增大截面法在石拱橋加固工程中的應用

耿汶肼

重慶科技學院 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。下部結構為重力式圬工橋臺、橋墩為圬工砌體，經現場踏勘橋臺及橋墩基礎均應為擴大基礎；橋面采用水泥路面，護欄采用條石護欄，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，橋面欄桿不滿足現行規范要求，橋面鋪裝局部破損，橋臺處有雜草滋生。

（2）主拱圈局部空洞；主拱圈砌縫開裂。

（3）橋臺側墻與路基結合部分部分垮塌；橋墩部分砌縫開裂。

3 處治措施

由于處治按公路-Ⅱ級，兩側各增加1m人行道，人群3.0kN/m2荷載進行設計，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置人行道。

③破除現有橋面鋪裝，設置30cm厚車行道板并鋪設瀝青。

④封閉目前發現的空洞裂縫。

⑤修復橋臺處發現的局部垮塌處。

4 拱圈增大截面法施工工藝

1、搭設施工平臺

由于水位較高，不適宜搭設滿堂支架施工，所以在進行拱圈加固時先利用型鋼搭設施工平臺。

在每墩安裝五個牛腿以便于架設型鋼，每跨兩墩之間布設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→搭設型鋼→搭設施工通道→搭設支架→支架預壓

安裝牛腿之前對橋墩與牛腿貼合處進行表面處理，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，再進行錨固。

由于后期現澆混凝土的重量會施加到施工平臺上，故平臺搭設完成后應進行預壓：采用預壓水袋進行預壓加載，預壓荷載為平臺承受的混凝土結構恒載、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，按預壓單元進行3級加載，預壓加載值按60%、80%、100%。當縱向加載時，宜從砼結構跨中開始向支點處進行對稱布置；當橫向加載時，應從砼結構中心向兩側進行對稱布置。每級加載完成后，停止下級加載，間隔1h對支架沉降量進行監測，當支架監測點1h沉降量平均值小于2mm時，可進行下一級加載。全部加載完成后各監測點最初2h的沉降量平均值小于5mm時，進行支架荷載預壓一次性卸載；完善支架預壓報告。

在施工平臺預壓結束后，可在其上搭設腳手架進行施工。

2、主拱圈增大截面

在原主拱圈拱腹上植筋后鋪設鋼筋，現澆混凝土進行加固，需采取必要措施保證拱頂混凝土澆筑密實。在進行拱圈新增混凝土之前應對拱圈原有的灰縫和空洞進行修補。

（1）施工流程：

原拱圈表面處理→鉆孔、植筋→鋼筋布設、焊接→立模、澆注混凝土→養生、拆模

（2）操作要點：

1）為保證新舊混凝土之間結合良好，應對原拱圈砌體表面處理：清除破碎部位砌體；鑿除界面應去除疏松的表面層；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：采用鑿眼機鑿眼，黏結錨固筋，埋設前沖洗掉鉆孔中的石屑浮塵，待干燥后用膠黏劑埋設牢固。在植筋施工前，要對所用鋼筋及植筋膠進行現場拉拔試驗，以確定鋼筋及植筋膠是否符合設計要求，植筋后抽檢率不得小于植筋數量的3%。

3）錨筋鋼筋抗拔力計算值為66.3kN。

4）拱圈支模和現澆混凝土：

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），側模應預設混凝土澆注口及振搗口。

②支模時應先定位拱架位置，安放拱架并固定，放置模板，調整模板標高，最后調整拱架位置。

③澆注時可通過側模上的澆注口澆注混凝土并振搗密實，應注意對稱施工。拱腹合攏段混凝土澆注施工應選擇在溫度20℃左右進行。

④拱頂處混凝土澆筑應于橋面鉆孔間距布置三個澆筑孔，以利于混凝土的振搗密實。

⑤由于現澆混凝土較薄，施工空間狹小，務必采用有效措施確保混凝土澆筑質量，建議采用內插式振搗器及外掛式振搗器同時振搗混凝土。

5）養生、拆模：在混凝土澆筑完成后7天以上且其強度達到設計強度后方可拆除模板，應不小于28天養護，拆模后無蜂窩麻面現象。

6）拱頂區段混凝土澆筑過程中，由于空間較小，操作不便，應配制高流動性混凝土，同時混凝土中加入膨脹劑，以利于拱頂區段混凝土與原主拱圈結合，澆筑前混凝土應先進行配合比試驗。

7）施工時縱、橫向對稱進行澆筑。

5 結語

該橋使用增大截面法對拱圈加固施工完成后，進行了荷載試驗。試驗結果顯示加固后該石拱橋的結構強度和剛度滿足設計荷載（公路-Ⅱ級）等級的要求。表明該次使用增大截面法對石拱橋拱圈加固達到預定效果。