淺談舊橋加固水下工程施工措施

王良宗

（安徽省巢湖市路橋工程有限公司，安徽巢湖238000）

淺談舊橋加固水下工程施工措施

王良宗

（安徽省巢湖市路橋工程有限公司，安徽巢湖238000）

由于20世紀(jì)六七十年代修建的一些舊橋設(shè)計不規(guī)范、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，隨著交通流量的增加，負(fù)載超重，漸成危橋。為了提升這些舊橋的服務(wù)能力，必須進(jìn)行加固處理，而水下工程的施工往往是加固處理成敗的關(guān)鍵。結(jié)合安徽廬江縣白山橋加固過程水下施工的實(shí)例，介紹了水下施工的方法、步驟及特殊情況的應(yīng)對措施。

舊橋加固；水下施工；措施

0　引言

截至2009年末，安徽省公路橋梁總計30 883座，危橋數(shù)量7 460座，占總數(shù)近1/4。縣鄉(xiāng)道危橋3 438座，農(nóng)村公路危橋3 926座，占危橋總數(shù)98%。危橋形成的主要原因：設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低、通行能力差、運(yùn)營時間長、缺乏養(yǎng)護(hù)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，車流量、載重量都極劇增加，導(dǎo)致部分橋梁不堪重負(fù)，成為危橋。鑒于安徽省當(dāng)前現(xiàn)狀，將這些舊橋全部拆除重建，既不可能，也無必要，而對這些舊橋加固改造，下部結(jié)構(gòu)的水下施工是一個無法回避的技術(shù)問題。本文結(jié)合白山橋水下施工的工程實(shí)踐，期望重視舊橋的現(xiàn)狀調(diào)查，在充分收集原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上有針對性地提出解決水下工程施工的措施。

1　工程概述

白山橋位于廬江縣X062縣道上，全長272m，由2孔70.75m主橋與三向引橋組成，建成與1978年（見圖1）。因常年超負(fù)荷承載，該橋已于2009年被鑒定為危橋，但該橋是當(dāng)?shù)厥?、白山通往古?zhèn)三河、合肥及合界高速的重要通道，為保障當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)、生活需要，于2010年6月開始，對該橋進(jìn)行加固維修，重點(diǎn)是加固維修同大向引橋。該引橋?yàn)閱慰?4m石拱橋，矢跨比1/2，橋面寬凈7.0m+2×1.3m，采用漿砌塊石圓環(huán)形拱圈，為工程實(shí)踐中及其少見的異性石拱橋，可以形象地理解為一孔徑14m的圬工砌體圓管涵。加固方案是：圓管涵內(nèi)增加5道寬1.0m、厚0.5m的圓環(huán)形鋼筋混凝土內(nèi)襯拱肋；在拱肋與原拱圈之間通過高壓注漿，使二者緊密聯(lián)系，共同受力；在拱圈中部增加鋼筋混凝土聯(lián)系梁（見圖2）。通過這些措施改善原拱圈的受力條件，提高承載能力，保證橋梁安全。工程難點(diǎn)是有近1/2拱圈淹沒于水下，水深6.5m左右；原拱橋技術(shù)資料大部丟失；水下地形、構(gòu)造物情況復(fù)雜。水下工程施工措施的合理運(yùn)用決定著整個加固工程的成敗。

圖1　加固前白山橋

圖2　加固后白山橋同大引橋

2　水下工程施工措施的綜合運(yùn)用

（1）充分收集舊橋原始資料，細(xì)致調(diào)查水下地形及構(gòu)造物情況。

該橋建于1978年，由當(dāng)時的廬江縣革委會組織民工建勤，采用以工代賑的方式完成，圖紙資料基本沒有保留下來。經(jīng)過多方努力，在縣檔案館找到了當(dāng)時手工繪制的草圖，大致了解了拱橋的構(gòu)造及幾何尺寸。通過當(dāng)?shù)禺?dāng)年參加會戰(zhàn)的老人回憶：當(dāng)年利用旱季開挖基坑，淤泥太深，無法清到底，在設(shè)計標(biāo)高用漿砌塊石做成“筏板”基礎(chǔ)，然后在“筏板”采用“土牛拱胎”砌筑拱圈。

通過現(xiàn)場調(diào)查及當(dāng)?shù)刈咴L，該拱橋底淤泥沉積約2m，維修施工時水深約4.5m。

拱橋上下游及拱內(nèi)有較多生活垃圾，施工時會有有害氣體產(chǎn)生。

這些資料的收集，為施工過程中方案的制定及安全生產(chǎn)提供了依據(jù)，也起到了比較好的效果。

（2）設(shè)計單壁鋼圍堰骨架及支撐體系，保證鋼圍堰能夠承受水壓力及自身穩(wěn)定。

通過驗(yàn)算，確定兩側(cè)鋼圍堰各由6根15m長36號工字鋼作為橫梁，承受水壓；6根7m長27號槽鋼作為縱向聯(lián)系梁按等分焊接在橫梁上，組成網(wǎng)格，形成圍堰骨架體系；10mm鋼板焊接在橫梁外形成單壁鋼圍堰（見圖3）。

鋼圍堰兩端各1m用編織袋裝黏土固定在鋼圍堰上，圍堰內(nèi)抽水后水壓使圍堰緊貼在拱圈上，黏土成為非常好的阻水材料（見圖3）。

圖3　鋼圍堰骨架、兩端固定的黏土

圍堰底部縱向聯(lián)系梁位置各增加1m 27號槽鋼焊接在鋼板上，增加鋼板剛度；槽鋼做成尖頭，利于鋼圍堰下沉（見圖3）。

在橫梁與聯(lián)系梁節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置兩側(cè)鋼圍堰的支撐梁，采用27號槽鋼，隨著水位下降，逐點(diǎn)增加，形成鋼圍堰的支撐體系（見圖4）。

圖4　鋼圍堰支撐體系

鋼圍堰采用兩臺25 t吊車吊裝，人工牽引配合；在下沉過程中采用高壓水槍沖擊，人工清移雜物，上部壓載就位（見圖5）。

圖5　圍堰吊裝

（3）封堵圍堰與舊橋拱圈連接處，防止圍堰底部漏水。

隨著圍堰內(nèi)水位降低，圍堰與舊橋連接處開始漏水。找準(zhǔn)漏點(diǎn)后采用棉被堵漏，再在外圍拋填土袋堵水。

圍堰下沉到位后，在鋼圍堰外側(cè)碼放黏土編織袋堵水，為了加強(qiáng)防水效果，在編織袋與鋼圍堰之間增加防雨布（見圖6）。

圖6　圍堰外土袋堵水

（4）平衡水壓，清理淤泥，封堵舊橋拱圈圬工砌體漏水。

針對近2m厚的淤泥，采用高壓水槍沖擊，污水泵抽排；抽水過程中有大量涌水現(xiàn)象，經(jīng)分析為拱圈圬工砌體漏水，為防止水流過大沖壞拱圈，采用邊抽污水，邊注清水，保持合理水頭至淤泥排凈（見圖7）。

圖7　清淤泥、工作平臺

淤泥排凈后，注入清水，采用導(dǎo)管按水下混凝土澆筑方法，在拱圈上澆筑了30cm混凝土封閉層（見圖8）。14 d后，排除圍堰內(nèi)積水，進(jìn)行水下工程作業(yè)。

（5）搭建水上施工平臺，采用防有害氣體措施，保證施工安全。

在水上作業(yè)期間，圍堰外采用渡船作業(yè)；圍堰內(nèi)用鋼管支架、竹膠板搭建水上作業(yè)平臺，保證了施工安全（見圖7）。

清除淤泥過程中，有大量有害氣體溢出，要求工人佩戴防毒面具，保證了施工安全。

3　結(jié)語

該加固工程歷經(jīng)3個月完工。經(jīng)動、靜載試驗(yàn)檢測，承載能力比原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有顯著提高。經(jīng)4年多的使用檢驗(yàn)，該橋拱圈裂縫沒有繼續(xù)擴(kuò)大，橋面沒有變形，加固效果良好。水下工程施工措施的綜合運(yùn)用，較好地解決了施工難題，工程進(jìn)展順利、安全。類似工程應(yīng)強(qiáng)化前期調(diào)研，面對實(shí)際情況充分利用現(xiàn)有技術(shù)，細(xì)節(jié)問題要特別重視。期望同行在水下施工過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，相互借鑒，努力為舊橋改造取得良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)力量。

U445.7+2

B

1009-7716（2015）01-0119-02

2014-09-30

王良宗（1972-），男，安徽巢湖人，高級工程師，從事路橋工程施工工作。