双曲拱桥维修加固工程施工技术

孙红云

(陕西路桥集团有限公司,陕西西安 710075)

双曲拱桥维修加固工程施工技术

孙红云

(陕西路桥集团有限公司,陕西西安 710075)

以安康市高绕公路任河大桥施工为例,分析了主要影响主拱圈承载力降低的病害及成因,为实现提高原主拱圈承载力适应现行交通通行需要,采用主拱圈外包混凝土增大截面法加固技术,并详细介绍了其加固技术的工作原理、主要施工工艺等,为同行施工提供参考。

双曲拱桥 主拱圈 增大截面法 施工技术

1 工程概况

任河大桥位于高滩至绕溪公路K0+106处，桥梁全长117.37m，目前主要病害有：桥面2#台一侧铺装层约70%骨料外露：靠近0#号台测桥面铺装约50%破损；0#台、1#墩顶处桥面铺装多条横向贯通裂缝；2#台处混凝土板大面积碎裂成块；栏杆扶手及花饰多处缺失，局部立柱破损断裂露筋，多处栏杆外倾严重；边孔横系梁横向连接薄弱，全桥腹拱拱圈均出现多处渗水、析碱现象。

拟对桥梁主拱圈采取增大截面，增加横系梁，修补裂缝，重新进行桥面铺装及防撞护栏施工。

2 加固施工方案

双曲拱桥维修加固施工方案，按照施工顺序以如下步骤进行：

(1)在桥跨部位搭设满堂支架。

(2)增大拱肋截面，在原有拱脚、拱肋上植筋，绑扎拱脚、拱肋钢筋，从两端对称分段支模板浇筑混凝土。

(3)拆除支架，当拱肋、横系梁混凝土浇筑全部完成后，混凝土强度达到100%以，拆除模板，支架。

(4)凿除原桥面铺装、人行道栏杆、侧墙混凝土、挖除拱上填料。

(5)主拱圈裂缝封闭、破损修补。

(6)拱上侧墙重新浇筑混凝土。

(7)贫混凝土拱上填料浇筑。

(8)绑扎钢筋，铺设桥面铺装，及桥面系施工。

图1

3 维修加固施工技术(如图1)

3.1 施工满堂支架的搭设

(1)支架基础必须经夯实并硬化达到要求后，再搭设支架。底面进行硬化方法为：场地局部平整后夯实(软弱地段换填垫片石或灰土)，而后对支架底座采用C30混凝土制作40×40cm的底座，厚度不小于20cm，以保证整个支架的基础稳固。

(2)支架横桥向总宽度10m(两侧各留50cm工作宽度)，支架顺桥向间距120cm，横桥向100cm，竖向层高200cm。钢管上下均采用可调节支撑，支架底托下缘横桥向垫槽钢。

(3)所有支架依据搭设高度设置剪刀撑。剪刀撑的斜杆与地面的倾角在45°-60°之间，每道剪刀撑宽度不小于4跨，长度不小于6m，剪刀撑底脚必须撑在地面上，地面采用C30混凝土硬化。在相邻两排剪刀撑之间设大斜撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或横杆扣紧外，在其中间增加2-4个扣结点。满堂支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置。

(4)支架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在底座上沿不大于20cm的立杆上。横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

(5)立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个接头在高度方向错开的距离不宜小于50cm。

(6)在钢管支架两侧设置安全网，并在全桥跨设置兜底安全网，使用符合安全规定的新安全网，安全网要求按孔绑扎，挂设要严密，不留缝隙。

(7)钢管支架搭设顺序：做好搭设的基础准备工作→按立杆间距排放底座→放置扫地杆→逐杆拉立杆并随即与扫地杆扣牢→安装第一步大横杆(与各立杆扣牢)→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→接立杆→设安全网→加设剪刀撑。

3.2 主拱肋增大截面法施工

为提高桥梁承载能力，对主拱肋采用U型外包C40钢筋混凝土加固，外包厚度为25cm。

3.2.1 施工顺序

主拱肋加固施工顺序为：混凝土浇筑从拱脚向拱顶分段进行，两侧同步对称施工。

3.2.2 凿毛处理

清除原拱肋破损严重的混凝土部位，并清理干净，对外露钢筋做好除锈处理。所有新旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于6mm的粗糙面，100×100mm面积中不少于1个点，并冲洗干净，以利于新旧混凝土良好结合。

3.2.3 植筋技术

钻孔：在原桥拱肋上植筋钻孔前，必须探明钢筋位置，严禁盲目钻孔，尽可能减少对原有拱肋混凝土的损害，如遇有原桥墩钢筋，孔位可适当调整。在桥台等砌体结构上钻孔时，宜选在块石中部或两块石间的缝隙处，尽量避免对原结构的破坏。

清理钻孔：孔道先用硬鬃毛刷清理，再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，孔内应保持干燥。

灌胶：将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插入锚筋后，胶液充满整个孔洞。

在胶液固化之前，避免扰动锚固钢筋，孔位附近不应有明水。

植筋钻孔后，应立即清理干净，并予以植埋，并避免成片植筋孔长时间空待，对施工的盲孔应立即清孔干净后用植筋胶回填。

3.2.4 拱肋钢筋施工

绑扎拱肋钢筋骨架，钢筋骨架与种植钢筋牢固焊接固定。钢筋在钢筋场加工，运到现场绑焊。钢筋施工应严格遵循《公路桥涵施工技术规范》相关规定。

3.2.5 吊设模板

拱圈模板在钢筋绑扎完成后安装。模板面板采用竹胶板，后背6×10cm方木加劲，在方木上穿孔，侧面利用植筋焊接拉杆，用蝴蝶卡拉杆螺丝夹紧模板，底板加固利用满堂支架顶部用钢管及管卡卡死。形成拱圈弧度。

3.2.6 浇筑混凝土

采用强制式拌和机现场拌制混凝土浇筑，主拱圈混凝土经由串筒到达支架上，人工入模，混凝土进入拱肋模板后，采用插入式振动器分段、分层密实振捣。

3.2.7 模板支架拆除

当主拱圈混凝土达到一定强度后，先拆除侧模板，混凝土强度达到100%后，拆除主拱圈底模板，然后从跨中对称向两侧逐步拆除满堂支架，吊车起吊至桥上运走。清理河道支架基础及垃圾，保证河道流水畅通。满足环境保护要求。

3.3 裂缝修补

对桥梁局部范围外边面的薄弱和破损采用维修与局部补强相结合的方法。

处理前必须清除掉破损处周围松动残留体并表面凿毛，对外露钢筋做好除锈处理。

采用钢丝刷等工具，清除裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层的污物，然后再用毛刷蘸酒精等有机溶剂，把沿裂缝两侧20-30mm处擦洗干净并保持干燥。

对侧墙出现的裂缝进行封闭(裂缝小于0.3mm)砂浆进行修补。

用环氧树脂+乙二胺浆液进行表面封闭，厚约0.5-1.5mm。

3.4 拱上填料卸载

3.4.1 交通管制

由于任河河水较大，该桥是绕溪镇的交通咽喉，虽然全段封闭施工，但桥面左侧须预留100cm宽人行通道。在桥面施工范围搭设彩钢板护栏以及安全网保证通道行人安全。施工方案采取半幅施工的方法施工。

3.4.2 凿除原有桥面系

用W60挖掘机带破碎锤凿除护栏、人行道、桥面及侧墙混凝土，汽车运输至指定垃圾场堆放。

3.4.3 挖除拱上填料

拱上填料用小挖掘机挖除，汽车运走。开挖时，从主拱圈中部对称向拱座方向挖除，确保施工安全，平衡对称卸载，同时在拱顶侧墙1/4、1/2、3/4处设置观测点，水准仪观测竖向位移变化情况，如果变化较大，必须停止施工，分析原因，改变施工方案，再行施工。在挖到距拱圈顶部20cm时，禁止再用挖掘机挖，必须用人工清理填料，避免挖掘机直接接触拱圈用力过大损坏拱圈。

3.5 回填拱上贫混凝土

将主拱圈顶面及侧墙内表面清洗干净，保证回填前拱顶干净无污染，贫混凝土回填时，从两端拱座处对称向拱顶方向回填，分层施工，每30cm厚一层振捣密实，确保填料密实及施工质量，填筑最后一层时使填料顶面形成2%的横坡，同时形成规定的毛面。

3.6 桥面系施工

3.6.1 桥面系钢筋

按照设计要求绑扎桥面钢筋，同时焊接防撞护栏钢筋。

3.6.2 桥面铺装

桥面混凝土浇筑前，沿护栏内侧桥面设计标高减5cm用钢筋纵向每2m焊接支点，纵向安放直径5cm圆钢管，桥面中线一侧支立模板，作为振捣梁轨道，浇筑C40防水防裂混凝土。在铺装混凝土前，对结合面进行彻底清理并充分湿润。混凝土集中拌和，专用车运输，人工摊铺，插入式振动器结合平板及振动梁密实振捣，施工采用“三振二抹一拉毛”的方法进行。

由于桥面铺装层面积大，厚度薄，新旧混凝土存在龄期差，混凝土养生非常关键。养生安排专人负责，采用土工布覆盖、饱水养生至少7天。

3.6.3 护栏施工

桥面施工结束后完成防撞护栏混凝土浇筑施工，注意预留泄水孔位置。

4 结语

高滩任河大桥是已经运营了40多年的双曲拱桥，为提高结构承载能力和整体刚度，主拱肋采用了外包混凝土增大截面法加固技术，桥面板采用了双层钢筋网防水混凝土补强。从现场施工的工程质量控制情况来看，满足设计和规范要求。达到了公路-Ⅱ级标准。

[1]交通部JTGTF50-2011《公路桥涵施工技术规范》.