增大截面法在石拱橋加固工程中的應(yīng)用

耿汶肼

重慶科技學(xué)院 重慶 401331

正文：

1.橋梁概況

該石拱橋全長65.00m橋梁與河道橋梁與河道水流中心線正交，平面上處于直線段上。

主拱圈凈跨徑7.94m，凈失高1.47m，跨徑布置為6×7.94m，主拱圈厚0.50m。腹拱圈凈跨徑1.25m，凈失高0.35m，腹拱圈厚0.37m。下部結(jié)構(gòu)為重力式圬工橋臺(tái)、橋墩為圬工砌體，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘橋臺(tái)及橋墩基礎(chǔ)均應(yīng)為擴(kuò)大基礎(chǔ)；橋面采用水泥路面，護(hù)欄采用條石護(hù)欄，高0.66m，寬0.3m；勘察期間水位615.97m，正常蓄水位617.50m。

2.橋梁病害

該橋主要病害如下：

（1）無人行道，橋面欄桿不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，橋面鋪裝局部破損，橋臺(tái)處有雜草滋生。

（2）主拱圈局部空洞；主拱圈砌縫開裂。

（3）橋臺(tái)側(cè)墻與路基結(jié)合部分部分垮塌；橋墩部分砌縫開裂。

3 處治措施

由于處治按公路-Ⅱ級(jí)，兩側(cè)各增加1m人行道，人群3.0kN/m2荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此主拱圈承載力無法滿足該荷載要求。主要處治措施如下：

①主拱圈采用增大截面法進(jìn)行加固，加固層厚度25cm。

②拆除部分帽石新增人行道挑梁并設(shè)置人行道。

③破除現(xiàn)有橋面鋪裝，設(shè)置30cm厚車行道板并鋪設(shè)瀝青。

④封閉目前發(fā)現(xiàn)的空洞裂縫。

⑤修復(fù)橋臺(tái)處發(fā)現(xiàn)的局部垮塌處。

4 拱圈增大截面法施工工藝

1、搭設(shè)施工平臺(tái)

由于水位較高，不適宜搭設(shè)滿堂支架施工，所以在進(jìn)行拱圈加固時(shí)先利用型鋼搭設(shè)施工平臺(tái)。

在每墩安裝五個(gè)牛腿以便于架設(shè)型鋼，每跨兩墩之間布設(shè)2根橫橋向30a型鋼、7根順橋向40a型鋼。將2根30a型鋼按橫橋向方向置于牛腿上，用壓板及螺栓進(jìn)行固定。將7根40a型鋼同樣通過壓板及螺栓固定于30a型鋼之上。

施工流程：安裝牛腿→搭設(shè)型鋼→搭設(shè)施工通道→搭設(shè)支架→支架預(yù)壓

安裝牛腿之前對(duì)橋墩與牛腿貼合處進(jìn)行表面處理，將界面打磨平整光滑；在牛腿底座涂抹粘鋼膠，使其與橋墩表面充分接觸，再進(jìn)行錨固。

由于后期現(xiàn)澆混凝土的重量會(huì)施加到施工平臺(tái)上，故平臺(tái)搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓：采用預(yù)壓水袋進(jìn)行預(yù)壓加載，預(yù)壓荷載為平臺(tái)承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載、模板重量及腳手架重量之和的1.2倍，以消除支架的非彈性變形，按預(yù)壓?jiǎn)卧M(jìn)行3級(jí)加載，預(yù)壓加載值按60%、80%、100%。當(dāng)縱向加載時(shí)，宜從砼結(jié)構(gòu)跨中開始向支點(diǎn)處進(jìn)行對(duì)稱布置；當(dāng)橫向加載時(shí)，應(yīng)從砼結(jié)構(gòu)中心向兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱布置。每級(jí)加載完成后，停止下級(jí)加載，間隔1h對(duì)支架沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)支架監(jiān)測(cè)點(diǎn)1h沉降量平均值小于2mm時(shí)，可進(jìn)行下一級(jí)加載。全部加載完成后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初2h的沉降量平均值小于5mm時(shí)，進(jìn)行支架荷載預(yù)壓一次性卸載；完善支架預(yù)壓報(bào)告。

在施工平臺(tái)預(yù)壓結(jié)束后，可在其上搭設(shè)腳手架進(jìn)行施工。

2、主拱圈增大截面

在原主拱圈拱腹上植筋后鋪設(shè)鋼筋，現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行加固，需采取必要措施保證拱頂混凝土澆筑密實(shí)。在進(jìn)行拱圈新增混凝土之前應(yīng)對(duì)拱圈原有的灰縫和空洞進(jìn)行修補(bǔ)。

（1）施工流程：

原拱圈表面處理→鉆孔、植筋→鋼筋布設(shè)、焊接→立模、澆注混凝土→養(yǎng)生、拆模

（2）操作要點(diǎn)：

1）為保證新舊混凝土之間結(jié)合良好，應(yīng)對(duì)原拱圈砌體表面處理：清除破碎部位砌體；鑿除界面應(yīng)去除疏松的表面層；表面鑿毛；用鋼刷刷去浮塵后用高壓水沖洗干凈；

2）鉆孔、植筋：采用鑿眼機(jī)鑿眼，黏結(jié)錨固筋，埋設(shè)前沖洗掉鉆孔中的石屑浮塵，待干燥后用膠黏劑埋設(shè)牢固。在植筋施工前，要對(duì)所用鋼筋及植筋膠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，以確定鋼筋及植筋膠是否符合設(shè)計(jì)要求，植筋后抽檢率不得小于植筋數(shù)量的3%。

3）錨筋鋼筋抗拔力計(jì)算值為66.3kN。

4）拱圈支模和現(xiàn)澆混凝土：

①新增拱圈鋼筋全部焊接綁扎后支模，模板分三次安裝（分別為拱腳至L/8，L/8至3/8L，3/8；L至拱頂），側(cè)模應(yīng)預(yù)設(shè)混凝土澆注口及振搗口。

②支模時(shí)應(yīng)先定位拱架位置，安放拱架并固定，放置模板，調(diào)整模板標(biāo)高，最后調(diào)整拱架位置。

③澆注時(shí)可通過側(cè)模上的澆注口澆注混凝土并振搗密實(shí)，應(yīng)注意對(duì)稱施工。拱腹合攏段混凝土澆注施工應(yīng)選擇在溫度20℃左右進(jìn)行。

④拱頂處混凝土澆筑應(yīng)于橋面鉆孔間距布置三個(gè)澆筑孔，以利于混凝土的振搗密實(shí)。

⑤由于現(xiàn)澆混凝土較薄，施工空間狹小，務(wù)必采用有效措施確?；炷翝仓|(zhì)量，建議采用內(nèi)插式振搗器及外掛式振搗器同時(shí)振搗混凝土。

5）養(yǎng)生、拆模：在混凝土澆筑完成后7天以上且其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆除模板，應(yīng)不小于28天養(yǎng)護(hù)，拆模后無蜂窩麻面現(xiàn)象。

6）拱頂區(qū)段混凝土澆筑過程中，由于空間較小，操作不便，應(yīng)配制高流動(dòng)性混凝土，同時(shí)混凝土中加入膨脹劑，以利于拱頂區(qū)段混凝土與原主拱圈結(jié)合，澆筑前混凝土應(yīng)先進(jìn)行配合比試驗(yàn)。

7）施工時(shí)縱、橫向?qū)ΨQ進(jìn)行澆筑。

5 結(jié)語

該橋使用增大截面法對(duì)拱圈加固施工完成后，進(jìn)行了荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示加固后該石拱橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度滿足設(shè)計(jì)荷載（公路-Ⅱ級(jí)）等級(jí)的要求。表明該次使用增大截面法對(duì)石拱橋拱圈加固達(dá)到預(yù)定效果。