1、石拱橋的維修加固方案求迎不新石拱橋的維修加固方案溪口橋概況溪口橋位于延平區(qū)境內(nèi)的316國道K211+922處，該橋由舊石拱橋和兩側(cè)新加寬橋組成。舊石拱橋凈跨20m，全長32.80m，橋?qū)?m，橋高8.9m，矢跨比1/4,拱圈采用7.5號砂漿砌筑粗料石，厚度85cm.橋臺(tái)采用5號砂漿漿砌塊石。橋臺(tái)兩側(cè)為5號漿砌塊石擋土墻，臺(tái)后填筑當(dāng)?shù)氐耐潦旌狭?，舊石拱橋于1967年建成通車。兩側(cè)新加寬橋板拱為砼，于1999年12月建成通車。舊拱橋經(jīng)運(yùn)營30多年后，在橋梁檢測中發(fā)現(xiàn)下述病害：靠南平臺(tái)起拱線處拱圈有多處微裂縫并伴有嚴(yán)重滲水現(xiàn)象;靠順昌臺(tái)處拱圈沿縱向有3條裂縫，縫寬在815mm;順昌臺(tái)臺(tái)身也出現(xiàn)多條

2、裂縫，其中一條裂縫貫穿整個(gè)臺(tái)身并延伸至拱圈。經(jīng)過觀測，發(fā)現(xiàn)裂縫每年有所發(fā)展，2001年的檢測記錄比照1999年的檢測記錄，其裂縫延長發(fā)展了2.3m，縫寬也增大了23mm.拱頂滲水嚴(yán)重，行車道下沉25cm.兩側(cè)新加寬橋沒有發(fā)現(xiàn)病害，舊拱橋綜合評定為危橋，急需采取技術(shù)措施進(jìn)行加固或重建。病害成因及加固方案的選定經(jīng)對溪口中橋病害的分析，認(rèn)為裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，但其主要成因有4個(gè)：其一，舊拱橋建于60年代末，由于臺(tái)后填土范圍小，填土又很高，壓實(shí)機(jī)械無法到位，小型機(jī)具又達(dá)不到壓實(shí)效果，填土壓實(shí)度不夠，土壓力較大。由于在高填土下，拱橋臺(tái)身主要承受的荷載是填土自重和土壓力，汽車活載效應(yīng)較小，若填土壓實(shí)

3、不足，土體本身形不成自拱，臺(tái)身勢必形成較大的土壓力，使橋臺(tái)臺(tái)身及基礎(chǔ)產(chǎn)生推移，引起開裂。其二，舊拱橋基礎(chǔ)采用打梅花型松木樁處理，由于地基承載力不足，產(chǎn)生了不均勻沉降。其三，拱圈、橋臺(tái)砌筑工藝差，砌體砂漿不飽滿，石料強(qiáng)度規(guī)格不符合設(shè)計(jì)要求，臺(tái)身部分片石被壓碎破裂。其四，國道上交通量日益增大，車輛超載也隨著增加，重車荷載有增無減地繼續(xù)作用，勢必使拱圈在許多局部呈現(xiàn)單個(gè)或少數(shù)構(gòu)件受力集中現(xiàn)象，全斷面受力甚不均勻，也是造成病害的重要原因。根據(jù)316國道交通流量大、又不能中斷交通的特點(diǎn)，分別擬訂了3個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。方案一：在現(xiàn)橋的右側(cè)建造一座新橋，但因造價(jià)高，且路線不順暢，對行車不利而否定;方案

4、二：拆除現(xiàn)有舊拱橋，利用原橋臺(tái)，改建成梁橋。但由于不能中斷交通須先建通車便橋，再拆老橋，這就增加新建便橋費(fèi)用，造價(jià)大、工期長;而且此方案其臺(tái)后土壓力仍然對橋臺(tái)產(chǎn)生作用，且對兩側(cè)加寬橋也會(huì)造成影響，因此也不可行;方案三：即對現(xiàn)有拱橋?qū)嵤┮r砌加固方案，即在現(xiàn)有的石拱橋下加固一個(gè)鋼筋混凝土的套拱，河底做成仰拱形式。其理由及優(yōu)點(diǎn)為：(1)該橋橋下為山區(qū)溪流，不通航，匯水面積不大，溪流縱坡大，排水迅速，經(jīng)向當(dāng)?shù)厝罕娏私?，套拱后也不影響其排?(2)可以不中斷交通，在橋下施工，現(xiàn)場施工管理也簡單;(3)造價(jià)低。加固改造設(shè)計(jì)方案要領(lǐng)(1)裂縫注漿封閉：由于該橋拱圈多處開裂，部分裂縫已貫穿整個(gè)臺(tái)身，為防止裂縫

5、進(jìn)一步發(fā)展，先采用高壓灌漿法對縫隙進(jìn)行封閉補(bǔ)強(qiáng)，然后再進(jìn)行下一步加固。(2)拱圈襯砌加固：該橋從病害成因及現(xiàn)狀分析，若只采用高壓灌漿進(jìn)行加固，考慮到橋梁臺(tái)身及拱圈開裂嚴(yán)重，地基承載力不足，灌漿后橋臺(tái)及拱圈仍無法達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，還將存在較大隱患，所以采用內(nèi)壁現(xiàn)澆鋼筋混凝土拱圈的永久性加固方案。即在原石拱圈腹內(nèi)布錨桿，使石拱圈與鋼筋混凝土拱圈構(gòu)成復(fù)合式拱圈，通過復(fù)合式拱圈增強(qiáng)磚石的抗彎拉應(yīng)力和整體剛度。本著造價(jià)經(jīng)濟(jì)、滿足承載要求以及襯砌后拱橋過水?dāng)嗝娣e仍能滿足泄洪要求的原則，鋼筋混凝土拱圈厚度采用40cm厚進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)河床仰拱襯砌：除對拱圈、臺(tái)身進(jìn)行套拱襯砌加固外，河床特別做成仰拱形式襯砌加固，

6、其作用是：仰拱可以使橋梁整體的承載力得到提高;仰拱可以減少橋梁的周圍位移;仰拱可以克服橋臺(tái)基礎(chǔ)承載力不足;仰拱可以使偏心受壓向軸心受壓轉(zhuǎn)變;仰拱可以改善橋梁整體受力。4施工技術(shù)要點(diǎn)裂縫處理對原橋的拱圈及橋臺(tái)前墻裂縫進(jìn)行鉆孔壓漿處理，增加原石拱橋的整體強(qiáng)度。沿臺(tái)身及拱圈裂縫，每隔100cm鉆壓漿孔，拱圈鉆孔深均為60cm,橋臺(tái)前墻鉆孔深度根據(jù)墻厚而定。壓漿前先將裂縫鑿成V形槽，在槽面上涂一層1.5cm的環(huán)氧樹脂，再抹水泥砂漿封堵，待砂漿形成強(qiáng)度結(jié)硬后，用灰水比1：0.5、壓力為0.60.8MPa的水泥漿在壓漿孔處進(jìn)行壓漿，壓漿管的長度貫穿整個(gè)構(gòu)造物，壓漿時(shí)鄰孔為排氣孔，在排氣孔冒出同濃度漿液后即

7、對壓漿孔和排氣孔進(jìn)行堵塞。壓漿時(shí)應(yīng)采用自下而上的順序施工，同時(shí)壓漿時(shí)還需考慮到臺(tái)腔滲漿。套拱施工(1)在舊拱圈內(nèi)進(jìn)行C25鋼筋砼拱下套拱加固，原拱圈與套拱之間用20錨固鋼筋聯(lián)結(jié)，拱圈上錨桿長75cm,嵌入拱圈40cm，橋臺(tái)前墻上錨桿長85cm,嵌入墻體50cm，均采用梅花型布設(shè)，并用1：1水泥漿加膨脹劑灌注，錨桿應(yīng)與套拱鋼筋網(wǎng)焊接成整體。(2)在仰拱底下鋪50cm厚砂礫層，分層填筑夯實(shí)后，即綁扎仰拱的鋼筋骨架，澆注混凝土。(3)現(xiàn)澆兩側(cè)臺(tái)身。澆注前錨桿還應(yīng)與襯砌鋼筋網(wǎng)焊接，臺(tái)身鋼筋應(yīng)與仰拱鋼筋骨架焊接在一起，混凝土澆注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)震搗。(4)澆注拱圈混凝土。由于拱圈混凝土厚度只有40cm,綁扎鋼

8、筋、填料及震搗較困難，因此采用泵送混凝土分段澆注(每2m為一段)，混凝土應(yīng)從兩側(cè)拱腳向拱頂延伸，并及時(shí)震搗夯實(shí)。澆注完畢后噴水養(yǎng)生，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號的80%以上時(shí)方可拆除模板。5結(jié)語采用鋼筋混凝土套拱對石拱橋進(jìn)行加固，具有省時(shí)、省錢、工藝簡單、不中斷交通等諸多優(yōu)點(diǎn)，恢復(fù)了原來的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使危橋得到改善。通過3年多的運(yùn)營，經(jīng)詳細(xì)檢測，技術(shù)狀況良好，未發(fā)現(xiàn)任何不良變化，達(dá)到了預(yù)期效果。省道S225線石拱橋加固施工方案水口大橋位于省道S225線，中心樁號K93+537.65，于1969年10月建成通車，設(shè)計(jì)荷載為汽-13，拖-60，上部結(jié)構(gòu)為料石拱，4跨53.75m，橋L為256.35m，橋b為9m

9、，行車道b為7m，下部結(jié)構(gòu)采用沉井基礎(chǔ)。水口大橋由于橋齡較長，經(jīng)過長時(shí)間的超負(fù)荷使用，特別是近幾年超限、超載車輛的頻繁通行，加速橋梁的損壞，又隨著人類對森林保護(hù)，山嶺水土流失逐漸減少，但由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及城市建筑的發(fā)展，河沙大部被澇走，隨著洪水對泥沙的沖流，河床逐漸下降，大多數(shù)的橋梁基礎(chǔ)局部普遍出現(xiàn)了基礎(chǔ)淘空，裂縫等。經(jīng)過檢測，水口大橋1#、2#、3#橋墩基礎(chǔ)沉井井壁有多處開裂，裂縫b為5-8mm；河床下降，基礎(chǔ)淘空外露等，腹拱有多處裂縫，橋面鋪裝原有瀝青混合料嚴(yán)重老化、壞爛，橋欄損壞嚴(yán)重，直接影響到橋體安全，威脅著交通安全暢通。.加固方案鑒于這是一座橋齡較長的料石拱橋，具有一定的歷史價(jià)值，它

10、的主拱結(jié)構(gòu)良好，故加固方案是根據(jù)汽-20荷載標(biāo)準(zhǔn)及百年一遇洪水沖刷要求，對橋梁進(jìn)行測算，由于該橋主拱是料石拱，而且拱圈完好，拱圈內(nèi)力系按分項(xiàng)全系數(shù)的極限狀態(tài)計(jì)算恒活載內(nèi)力可以滿足要求，故對主拱不動(dòng)，根據(jù)采用該橋橋墩開裂、淘空現(xiàn)象，而且原有墩身較小，坩入的地下層仍為較軟的粉砂巖，因此對1#、2#、3#橋墩必須加厚即外包一層d為40cm的C30鋼筋混凝土，并在沉井基礎(chǔ)周邊加入6根為120cm的樁基，樁基及原沉井基礎(chǔ)上增設(shè)d為220cm、沉井外b為200cm的承臺(tái)，與橋墩加固部分互相連接（沉井基礎(chǔ)上d為40cm），具體位置及形式見示意圖。attachment=24431圖為水口大橋1#、2#、3#橋

11、墩的加固側(cè)立面及平面圖，其中陰影部分為加固層，單位cm，加固的承臺(tái)b控制要素L1、L2、L3及樁深h隨各墩的實(shí)際情況而不同，根據(jù)地質(zhì)探測資料，結(jié)合橋梁承受荷載，以及洪水的沖擊力等因素，要求1墩基礎(chǔ)需嵌入微風(fēng)化砂礫巖至少1.5m，加固的2墩基礎(chǔ)需嵌入微風(fēng)化砂礫巖至少1.5m，加固的3墩基礎(chǔ)需嵌入微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖至少8m,各橋墩基礎(chǔ)尺寸(見表1)：attachment=24432加固層布筋按橋梁實(shí)際受力及荷載標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算布筋，主要如下：(1)橋墩部分主要是在半圓內(nèi)圈、外圈及直線連接均設(shè)置間距20cm20mm鋼筋，內(nèi)外圈筋由4根鋼筋組成單面焊接，在原有沉井基礎(chǔ)按40cm40cm密度植入25mm錨固筋，植

12、入深度至少20cm，在與承臺(tái)上面的交接設(shè)立橫向20mm支撐筋，承臺(tái)上部分(原墩基礎(chǔ)以上40cm)布置雙層25mm橢圓圈鋼筋，層間距20cm，另外還有豎立筋、平直連結(jié)橢圓筋等，間距20cm。(2)承臺(tái)下部分(d為180cm)，底層兩半圓及連接線布置間距20cm的25mm鋼筋，在原沉井基礎(chǔ)植入25cm深的錨固筋，密度同上，另外還有架立筋，間距100cm100cm，樁項(xiàng)布置雙層面積為200cm200cm鋼筋網(wǎng)，層間距50cm，密度20cm20cm等。(3)樁基鋼筋，按規(guī)范要求設(shè)立豎筋、箍筋及加勁箍筋，加勁箍筋每兩米設(shè)一道，雙面焊接，并沿加勁箍筋四周均勻綁扎四塊10cm10cm6cm的預(yù)制砼定位塊。對

13、于橋面鋪裝原有瀝青混合料嚴(yán)重老化、壞爛，橋欄損壞嚴(yán)重，采取拆除原橋面鋪裝層，改為C30混凝土鋪裝并設(shè)立混凝土防撞欄，腹拱圈開裂處灌漿修補(bǔ)等，改為C30鋼筋砼鋪裝后，大大分散了橋面的集中受力，使主拱整體受力得到較大的提高。發(fā)揮料石原有的堅(jiān)固、抗壓性強(qiáng)功能等特性。.方案分析本方案對水口大橋的加固得到多位工程師及專家的認(rèn)可，針對了原橋荷載等級低、墩基礎(chǔ)開裂、露基等病害，在原橋墩周邊增設(shè)承臺(tái)，加固原有基礎(chǔ)，鞏固并提高了原有荷載，目前工程已接近完工，經(jīng)過橋載檢測，現(xiàn)在荷載已可達(dá)到汽-20，掛-100標(biāo)準(zhǔn)，橋墩基礎(chǔ)可抗百年一遇洪水災(zāi)害。特別是橋墩基礎(chǔ)的加固，不光解決了原有沉井基礎(chǔ)的開裂、露基等毛病，而且還提高了整橋的荷載能力，很好地利用了原料石拱橋固有的堅(jiān)固、耐用的特點(diǎn)，同時(shí)，對石拱橋改設(shè)鋼筋混凝土橋面鋪裝，可使主拱整體受力更均勻，減少因集中受力而發(fā)生局部破壞。經(jīng)過對該橋的加固維修，不但對橋的主體結(jié)構(gòu)不影響，外觀上，它依然是一座雄偉的古石拱橋，具有一定的歷史文化意義。.結(jié)束語危橋加固是當(dāng)前我國