拱桥主拱圈加固的施工工艺

拱桥主拱圈加固的施工工艺

洞口县公路管理局曾德明

摘要：拱桥主拱圈加固是老拱桥维修、加固、改造工程中非常重要的一道工序，工程量不大，但很烦琐，稍微考虑不周或施工不当，便会延长工期、增加工程造价。由于历史的原因，近年来，需要加固的拱桥越来越多，而有关拱圈加固的施工工艺介绍确很少。下面，我将迴澜桥加固改造工程中的拱圈加固的施工工艺进行归纳和总结，供大家参考和大家共研。

关键词：拱桥主拱圈加固施工工艺

一、工程概况

洞口县迴澜桥建于1975年，为三孔净跨36米空腹式石砌双肋单波双曲拱桥，桥长138米，宽8米，高10.5米，桥下水位较深。由于近年交通量猛增以及超重、超载车辆频繁行驶，造成桥台附近从拱脚起第一个腹拱出现了明显下沉及拱圈开裂，主拱圈多处由于航船的撞击出现了混凝土剥落及露筋现象，经专家现场检测，同意对此桥进行加固改造。主拱圈的加固改造方案为：在主拱圈两拱肋下缘增加15cm厚钢筋砼加劲肋（加劲肋构造如图1），其余露筋处采用ZV型混凝土修补胶与普通水泥及中砂配制成聚合物修补砂浆进行修补。

二、主拱圈加固的施工工艺

在主拱圈两拱肋下缘增加钢筋砼加劲肋的主拱圈加固方法，其施工步骤为：搭建平台—植筋—清理修补—布筋—装模—浇注—养生七个环节。

1、搭建施工平台

先用Ф16mm的纲绞绳从腹拱圈穿过，两端系在一根Ф18cm、长比桥宽要长的原木两端，原木处于水平状态，在拱顶处可从桥面上垂吊钢铰绳系在原木上（如有栏杆、人行道须先拆除一小段，以便钢铰绳穿过），使钢铰绳与原木围成的图形在拱脚处呈等腰梯形，在拱顶处呈矩形；再用原木纵向架在水平原木上，并固定好；最后在纵向原木上铺设架板。为了保证施工安全和施工平台不摇晃，可在垂吊下来的钢铰绳上系上绳子或捆绑板材做个栏杆，在拱顶处垂吊下来的水平原木两端加斜撑（搭建成功的施工平台如图2）。

2、植筋

在主拱圈肋下定好植筋的位置，用直径为20mm的电钻钻孔，钻孔与拱圈表面垂直，深度为30cm；用高压气将钻孔内的灰尘吹净，从孔底逐步向孔口填入JN—Z植筋锚固胶（最初流出的胶液应当舍弃）；将钢筋旋转插入至孔底，保证孔口溢胶但不能漏胶。

3、主拱圈清理、修补

1）、清理破损混凝土：待植入筋锚固力达到要求后，用高压水枪反复冲射混凝土破坏部位和裸露生锈的钢筋。实践证明，高速水流不仅可以清除破损混凝土、除出钢筋表面的铁锈，还能在被清除锈的钢筋表面形成一层极薄的氧化铁保护膜，且在工作中没有振动噪音和灰尘，在清除工作完成后，还能使混凝土表面干净、湿润，给下道工序拱圈修补提供了有利条件。

2）、主拱圈修补：第一步：按ZV型混凝土修补胶与水泥1：0.8~1比例调制界面处理浆，用刷子在要修补的混凝土表面和四周均匀涂刷一层的界面处理浆。第二步：在界面处理浆尚未硬化前，将拌制好的聚合物修补砂浆用抹刀压入槽中，压实并抹平。聚合物修补砂浆按水泥:中砂:ZV胶:水=1:2.5:0.3～0.4:0.2的比例调配。第三步：采用洒水和塑料薄膜相结合的养生办法对修补的地方进行养护。

4、布筋

首先将两根N1钢筋绑扎或焊接在植筋的弯钩上；其次分别将3组N1、N2钢筋粗略地绑在植筋的内侧和外侧；然后将N3箍筋套住8根钢筋，并绑扎在植筋上；最后按钢筋布置图将所有钢筋绑扎好。

5、安装模板

底模采用厚2mm、宽40cm(设计宽度)、长38.38m（拱圈弧长）的铁板，并预先在铁板是钻好绑扎铁丝穿过的孔（孔位布置如图3），用8号铁丝从底模孔中穿过，控制好钢筋保护层，挂在植筋上（底模安装如图4）。边模采用0.5米一段的组合模板，浇筑一段安装一段，以利于混凝土振捣。

6、浇注混凝土

由两侧拱脚同时对称地向拱顶浇注。在拱顶时，可先装好里面边模，外面边模张开一点便于灌注混凝土，待混凝土初凝后，凿除多余部分至拱圈平面，用聚合物修补砂浆压实抹平。值得注意的是：由于加劲肋中钢筋布置较密，粗集料不能过细，浇筑时不能确保无空隙，加之新混凝土在凝固时会收缩，必然会引起新旧混凝土脱结，出现裂缝。因此在拌制混凝土时有必要添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。

7、拆模、修饰、养生：常温下一星期后就可拆模，拆模后露在拱圈外的铁丝用氧焊吹掉，与拱圈面成凹型，再用聚合物修补砂浆压实抹平即可。继续养生至混凝土养护期，整个拱圈加固工作就完成了。

三、施工工艺的评价

1、工艺简单：如搭建施工平台，既不象制作挂蓝那样需要设计、做图，制作也复杂，实际施工起来上下移动更不方便；也不象满堂架那样，需要围堰（在迴澜桥加固改造工程中根本行不通，水位太深）、地锚埋设、立架，非常烦琐；仅仅是在拱圈下做几个秋千而已。再如清理破损混凝土，用高速水流冲射，省去了敲敲打打的苦力活，没有振动噪音和灰尘，就象小孩子玩水枪一样轻轻松松、简简单单。

2、造价低：在主拱圈两拱肋下缘增加加劲肋的拱圈加固方法，要想降低工程造价，关键在于施工平台方案的选择。本文中的施工平台在制作中三孔只需人工20多个工日，木材23m3，并且木材的回收再利用率高，大大降低了工程造价。

3、工期短：整个施工工艺完全可以采用流水作业，从搭建平台、植筋、清理修补、布筋、装模到浇注，三孔六根加劲肋只需三个星期就可完成。

4、质量好：①植筋采用JN—Z植筋锚固胶。这种胶强度高，粘接力强，实验屈股强度达到335N/mm2，完全可以保证工程质量。②底模采用整块铁模。一是有利于混凝土的流动、振捣，确保松模后，混凝土表面无空隙，并且光滑漂亮，二是由于铁模具有一定的挠度，确保完工后的拱圈无皱折，线型美观。③在混凝土中添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。外加剂的加入，一可保证混凝土能自流密实成型，二可保证与旧拱圈粘结牢固无裂缝。

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