用橫向穿預(yù)應(yīng)力筋的方法加固拱圈及側(cè)墻裂縫

王 青

(山西省公路局長治分局，山西長治 046000)

1 工程概況

我局國道309線K935+909處王家莊二橋，始建于1986年，為1-10 m石拱橋，橋長29.9 m，橋面凈寬15.6+2×0.5，橋凈空8.7 m，下部結(jié)構(gòu)為重力式橋臺，擴大式基礎(chǔ)。2005年該橋兩側(cè)橋臺各出現(xiàn)一道1 mm～2 mm裂縫，局部滲水，拱圈順橋方向出現(xiàn)6道較規(guī)則縱向裂縫，縫寬2 mm～5 mm，并且裂縫隨時間增多而加重，根據(jù)以上情況，2008年列入危橋改造計劃，投資30萬元，2008年7月1日開工，2008年9月20日竣工。

2 施工方法

鑒于該橋橋面2006年已進行橋面大修，現(xiàn)橋面良好，并且在2008年7月～9月份奧運會召開期間，為保證國道309線車輛正常通行的狀況，此危橋改造設(shè)計方案沒有采用挖除橋面進行套拱的辦法加固拱圈，而是采用了預(yù)應(yīng)力筋加固拱圈和側(cè)墻的方法，此方法不中斷交通，主要是在橋兩側(cè)通過橫向?qū)Υ╀撱q線并張拉，將拱圈橫向拉緊，使拱圈的縱向裂縫不再發(fā)生，拱上側(cè)墻也橫向?qū)瑴p小側(cè)墻在外荷載作用下外傾。

3 施工步驟

3.1 確定對穿位置

為加固拱圈，使拱圈受力穩(wěn)定，需在起拱處、拱頂和1/4拱圈處選擇對穿位置，本橋選擇了5點鉆孔位置，側(cè)墻每側(cè)在病害嚴重部位選擇3點，該橋根據(jù)病害情況共選擇了11個鉆孔位置，如圖1所示。

圖1 鉆孔位置示意圖

3.2 搭設(shè)腳手架和支架

圖2 腳手架和支架搭設(shè)示意圖

由于此拱橋橋下凈空約9 m，為操作方便，需要鋼管搭設(shè)腳手架和鉆孔平臺，支架高度、寬度根據(jù)實際需要定，支架要求穩(wěn)定，便于安拆，便于鉆孔機移動(見圖2)。

3.3 鉆孔

根據(jù)搭設(shè)支架情況，首先鉆離橋面最近的1號～5號孔，用水平螺旋鉆機進行鉆孔，鉆孔時要注意盡量水平，鉆孔時橋的對面要有專人觀察，鉆完后要立即穿入塑料波紋管，以防止塌孔，鉆孔孔徑為8 cm，波紋管直徑也為8 cm(見圖3)。

圖3 鉆孔作業(yè)示意圖

表1 張拉鋼絞線記錄表

3.4 穿鋼絞線后張拉，并高壓注漿

由于橋面寬16 m，因此每根鋼絞線的長度應(yīng)為17 m，鋼絞線的直徑為15.2 mm，將鋼絞線穿入波紋管(每個波紋管中穿1根鋼絞線)，然后進行張拉，錨固，基本按伸長值為5 cm進行控制張拉力的大小。

張拉鋼絞線記錄如表1所示。

圖4 鋼絞線布置示意圖

鋼絞線張拉后根據(jù)試驗室提供的配合比進行高壓注漿，采用50號水泥凈漿，每立方米用普通硅酸鹽42.5號水泥1 510 kg，水575 kg，并且摻入1.5%KDNOF-1減水劑和8%膨脹劑。根據(jù)每孔的體積計算每孔需要的凈漿數(shù)量，一次注漿完成一孔。注漿要嚴格按照灌漿施工工藝要求，保證水泥漿飽滿密實。為了使3，7，8，10，11孔鋼絞線張拉后受力穩(wěn)固，在這5個孔位下再布置5條鋼絞線，然后拱圈上下鋼絞線用鋼板連接，用螺栓錨緊(見圖4)。

3.5 封錨

鋼板、錨栓加固完成后，水泥混凝土封錨，并用防銹油漆涂刷。

1孔～5孔完成后，拆低腳手架，用同樣的方法，進行6號～11號孔的鉆孔灌漿。

施工完畢后，用環(huán)氧樹脂封閉拱圈縱向裂縫，然后進行觀察，看拱圈在預(yù)應(yīng)力筋的加固后是否有變形和裂縫。

4 結(jié)語

通過采用預(yù)應(yīng)力筋加固拱圈和側(cè)墻的方法，我認為比原設(shè)計挖除橋面套拱便于施工，既不中斷交通，又縮短了時間，節(jié)約了投資(節(jié)約20萬元)。在危橋改造中，如遇類似以上拱圈裂縫等病害，可采用此方法。

但采用此方法搭設(shè)支架時一定要平穩(wěn)，水平鉆孔過程中，需謹慎觀察，水平控制要準，混凝土漿的配合比和灌注一定要嚴格，灌漿過程中必須一次完成，在施工中注意多環(huán)節(jié)的組織配合，不能有一絲疏忽，確保工程質(zhì)量與安全。