雙曲拱橋維修改造施工技術(shù)探析

崔小輝

(中石化河南石油勘探局勘察設(shè)計(jì)研究院土建室，河南 南陽 473132)

雙曲拱橋在20世紀(jì)60年代我國橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，目前仍在運(yùn)營的雙曲拱橋經(jīng)檢測(cè)已經(jīng)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(gè)突出的亟待研究解決的課題。本文通過對(duì)三江口雙曲拱橋病害原因進(jìn)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(nèi)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?qū)?.32 m。上構(gòu)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(hào)跨凈矢跨比為1/3，2號(hào)跨和3號(hào)跨比均為1/7;下構(gòu)為漿砌片石重力式U形橋臺(tái)、明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，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(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車—13級(jí)，拖—60。

2 橋梁檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)過檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查、檢測(cè)，三江口大橋病害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(hào)跨主拱圈拱肋與拱波結(jié)合處發(fā)現(xiàn)2道縱向裂縫;3號(hào)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(jié)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(cè)墻斜向裂縫。8)橋墩帽梁、橋墩豎向裂縫。9)橋臺(tái)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(hù)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［2］

原設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為:汽車—13級(jí)，拖車—60，與現(xiàn)行的設(shè)計(jì)荷載等級(jí)相差較大。對(duì)大橋進(jìn)行提載加固，荷載等級(jí)提高至公路Ⅱ級(jí)。

3.2 主拱圈加固提載

主拱圈是雙曲拱橋的重要受力構(gòu)件，當(dāng)其強(qiáng)度和剛度不足時(shí)，往往會(huì)引起橋梁的承載能力下降，同時(shí)也會(huì)引起其他構(gòu)件的損壞，因此加固主拱圈，以提高大橋的承載力。

1)化學(xué)灌漿法修補(bǔ)主拱圈拱肋、拱波等構(gòu)件寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對(duì)寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉，并對(duì)破損處進(jìn)行鋼筋除銹后采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù);2)在1跨～3跨主拱圈底面現(xiàn)澆整體拱板進(jìn)行加固，改雙曲拱為箱形拱;3)第2，3跨在靠拱腳處(第一個(gè)腹孔范圍內(nèi))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(fù)彎矩能力;4)第2，3跨在靠拱腳處主拱肋間增設(shè)橫隔板，加強(qiáng)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(xué)灌漿法修補(bǔ)腹拱圈及腹拱墩帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對(duì)寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉，并對(duì)破損處用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù);2)對(duì)腹拱圈下緣增設(shè)鋼筋混凝土套拱，以增強(qiáng)腹拱圈整體剛度、提高承載能力;3)對(duì)腹孔墩外包鋼筋混凝土進(jìn)行加固。

3.4 側(cè)墻加固

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

3.5 橋梁墩、臺(tái)加固

1)化學(xué)灌漿法修補(bǔ)墩帽、墩身、臺(tái)帽寬度不小于0.15 mm以上的裂縫，對(duì)寬度在0.15 mm以下的裂縫采用環(huán)氧砂漿封閉;2)對(duì)主橋橋臺(tái)裂縫進(jìn)行灌縫并進(jìn)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(zhì)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(shè)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(gòu)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(shí)混凝土澆筑施工要點(diǎn)

1)利用自密實(shí)混凝土較大的流動(dòng)性，抗離析性、抗泌水性強(qiáng)的特點(diǎn)，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(duì)稱分段同時(shí)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(dǎo)管法灌注。

4 結(jié)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(jù)加固維修的要求、病害種類、病害產(chǎn)生的原因及嚴(yán)重程度選擇維修改造措施。三江口雙曲拱橋主要以提高結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)加厚補(bǔ)強(qiáng)，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(jīng)驗(yàn)算和實(shí)際加固后荷載試驗(yàn)檢測(cè)，提高了原橋承載力，滿足公路—Ⅱ級(jí)荷載要求，達(dá)到了預(yù)期目的。

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

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