某大跨径钢筋混凝土拱桥的加固实例

邹 玉 生

(山西省吉县公路管理段，山西 吉县 042200)

壶口大桥位于国道309线K1293+512处吉县境内，该桥设计荷载汽车—20级,为1-90 m钢筋混凝土拱桥，桥梁全长142 m，全宽8.5 m，设计荷载汽—20，挂—100，承载能力相对较低。经过10余年的运营，桥梁部分主体结构及附属设施出现了不同程度的病害。采用主拱圈全断面加铺10 cm厚钢筋混凝土套箍加固，对锈蚀的钢板进行防腐处理，对有脱落迹象的钢板进行补焊；对拱圈所有渗水部位进行处理，对裂缝灌浆封闭，对腹拱板连接缝的混凝土剥落部位进行灌封闭胶，并在伸缩缝端增设牛腿；拆除更换损坏、缺失的护栏，修补护栏缺失的部分构件，对护栏基础露筋、混凝土剥落进行修补等措施对该桥进行加固改造处理。加固处理措施分为以下几种。

1 主拱圈加固

1)凿除拱箱拱底连接处的泛碱混凝土，深度0.5 cm～1 cm，至新鲜混凝土面露出，用环氧砂浆补平。对于渗水的部位采用钻孔插入直径15 mm，长度为80 mm的PVC管，外露20 mm，PVC管插入箱体部分钻以小孔，以利于透水。2)对裂缝及混凝土剥落部位灌封闭胶。3)对钢板锈蚀部分进行防腐处理，并对部分有脱落迹象的钢板进行补焊。4)在主拱两侧近端部的4孔腹拱内的主拱圈顶面，采用全断面加铺10 cm厚C40钢筋混凝土套箍加固。钻孔植筋后，采用绑扎钢筋网，其横向间距为150 mm的Φ10钢筋，顺桥向间距为150 mm的Φ12钢筋以增强主拱圈整体性，改善受力条件。5)混凝土浇筑用商混，采用泵送浇筑。施工前，先把主拱圈顶部打毛处理，将旧混凝土面湿润，然后植筋，绑扎钢筋网，支侧模，浇筑时采用从下往上浇筑，人工分层振捣，待初凝后洒水覆盖塑料薄膜养护，养护不小于7 d。

2 腹拱圈及横墙加固

对腹拱圈所有渗水部位进行处理；对裂缝采用结构胶封闭;对腹拱板连接缝的混凝土剥落部位进行灌浆勾缝，并在伸缩缝端增设牛腿，防止腹拱板落梁。

根据裂缝宽度分别进行抹缝、灌缝处理。横墙基础有偏位的，植筋后现浇15 cm厚C35混凝土，处理高度150 cm。

2.1 裂缝封闭

1)裂缝检查。修补前对裂缝进行详细检查记录。

2)开V型槽。用工具沿裂缝开深8 mm～15 mm、宽5 mm～10 mm的V型槽。用高压空气将槽内的浮尘清除。

3)接触面处理。用丙酮等清洗剂沿缝长洗刷V型槽，由于丙酮具有高度易燃性,必须严格按照规范规定使用。清洗完毕后，对接触面进一步进行处理。

4)封缝。将配置好的砂浆，用力均匀填满V型槽。填塞一定要饱满。

5)表面处理。待砂浆彻底固化后，对裂缝表面进行清洁、去毛刺，并用角磨机对裂缝表面进行打磨，使其平整。

2.2 裂缝灌注

1)准备工作。a.在灌注前，要对需要修补部位的裂缝进行详细的检查，并做好记录，对裂缝病害进行分析，大致掌握所用材料量及裂缝现状。b.在裂缝两侧30 mm～50 mm之内进行工作面处理，用工具沿缝凿成深2 mm～4 mm，宽4 mm～10 mm的V型槽，并凿毛裂缝内混凝土的表面。凿除完毕后，如有外露钢筋，则需要对它进行除锈处理。c.随后除掉V型槽及裂缝周围及表面的松散杂物，用高压空气清除槽内浮尘。d.将槽周围用清洗剂进行清洗，最后擦拭并晾干。2)封缝。同时封闭压浆区域内的裂缝，防止相互贯通导致的跑气跑胶。用毛刷涂刷一层环氧树脂浆液，涂刷要平整均匀，防止出现气孔和波纹，再用封缝胶封闭。

3 植筋

1)按图纸要求，测量放线定出植筋位置，做好标记。

2)用钢筋探测仪探测桥梁构件，确定植筋部位的钢筋位置；若需植筋位置存在钢筋，应适当调整钻孔位置。

3)根据植筋钢筋的直径和深度选择合适的钻头进行钻孔。钻孔直径应大于植入钢筋的直径5 mm，成孔的深度应大于设计深度8 mm。

4)成孔后，首先把桥梁构件表面的粉尘除掉，然后用电动毛刷把孔壁上的浮尘刷掉，最后再用高压空气通入孔底，将孔内浮尘彻底清除。

5)孔内及孔壁不允许残留水和油等液体。在进行植筋前，要对孔内及孔壁进行干燥处理，处理完毕后，才能进行植筋。

6)清孔：用蘸丙酮等清洗剂的棉刷反复刷洗孔壁，直到孔壁的浮尘完全粘到棉刷上。当棉刷刷脏后应换新棉刷，不允许用脏棉刷反复清洗，以保证孔壁完全清洁。用清孔胶清孔。待孔内丙酮完全挥发后，使用在现场按照比例配制的清孔胶清孔。先给孔内注入适量胶体，然后用钢筋充分搅拌，直到把孔壁上的浮尘全部粘在胶体上，此时清孔完成。

7)钢筋加工：下料前，先去除钢筋上的铁锈，油渍等杂物，然后按照设计尺寸下料。加工严格按配料表进行，配料表须注明需加工钢筋的型号、形状、尺寸及使用部位和数量。

8)植入：当所有准备工作都完成后，此时可以进行植入钢筋工序。先给孔内注入达孔深2/3量的植筋胶，然后慢慢、匀速转动植入钢筋。植入的钢筋必须植到底。当钢筋完全植入并稳定后，将遗留在洞外多余的植筋胶及时刮掉。

9)废孔及缺陷处理：施工中如果出现废孔或结构构件缺损，插入钢筋，并采用高于构件混凝土一个强度等级的水泥砂浆填密实。

4 在伸缩缝端增设牛腿

在腹拱圈内搭设牛腿施工脚手架，支架高度以方便施工为宜，施工人员进入支架在伸缩缝端牛腿尺寸范围内凿毛、植筋、绑扎钢筋，支模、浇筑混凝土，浇筑完成后及时进行养护。

5 采用高性能复合砂浆对主拱圈破损、麻面等缺陷进行处理

1)清理。对主拱圈出现的蜂窝麻面、松散、剥落等缺陷的部位以及钢筋外露区域，人工凿除同时采用气动工具将松散、破损的混凝土清除干净，直至露出坚硬的表面，保证需要处理部位无油污、灰尘等杂物；

2)对于深度不小于10 cm或面积不小于100 cm2的缺损部位，在其表面凿成锯齿状，要凿至能够看见混凝土粗骨料的坚实层；清理时，不要损伤梁体原有钢筋；

3)高性能复合砂浆材料要求：是一种新型无机材料，具有强度高、收缩小，与混凝土黏结性能好等优点，根据试验确定材料的配合比；

4)在清理完成以及钢筋除锈处理完毕后，采用高性能复合砂浆对缺损部位进行修补，要求修补后的结构表面平整密实，不松散；

5)修补完毕后，应及时做好养护工作，确保高性能复合砂浆表面平整、光洁、无裂缝。

6 结语

通过对大跨径钢筋混凝土箱型拱桥加固施工的难点和重点进行分析,提出了对主拱圈套箍加固、混凝土剥落及裂缝处理的技术方案及施工过程,为同类桥梁的加固施工提供了借鉴。通过如上加固措施处理,该桥承载力明显增强,经过桥梁专项检测,达到了一类桥的标准，实现了经济效益和社会效益双赢的效果。

[1] 周建廷.钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥研究[J].公路杂志，2002(1):96-98.

[2] 潘宝林,廖 军,王润建.某大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的加固技术研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2012(11):43-47.