淺析舊石拱橋病害加固處治設(shè)計方案

李世坪

招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司 重慶 400067

我國當前交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還面臨很多舊設(shè)施的維護工作，對于存在使用價值的舊交通設(shè)施，加以修繕，延長使用壽命，減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資源投入，確保交通運輸安全穩(wěn)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(xù)發(fā)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(shù)工藝。

1 工程概況及病害問題

內(nèi)江沱江大橋位于老成渝公路212 公里處，是內(nèi)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(yīng)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(jié)合地勘和測量資料和檢測報告的結(jié)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(jié)構(gòu)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(fēng)化現(xiàn)象，主拱圈局部有明顯滲水現(xiàn)象。下游側(cè)拱腳處有1 處砌石開裂、破損。腹拱圈底面及拱上側(cè)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(fēng)化現(xiàn)象；拱上側(cè)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(xiàn)象。墩身條石局部有起皮、風(fēng)化、破損、剝離現(xiàn)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(xiàn)明顯沖刷現(xiàn)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(shè)計文件規(guī)范要求。

該橋梁病害成因主要是建設(shè)年代較久，在自然氣候環(huán)境作用下石料有所風(fēng)化，部分灰縫脫落；原設(shè)計荷載等級偏低，且來往車輛數(shù)量較大，且超載現(xiàn)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(shè)計

通過對老沱江大橋現(xiàn)狀的實地檢測和計算分析，結(jié)合本橋的結(jié)構(gòu)特點，提出以下加固設(shè)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(jié)段，施工時使用吊架施工的方法逐個節(jié)段施工，一聯(lián)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(fēng)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(wǎng)加片塊石。拆除部分破損人行道板重新鋪設(shè)。搭設(shè)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(fù)破損側(cè)墻，更換破損部分挑梁，架設(shè)安裝新建預(yù)制挑梁。用C15 輕質(zhì)砼回填拱內(nèi)掏空填料，施工人行道板、邊立柱縱梁、內(nèi)立柱縱梁、路緣石和車行道板，鋪設(shè)鋼筋砼現(xiàn)澆層、涂刷防水涂層、澆注瀝青砼鋪裝。設(shè)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(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠。裂縫封閉后應(yīng)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(xù)灌注5min 后停止注漿?？p隙全部注滿后按材料要求進行養(yǎng)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(fēng)化水流侵蝕處理

原結(jié)構(gòu)拱圈、側(cè)墻和墩臺石料表面風(fēng)化的防護處理：清除石料表面風(fēng)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(jié)構(gòu)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(fēng)化層，然后用環(huán)氧砂漿進行修補[1]。

2.4 混凝土澆筑加固

設(shè)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(shè)計圖紙進行,鉆孔應(yīng)垂直于結(jié)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(huán)氧砂漿，保證混凝土和塊石粘結(jié)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(lián)三孔拱腹加固同時對稱施工。單個加固階段施工工序:搭設(shè)吊架，表面鑿毛清理,砌縫填塞，植筋后制作安裝鋼筋網(wǎng)，立模澆筑混凝土。做好混凝土養(yǎng)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(huán)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(yīng)分批進行，一批孔鉆完成后應(yīng)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(yīng)進行植筋拉拔試驗，檢測其錨固質(zhì)量。制作安裝鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)應(yīng)固定在錨筋上,鋼筋網(wǎng)與錨筋采用焊接固定以保證澆筑混凝土?xí)r,鋼筋網(wǎng)不發(fā)生移位[2]。

立模澆筑混凝土工序，主拱加固視橋區(qū)現(xiàn)場條件和加固施工單位的施工設(shè)備條件選擇合理的措施，可采用搭設(shè)吊架施工?；炷翝沧㈨樞驗椋簼沧⒅鞴肮案辜庸虒踊炷粒叭庸虒踊炷吝_到設(shè)計強度后再澆注側(cè)墻拆除段混凝土并在側(cè)墻底部增設(shè)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(yīng)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(yǎng)護時間不小于15 天。要求在同一加固區(qū)的砼，必須對稱進行，且應(yīng)在初凝前澆注完成[3]。

3 結(jié)語

對于舊石拱橋的管理修繕，應(yīng)加強日常管養(yǎng)，通過平時的巡視、監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時排除。嚴禁超載超限：確保結(jié)構(gòu)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(guān)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(chǔ)設(shè)施物盡其用。