旧石拱桥维修加固方案

旧石拱桥维修加固方案

摘要：针对交通量的迅速增长及超载、超限车辆的大量增加，道路上的一些旧石拱桥出现了各种各样的病害，因此及时找出病害产生的原因，并提出合理的加固维修方案具有十分重要的现实意义。

关键词：旧石拱桥加固方案

1 引言

随着国民经济的蓬勃发展，我区道路交通量迅速增长，有大量超载运煤车辆通过,特别是煤炭运输的”小火车”,这种”小火车”即人们通常所说的主,挂车装载量均在40-60吨重的特重型超限运输车辆, 与一节火车皮无异；随着荷载的大大增加，一些早年修建的石拱桥处于一种超负荷状态，各种各样的病害暴露了出来，譬如拱圈裂缝、局部变形，拱墙外鼓，基础下沉等，有些拱桥已经处于一种危险状态，为此我们根据以往从事设计、施工的经验，及时找出病害原因，提出危桥加固方案。

旧石拱桥病害原因分析

旧石拱桥发生损坏体现在主拱圈上就是出现各种裂缝，主要是由以下原因造成：

2.1由于墩台移动、拱圈受力不对称或基础沉陷的影响，在拱顶下部或拱脚上部可能发生裂缝，有时裂缝会通裂至拱壁；

2.2由于拱圈变形而产生的拱上构造的外加应力，可能使空腹式小拱发生裂缝；

2.3如拱桥由多层平行拱圈石砌成，在施工中圈与圈又未注意交错搭接，则会在拱圈下部腹石发生纵向裂缝。

拱圈裂缝也许只有1-2MM，但一经开裂，往往容易发展，足以危及桥梁的正常使用。

结合实例介绍旧石拱桥改造方案

下面根据我区旧石拱桥维修的实例，探讨旧石拱桥维修改造的三种方案：

1压浆法处理方案

我区县道冯木公路11K+800马庄中桥原桥建于1988年，为5孔－11M石拱桥，桥面净宽7M ，垂直净空2.5M,矢跨比1:6，设计荷载：汽－15，挂－80，10#浆砌块石重力式桥墩，10#浆砌片石U型桥台。由于使用年限较长及大量超

载、超重通过，基础、拱圈、台身、墩身都出现了纵、横向裂缝，最宽达2CM，针对以上情况，我们拟定采取压浆法进行维修加固。

具体施工步骤为：

3.1.1采用1:2的水泥砂浆将所有裂缝表面封住，并对其它待脱落勾缝重新勾缝；

3.1.2 在桥台、桥墩、拱圈上每隔20CM预留压浆孔，浇注前预埋Φ72厚壁钢管，一端深入桥台、桥墩、拱圈内部，另一端露外0.5M。

3.1.3浆体的配料选为水泥、粉煤灰、早强剂、膨胀剂、水。压浆前各种材料在实验室经过严格的配比，做好的试块养生后，进行抗压试验，其抗压强度不低于5Mpa，最后选定配比为：水：水泥：粉煤灰：早强剂：膨胀剂＝24：35：35：4：2。粉煤灰为球磨灰严防结块，最大粒径不大于1MM，以便在压浆管中减少磨擦；水为人畜饮用水；膨胀剂可用铝粉代替；水泥这里选用425#硅酸盐水泥；早强剂选用建筑常用的jk24型。压浆设备由一台灰浆搅拌机（JW180L型）和一台压浆泵（济南产UB－3A型）组成，工作压力为5Mpa，水平输送150M，垂直输送40M。压浆过程应该均匀进行,密切观察压力表,将拌和均匀的浆体从压浆管压入，如浆体从其它压浆管喷出，要及时用木塞堵住继续压浆，直到压力表的读数达1.5Mpa时停止压浆。

每个桥墩台基础需制作灰浆试块3块,试模采用三联带底砂浆试模,试块养护7天(正常养护6天,饱水1天),抗压强度不得低于5mpa。

3.2增设钢筋砼套拱箱涵方案

在原拱涵内侧增设整体式钢筋混凝土套拱箱涵，在桥下净空容许、或根据水文资料，桥下泄水面积容许缩小时，可在原有拱圈下部增设拱圈。

我区县道洪马线某2-4M石拱桥，由于基础下沉，造成拱脚发生位移，从而引起拱圈的内弯矩较大，产生拉应力，导致拱圈开裂。为此我们首先拟定拱圈加固厚度，确定拱圈厚度一般根据原有拱圈的厚度及使用情况，加上桥梁荷载等级所需厚度进行综合考虑确定。即把所需厚度减去原拱圈厚度，再加上安全厚度（由原桥使用情况确定），最后得出新加拱圈的厚度。

根据经验拱圈厚度可按下式估算：

L0—拱圈净跨径（CM）；

d—拱圈厚度（CM）；

m—系数，一般为4.5～6，取用m值时随矢跨比的减小而增大；

k—荷载系数，对于汽车－10级，k＝1.0;汽车－15级，k＝1.1；汽车－20级，k＝1.2。

由于原拱圈厚30CM，拟定套拱拱圈厚为20CM。

通过整体式钢筋砼箱涵抵抗原拱圈的超限值拉应力，计算钢筋数量。然后立模、安装钢筋，浇筑混凝土，养生、成形。

3.3挂网喷浆加固法方案

我区县道八冯公路13-6M石拱桥，由于拱顶填土太高，造成拱圈变形，产生纵向裂缝，缝宽近1CM,为此我们拟定在旧拱圈及墩台身内侧设置钢筋网格，然后利用水泥喷枪喷射高强水泥砂浆，厚6CM左右；为降低散失量，施工前需将拱圈及墩台身表面除尘、凿毛，然后定位钻孔，安装锚杆，固定、绑扎钢筋；锚杆采用Φ16二级钢筋，间距200CM，钢筋网采用Φ6一级钢筋，间距为10CM，绑扎钢筋结束以后喷射混凝土，喷射混凝土分双层先后喷浆，最后养生、成形。

具体工艺如下：

3.3.1 钻锚钉孔

1、搭设施工平台。

2、按锚钉设计参数根据现场实际情况确定的间距、孔径、深度、角度进行钻孔。

3、吹孔及处理塌孔。

3.3.2 锚钉安装

1、按设计C25砂浆配合比搅拌砂浆。

2、锚钉孔注砂浆。

3、加工好的锚钉插入孔内。

4、吹孔及处理塌孔。

3.3.3 铺设钢筋网

1、按10CM×10CM布设钢筋网；

2、焊接钢筋网与锚钉；

3.3.4喷射混凝土

1、搭设施工平台、铺设喷射混凝土管路；

2、按设计配合比搅拌混凝土；

3、喷射混凝土严格执行规范标准，注意控制喷射方向、角度、距离，严格控制水及速凝剂用量，确保喷射混凝土强度。

结束语

我区公路石拱桥大部分修建于70年代，桥龄在30年以内，病害尚未大量暴露出来，但不少桥梁已经出现老化、破损、裂缝等现象，危桥逐年增加，荷重能力明显下降，为避免出现重大交通事故、保障道路安全畅通，应及时对现有桥梁进行加固；旧石拱桥的加固工作主要是修理拱圈、拱上结构砌体的损伤及基础下沉，为及时发现旧石拱桥的各种病害，更重要的是将各种病害控制在萌芽状态，减少维修费用，做到防患于未然，应该加强对现有桥梁定期检查，及时准确掌握桥梁现状，对出现的各种病害分析损坏原因，区别不同情况及时采取相应的维修加固措施，力争恢复损伤结构的整体作用，并且合理提高桥梁的承载能力和通过能力，以便充分发挥现有桥梁的经济效益和社会效益。