用横向穿预应力筋的方法加固拱圈及侧墙裂缝

王 青

(山西省公路局长治分局，山西长治 046000)

1 工程概况

我局国道309线K935+909处王家庄二桥，始建于1986年，为1-10 m石拱桥，桥长29.9 m，桥面净宽15.6+2×0.5，桥净空8.7 m，下部结构为重力式桥台，扩大式基础。2005年该桥两侧桥台各出现一道1 mm～2 mm裂缝，局部渗水，拱圈顺桥方向出现6道较规则纵向裂缝，缝宽2 mm～5 mm，并且裂缝随时间增多而加重，根据以上情况，2008年列入危桥改造计划，投资30万元，2008年7月1日开工，2008年9月20日竣工。

2 施工方法

鉴于该桥桥面2006年已进行桥面大修，现桥面良好，并且在2008年7月～9月份奥运会召开期间，为保证国道309线车辆正常通行的状况，此危桥改造设计方案没有采用挖除桥面进行套拱的办法加固拱圈，而是采用了预应力筋加固拱圈和侧墙的方法，此方法不中断交通，主要是在桥两侧通过横向对穿钢铰线并张拉，将拱圈横向拉紧，使拱圈的纵向裂缝不再发生，拱上侧墙也横向对拉，减小侧墙在外荷载作用下外倾。

3 施工步骤

3.1 确定对穿位置

为加固拱圈，使拱圈受力稳定，需在起拱处、拱顶和1/4拱圈处选择对穿位置，本桥选择了5点钻孔位置，侧墙每侧在病害严重部位选择3点，该桥根据病害情况共选择了11个钻孔位置，如图1所示。

图1 钻孔位置示意图

3.2 搭设脚手架和支架

图2 脚手架和支架搭设示意图

由于此拱桥桥下净空约9 m，为操作方便，需要钢管搭设脚手架和钻孔平台，支架高度、宽度根据实际需要定，支架要求稳定，便于安拆，便于钻孔机移动(见图2)。

3.3 钻孔

根据搭设支架情况，首先钻离桥面最近的1号～5号孔，用水平螺旋钻机进行钻孔，钻孔时要注意尽量水平，钻孔时桥的对面要有专人观察，钻完后要立即穿入塑料波纹管，以防止塌孔，钻孔孔径为8 cm，波纹管直径也为8 cm(见图3)。

图3 钻孔作业示意图

表1 张拉钢绞线记录表

3.4 穿钢绞线后张拉，并高压注浆

由于桥面宽16 m，因此每根钢绞线的长度应为17 m，钢绞线的直径为15.2 mm，将钢绞线穿入波纹管(每个波纹管中穿1根钢绞线)，然后进行张拉，锚固，基本按伸长值为5 cm进行控制张拉力的大小。

张拉钢绞线记录如表1所示。

图4 钢绞线布置示意图

钢绞线张拉后根据试验室提供的配合比进行高压注浆，采用50号水泥净浆，每立方米用普通硅酸盐42.5号水泥1 510 kg，水575 kg，并且掺入1.5%KDNOF-1减水剂和8%膨胀剂。根据每孔的体积计算每孔需要的净浆数量，一次注浆完成一孔。注浆要严格按照灌浆施工工艺要求，保证水泥浆饱满密实。为了使3，7，8，10，11孔钢绞线张拉后受力稳固，在这5个孔位下再布置5条钢绞线，然后拱圈上下钢绞线用钢板连接，用螺栓锚紧(见图4)。

3.5 封锚

钢板、锚栓加固完成后，水泥混凝土封锚，并用防锈油漆涂刷。

1孔～5孔完成后，拆低脚手架，用同样的方法，进行6号～11号孔的钻孔灌浆。

施工完毕后，用环氧树脂封闭拱圈纵向裂缝，然后进行观察，看拱圈在预应力筋的加固后是否有变形和裂缝。

4 结语

通过采用预应力筋加固拱圈和侧墙的方法，我认为比原设计挖除桥面套拱便于施工，既不中断交通，又缩短了时间，节约了投资(节约20万元)。在危桥改造中，如遇类似以上拱圈裂缝等病害，可采用此方法。

但采用此方法搭设支架时一定要平稳，水平钻孔过程中，需谨慎观察，水平控制要准，混凝土浆的配合比和灌注一定要严格，灌浆过程中必须一次完成，在施工中注意多环节的组织配合，不能有一丝疏忽，确保工程质量与安全。