后砌Ⅲ段，或各段同時(shí)向拱頂方向?qū)ΨQ地砌筑，最后砌筑拱石合攏。

跨徑大于25 m 的拱圈，應(yīng)按跨徑大小及拱架類型等情況，在兩半跨各分成若干段，均勻?qū)ΨQ地砌筑。每段長度一般不超過8 m。具體分段方法應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定，無設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)應(yīng)通過驗(yàn)算確定。

拱圈分段砌筑時(shí)，各段間應(yīng)預(yù)留空縫，以防止拱圈因拱架變形而開裂?？湛p數(shù)量視分段長度而定，一般在拱腳、拱跨1/4 點(diǎn)、拱頂及滿布式拱架的節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置空縫。

2.3 分環(huán)分段砌筑

跨徑較大的石拱橋(或混凝土砌塊拱橋)，當(dāng)拱圈厚度較大時(shí)或由三層以上拱石組成時(shí)，可將全部拱圈分成幾環(huán)砌筑，每一環(huán)可分成若干段對(duì)稱、均衡地砌筑，砌一環(huán)合攏一環(huán)。當(dāng)下環(huán)砌筑完成并養(yǎng)護(hù)數(shù)日后，砌縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，再砌筑上一環(huán)。按此方法砌筑時(shí)，下環(huán)可與拱架共同承受上環(huán)的重力，因而可減小拱架荷載，節(jié)省拱架用料。其所能減小拱架荷載的數(shù)值，依所分環(huán)數(shù)、上下環(huán)厚度及砂漿硬化程度等情況而定。

分環(huán)砌筑時(shí)各環(huán)的分段方法、砌筑順序及空縫的設(shè)置等，與一次砌筑完成時(shí)相同，但上下環(huán)間應(yīng)以犬牙狀相接。

2.4 分階段砌筑法

砌筑拱圈時(shí)，為爭取時(shí)間和使拱架荷載均勻?qū)ΨQ、拱架變形正常，有時(shí)在砌筑完一段或一環(huán)拱圈后的養(yǎng)護(hù)期間，砌筑工作并不間歇，而是根據(jù)拱架荷載平衡的需要，緊接著將下一拱段或下一環(huán)層砌筑一部分。此種前后拱段和上下環(huán)層分階段交叉進(jìn)行的砌筑方法，稱為分階段砌筑法。

不分環(huán)砌筑拱圈的分階段方法，通常先砌拱腳幾排，然后同時(shí)砌筑拱頂、拱腳及跨徑1/4 點(diǎn)處等拱段。上述三個(gè)拱段砌到一定程度后，再均勻地砌筑其余拱段。

分環(huán)砌筑的拱圈，可先將拱腳各環(huán)砌筑幾排，然后分段分環(huán)砌筑其余環(huán)層。在砌完一環(huán)后，在其養(yǎng)護(hù)期間，砌筑次一環(huán)拱腳段，然后砌筑其余環(huán)段。

較大跨徑拱圈的分階段砌筑順序一般在設(shè)計(jì)文件中均有規(guī)定，應(yīng)按設(shè)計(jì)文件的規(guī)定進(jìn)行施工。