雙曲拱橋維修改造施工技術探析

崔小輝

(中石化河南石油勘探局勘察設計研究院土建室，河南 南陽 473132)

雙曲拱橋在20世紀60年代我國橋梁建設中得到了廣泛應用，目前仍在運營的雙曲拱橋經檢測已經出現(xiàn)了很多病害和承載能力不足等問題［1］。因此，雙曲拱橋的維修改造便成為一個突出的亟待研究解決的課題。本文通過對三江口雙曲拱橋病害原因進行分析，提出了維修改造措施。

1 工程概況

三江口大橋位于金城江東江鎮(zhèn)內Y017線K8+865處，跨越龍江河，建成于1970年12月。橋梁全長161.00 m，橋寬9.32 m。上構為1×10.70 m(無鋼筋混凝土雙曲拱)+2×50.12 m(鋼筋混凝土雙曲拱)，1號跨凈矢跨比為1/3，2號跨和3號跨比均為1/7;下構為漿砌片石重力式U形橋臺、明挖擴大基礎，混凝土重力式橋墩。橋面鋪裝為水泥混凝土加鋪一層瀝青表面處治。欄桿為鋼筋混凝土欄桿。原設計荷載等級為汽車—13級，拖—60。

2 橋梁檢測結果

經過檢測單位現(xiàn)場實地調查、檢測，三江口大橋病害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。1)主拱圈拱肋底面混凝土剝落、鋼筋銹蝕與滲水泛堿;1號跨主拱圈拱肋與拱波結合處發(fā)現(xiàn)2道縱向裂縫;3號跨主拱圈懸半波底面發(fā)現(xiàn)有1道縱向裂縫。2)腹拱圈底面拱波、拱肋與拱波結合處縱向裂縫及拱波間砌縫脫落。3)腹孔圈縱向裂縫、橫縫、斜向裂縫及砌脫落。4)橫墻帽梁豎向裂縫、滲水泛堿及水跡污染等。5)橫墻豎向裂縫、橫向裂縫、滲水。6)橫隔梁混凝土蜂窩、剝落、露筋且銹蝕。7)拱上側墻斜向裂縫。8)橋墩帽梁、橋墩豎向裂縫。9)橋臺豎向裂縫。10)橋面鋪裝層斜向裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、表面層脫落、坑槽。11)橋面人行道鋪裝橫向裂縫，錐坡滋生雜草、灌木。12)橋面鋪裝、人行道鋪裝破損。13)護欄缺失、混凝土剝落、露筋且銹蝕。14)橋梁抗震能力較差，在地震中較易發(fā)生破壞。

3 維修改造加固措施

3.1 加固設計標準［2］

原設計荷載等級為:汽車—13級，拖車—60，與現(xiàn)行的設計荷載等級相差較大。對大橋進行提載加固，荷載等級提高至公路Ⅱ級。

3.2 主拱圈加固提載

主拱圈是雙曲拱橋的重要受力構件，當其強度和剛度不足時，往往會引起橋梁的承載能力下降，同時也會引起其他構件的損壞，因此加固主拱圈，以提高大橋的承載力。

1)化學灌漿法修補主拱圈拱肋、拱波等構件寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉，并對破損處進行鋼筋除銹后采用環(huán)氧砂漿進行修復;2)在1跨～3跨主拱圈底面現(xiàn)澆整體拱板進行加固，改雙曲拱為箱形拱;3)第2，3跨在靠拱腳處(第一個腹孔范圍內)的拱背現(xiàn)澆一層鋼筋混凝土(10 cm)加固，提高主拱圈拱腳截面的抗負彎矩能力;4)第2，3跨在靠拱腳處主拱肋間增設橫隔板，加強主拱肋間橫向聯(lián)系，見圖1。

圖1 主拱圈套拱分段施工示意圖

3.3 腹拱墩及腹拱圈加固提載

1)化學灌漿法修補腹拱圈及腹拱墩帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉，并對破損處用環(huán)氧砂漿進行修復;2)對腹拱圈下緣增設鋼筋混凝土套拱，以增強腹拱圈整體剛度、提高承載能力;3)對腹孔墩外包鋼筋混凝土進行加固。

3.4 側墻加固

1)拆除原欄桿，拆除部分拱上側墻，并采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土加高側墻;2)修復原側墻裂縫。

3.5 橋梁墩、臺加固

1)化學灌漿法修補墩帽、墩身、臺帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉;2)對主橋橋臺裂縫進行灌縫并進行重新勾縫處理。

3.6 橋面系處理

1)鑿除原橋面鋪裝，重做整體式C40防水鋼筋混凝土橋面板;2)采用輕質混凝土換填拱腔填料;3)在整體式橋面板下現(xiàn)澆10 cm～16.4 cm厚C15貧混凝土墊層;4)拆除原人行道并重建人行道系;5)橋面設置泄水孔，泄水管采用直徑15 cm的PVC管;6)與引道路面連接處按混凝土路面脹縫構造要求處理;7)其他。

采用混凝土路面接順兩岸橋頭引道。

3.7 拱肋、橫系梁自密實混凝土澆筑施工要點

1)利用自密實混凝土較大的流動性，抗離析性、抗泌水性強的特點，僅需少量振搗，可填充滿鋼筋密集、狹小空間。2)拱肋、橫系梁采取每孔對稱分段同時灌注，由拱腳向跨中澆筑，中間段合龍溫度不超過20℃，劃分段長度為50 cm(按圖1所示的從第1段～第n段的順序，并最終在拱頂處合龍的澆筑方式)，如灌注有困難，可考慮采用導管法灌注。

4 結語

目前，雙曲拱橋維修改造已發(fā)展出許多施工工藝，需根據加固維修的要求、病害種類、病害產生的原因及嚴重程度選擇維修改造措施。三江口雙曲拱橋主要以提高結構承載力和結構整體剛度為目的，采用主拱肋改雙曲拱為箱形拱，腹拱套拱加固，結構加厚補強，拱上填料換填卸載減輕自重等其他病害的加固維修措施。經驗算和實際加固后荷載試驗檢測，提高了原橋承載力，滿足公路—Ⅱ級荷載要求，達到了預期目的。

［1］劉靜波，馮 強.混凝土雙曲拱橋病害與加固研究［J］.交通標準化，2010(17):111-113.

［2］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術規(guī)范［S］.