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1、危旧拱桥综合加固技术探讨 摘要:在我国城乡道路上分布着大量的旧桥,这些早期修建的桥梁服务能力逐年下降,最后因病害退化为危桥势在必然。将所有危旧桥梁全部推倒重建,既不现实,也不科学,因此对其进行维修改造是目前重要的研究课题。本文结合工程实例,介绍了石拱桥、双曲拱桥加固的一些原则和方法,希望对一些相同或相似类型桥梁的加固提供了一定的借鉴。 关键词:石拱桥;双曲拱桥;加固;原则和方法 一、概述 白山大桥位于庐江县境内X062县道上,建成于1978年,是盛桥镇、白山镇通往古镇三河、合肥及合界高速公路的重要通道,人车流量较大,重载车辆多。该桥中心桩号
2、为K19+060,桥梁全长272m,全桥由主桥与三个方向引桥组成。 二、全桥情况调查及病害原因分析 2.1主桥 2.1.1桥面系 调查中发现桥面泄水管基本堵塞,已失去使用功能,雨水无法及时排泄,阴雨天桥面积水严重,导致雨水下渗,拱脚出现水迹、泥痕。 桥梁全长范围内无伸缩缝,桥面水泥混凝土铺装层出现多处坑槽、网状裂缝等病害。推测原因可能是铺装层下拱上填料强度不足,桥面铺装在长期温度效应作用下,局部产生温缩裂缝,超载车辆及雨水下渗加剧了这种情况的发展。两主跨拱顶处均出现轻微下沉现象。 人行道部分路缘石向外侧移,护栏构件倾斜、栏杆混凝土剥落。
3、 2.1.2主拱圈 桥梁实测拱轴线与设计拱轴线基本吻合,主拱圈的拱肋、立柱、横系梁外观良好,未发现有损伤情况。 2.1.3腹拱 拱波为预制无筋微弯板,相邻板之间仅通过砂浆联系,大部分拱波出现横向裂缝,部分裂缝严重的地方出现渗漏现象。 从拱波横向裂缝出现的位置推断,裂缝产生的主要原因是没有保证相邻板间相结合的有效措施,由于联系薄弱很容易形成单板受力。 另外从现场情况可以看出,在以往的养护作业中也曾对拱波部分的病害进行过一定处理,但由于资金、技术条件等因素限制,只作了简单水泥浆灌缝及表面涂抹处理,而未能作彻底治理。 2.2白山岸引桥 该
4、引桥原为1跨13m的石拱桥,本次加固前已改造为钢筋混凝土空心板桥,目前该引桥使用状况良好。 2.3同大岸引桥 该引桥由一孔直径14m的浆砌块石圆形拱圈构成,拱圈顶部有几条较大的破坏性纵向裂缝,其中一条横向裂缝贯穿拱圈全截面高度。桥台侧墙共有四条较大裂缝。3 结合主拱圈和桥台病害情况,分析会有以下原因,一是早年主拱圈砌石施工质量相对较差,二是桥台基础位于软弱地层,桥台在水平推力作用下产生了位移沉陷,再者是超重车辆使得拱上填料发生侧向推移。以上裂缝宽度均在30mm～50mm之间,且侧墙有倾斜迹象,该石拱桥主体已严重破坏,严重影响过往车辆安全。
5、三、加固原则 (1)提高老桥承载能力和整桥结构刚度,保证车辆通行安全。加固后荷载等级由汽-15,挂-80提高到公路-Ⅱ级标准。 (2)在可能的情况下,尽量多的利用旧桥原有结构,节约工程造价。 (3)施工期间桥梁限制重交通,轻交通正常通行。 四、确定加固方案 (1)桥面系全部更换,拆除旧桥护栏及铺装层。安装泄水管和预制护栏,在主跨拱脚位置增设三道伸缩缝,形成全新的桥面系。桥面铺装采用C40钢纤维防水混凝土,并且增设直径12mm螺纹钢筋网片,提高铺装层整体强度,增加抗磨耗性能,防止桥面雨水下渗。 (2)为保证施工期间不中断桥梁的交通,采用半
6、幅限载正常通行,半幅封闭施工措施。 (3)主桥将损坏的腹拱拱波全部更换,加铺钢筋混凝土拱板,增大结构截面尺寸。下部结构的微裂缝采用注浆补缝法及直接封闭法处理。 (4)对同大岸石拱桥采用整体现浇内衬拱肋加固。环形拱肋增设径向水平联系梁,拱肋间设置横系梁,加强各拱肋间的整体性,改善荷载的横向分布状况。 (5)拱上填料全部更换为二灰(石灰、粉煤灰)轻质填料,这样可达到减轻拱上建筑重量,从而降低主拱圈应力水平的目的。 (6)合理处理拆除旧桥的建筑废料,减少环境污染。 五、加固方案实施 5.1同大岸引桥加固施工 该桥采用浆砌块石圆环形拱圈,为工
7、程实践中极其少见的异形石拱桥,可以形象地理解为一孔径14m的圬工砌体圆管涵。由于有近二分之一拱圈淹没于水下,故需先在拱圈上下游两侧修筑施工围堰,封闭拱圈范围内水流,再将孔内水排尽之后,方可进行下部内衬拱肋的施工。 5.1.1围堰施工 在对桥洞两侧水下深度及地形构造探测后,绘制了桥下河床断面图,即着手围堰的施工。 钢围堰制作及就位。针对施工现场具体情况,决定采用平板式钢围堰紧贴拱圈上下游两侧封堵水流。平板式钢围堰是在横向工字钢主梁及竖向槽钢加劲肋架组合成一个整体框式骨架的表面焊接一层5mm钢板制作而成。钢围堰结构的焊接要做到下料准确,骨架各部分
8、之间焊接需牢固,必须保证焊缝的强度。特别要注意相邻钢板间焊缝的强度,这是非常关键的一道工序。焊接完成经细致检查后,采用两台
