石拱橋加固設計及施工
2015-06-11
滁州市地處江淮分水嶺，盛產(chǎn)石料，且石拱橋具有施工簡易、取材方便、經(jīng)濟耐久等特點，因此在以往鋼筋缺少、機械設備缺乏的年代，修建公路時，特別是一些縣鄉(xiāng)公路的建設中，建造了大量的石拱橋。
自2002年起，滁州市利用國債資金對縣鄉(xiāng)公路進行改造，原有石拱橋由于建設年代較久，設計荷載等級較低，已不能適應現(xiàn)有交通發(fā)展的要求。對這些舊橋如要全部推倒重建，則既不科學，更不現(xiàn)實。因此，采用技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的改造技術(shù)對這些橋梁進行維修加固，以達到提高其承載能力的目的，是十分必要的?，F(xiàn)以某縣道上一石拱橋為例，介紹采用套拱加固技術(shù)加固石拱橋的方法。
1、工程概況
原橋為1孔凈跨10米石拱橋，橋面全寬8.5m，矢跨比為1/5，拱圈厚0.4m。該橋建成于1974年，設計荷載為：汽車―10級，履帶―50。該縣道改造時橋梁設計荷載等級為：汽車―20級、掛車―100，現(xiàn)有拱圈厚度不足，需進行加固處理。
2、加固方案選定
采用保留原橋不拆，在原拱圈下套建一座拱圈的加固方案。其理由為：（1）橋梁寬度能夠滿足道路改造后的路基寬度要求；（2）橋位處地質(zhì)狀況良好：該橋在設計前在橋位處進行了地質(zhì)勘察，勘探深度內(nèi)地基土分為3層：強風化玄武巖（層厚1.9~2.1米，）、中風化玄武巖（層厚4.4~5.1米）、微風化玄武巖，后2層地基土容許承載力分別為1000MPa、2200MPa，地質(zhì)條件好；（3）橋下水面寬2米、水深0.3米左右，無泄洪要求，且施工方便；（4）可以不中斷交通；（5）造價較低。
新老拱圈應聯(lián)成一體共同受力。新建套拱各部位的尺寸及材料為：基礎、臺身均采用C25水泥混凝土澆筑，基礎、臺身分別寬50cm、40cm；拱圈采用C30水泥混凝土澆筑，厚度為58cm。為了使新老橋臺及拱圈能聯(lián)成一體，新老橋臺及拱圈間應設置錨固鋼筋。
3、施工工藝及過程
（1）橋臺基礎部分施工
在基巖上開挖50cm寬作為套拱的基礎，深度與原橋基礎相一致。每個橋臺的基礎必須分兩次開挖，以防止開挖過長引起橋臺基礎位移，基坑驗收合格后應及時澆筑C25混凝土至基礎頂面。
?。?）現(xiàn)澆混凝土臺身
現(xiàn)澆混凝土臺身施工流程為：
橋臺澆筑前，先在老橋臺上鉆好錨固鋼筋的預留孔（孔徑為35mm、孔深25cm，預留孔設置為50cm×50cm梅花形）→用水把原橋臺身、拱圈沖洗干凈，對墻身和拱圈的裂縫進行灌（壓）漿處理→安裝砂漿錨桿（錨桿為單根長60cm的Ф16螺紋鋼筋，砂漿為M12.5，錨固深度為25cm）→布設構(gòu)造鋼筋→立模→澆筑C25混凝土→混凝土養(yǎng)生。
?。?）現(xiàn)澆混凝土拱圈
現(xiàn)澆混凝土拱圈關鍵要處理好新老拱圈之間的間隙問題，對此橋采取在老橋面上開洞的方法進行混凝土拱圈澆筑。
a、在原石拱圈拱腹上布錨桿（單根長78cm，錨固方法同橋臺），使原石拱圈與鋼筋混凝土拱圈構(gòu)成復合式拱圈，套拱采用板式截面，厚58cm；受拉受壓區(qū)主筋為Ф22螺紋鋼筋，間距20cm；錨桿與雙層主筋焊接，分布筋采用φ8鋼筋，間距20cm。
b、放樣并安裝新拱圈模板支架。
c、全橋分兩次進行混凝土拱圈澆筑。每次半幅，兩個半幅拱圈之間用Ф22螺紋鋼筋連接，鋼筋長100cm，間距為50cm。
d、在現(xiàn)澆半幅拱圈的中間，人工從老橋面拱頂處向下開挖一個尺寸為20cm×20cm的方洞（不能過大，否則會對老拱圈受力帶來不利影響），洞的深度應貫穿老拱圈。
e、方洞開挖后，必須及時在拱盔上立點支承四周的拱圈石，以防拱圈石不穩(wěn)定掉下。
f、將攪拌好的水泥混凝土通過方洞，用導管輸送到拱圈澆筑處，人工在橋下用插入式振搗器搗實，從拱腳對稱澆筑，澆筑至離拱頂80cm左右時，將拱頂處邊模安裝好，要求密封牢實，以防漏漿。
g、用干硬性混凝土輸入封頂，并用振搗器通過方洞插入進行搗實，反復進行直至混凝土封口。4、結(jié)語
該橋加固后，承載能力達到了汽車―20級、掛車―100級的荷載等級標準，不僅節(jié)省了工程造價，而且施工過程中不中斷交通。實踐證明，利用鋼筋混凝土套拱加固技術(shù)加固石拱橋的方法具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟和社會效益，對石拱橋的加固具有積極的推廣意義。
