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石拱橋加固設(shè)計(jì)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(jiǎn)易、取材方便、經(jīng)濟(jì)耐久等特點(diǎn)，因此在以往鋼筋缺少、機(jī)械設(shè)備缺乏的年代，修建公路時(shí)，特別是一些縣鄉(xiāng)公路的建設(shè)中，建造了大量的石拱橋。

 　　自2002年起，滁州市利用國(guó)債資金對(duì)縣鄉(xiāng)公路進(jìn)行改造，原有石拱橋由于建設(shè)年代較久，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)較低，已不能適應(yīng)現(xiàn)有交通發(fā)展的要求。對(duì)這些舊橋如要全部推倒重建，則既不科學(xué)，更不現(xiàn)實(shí)。因此，采用技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的改造技術(shù)對(duì)這些橋梁進(jìn)行維修加固，以達(dá)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?yàn)槔?，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?yàn)?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(shè)計(jì)荷載為：汽車―10級(jí)，履帶―50。該縣道改造時(shí)橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為：汽車―20級(jí)、掛車―100，現(xiàn)有拱圈厚度不足，需進(jìn)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(shè)計(jì)前在橋位處進(jìn)行了地質(zhì)勘察，勘探深度內(nèi)地基土分為3層：強(qiáng)風(fēng)化玄武巖（層厚1.9~2.1米，）、中風(fēng)化玄武巖（層厚4.4~5.1米）、微風(fēng)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(jià)較低。

 　　新老拱圈應(yīng)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(chǔ)、臺(tái)身均采用C25水泥混凝土澆筑，基礎(chǔ)、臺(tái)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(tái)及拱圈能聯(lián)成一體，新老橋臺(tái)及拱圈間應(yīng)設(shè)置錨固鋼筋。

 　　3、施工工藝及過程

 　?。?）橋臺(tái)基礎(chǔ)部分施工

 　　在基巖上開挖50cm寬作為套拱的基礎(chǔ)，深度與原橋基礎(chǔ)相一致。每個(gè)橋臺(tái)的基礎(chǔ)必須分兩次開挖，以防止開挖過長(zhǎng)引起橋臺(tái)基礎(chǔ)位移，基坑驗(yàn)收合格后應(yīng)及時(shí)澆筑C25混凝土至基礎(chǔ)頂面。

 　?。?）現(xiàn)澆混凝土臺(tái)身

 　　現(xiàn)澆混凝土臺(tái)身施工流程為：

 　　橋臺(tái)澆筑前，先在老橋臺(tái)上鉆好錨固鋼筋的預(yù)留孔（孔徑為35mm、孔深25cm，預(yù)留孔設(shè)置為50cm×50cm梅花形）→用水把原橋臺(tái)身、拱圈沖洗干凈，對(duì)墻身和拱圈的裂縫進(jìn)行灌（壓）漿處理→安裝砂漿錨桿（錨桿為單根長(zhǎng)60cm的Ф16螺紋鋼筋，砂漿為M12.5，錨固深度為25cm）→布設(shè)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(guān)鍵要處理好新老拱圈之間的間隙問題，對(duì)此橋采取在老橋面上開洞的方法進(jìn)行混凝土拱圈澆筑。

 　　a、在原石拱圈拱腹上布錨桿（單根長(zhǎng)78cm，錨固方法同橋臺(tái)），使原石拱圈與鋼筋混凝土拱圈構(gòu)成復(fù)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(jìn)行混凝土拱圈澆筑。每次半幅，兩個(gè)半幅拱圈之間用Ф22螺紋鋼筋連接，鋼筋長(zhǎng)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(gè)尺寸為20cm×20cm的方洞（不能過大，否則會(huì)對(duì)老拱圈受力帶來不利影響），洞的深度應(yīng)貫穿老拱圈。

 　　e、方洞開挖后，必須及時(shí)在拱盔上立點(diǎn)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(dǎo)管輸送到拱圈澆筑處，人工在橋下用插入式振搗器搗實(shí)，從拱腳對(duì)稱澆筑，澆筑至離拱頂80cm左右時(shí)，將拱頂處邊模安裝好，要求密封牢實(shí)，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(jìn)行搗實(shí)，反復(fù)進(jìn)行直至混凝土封口。4、結(jié)語(yǔ)

 　　該橋加固后，承載能力達(dá)到了汽車―20級(jí)、掛車―100級(jí)的荷載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，不僅節(jié)省了工程造價(jià)，而且施工過程中不中斷交通。實(shí)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(jì)和社會(huì)效益，對(duì)石拱橋的加固具有積極的推廣意義。

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