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淺談石拱橋病害與維修加固

2017-04-09 21:55
四川水泥 2017年5期
關(guān)鍵詞:石拱橋拱圈橋臺(tái)

李 智

(宜賓市公路局 四川 宜賓 644000)

淺談石拱橋病害與維修加固

李 智

(宜賓市公路局 四川 宜賓 644000)

石拱橋在我國的橋梁建筑中極為常見,由于受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等條件的限制,整體質(zhì)量及荷載等級(jí)不高,且隨著通行車輛軸載重量提高,特別是超載車輛運(yùn)行,部分橋梁出現(xiàn)病害,因此需對(duì)石拱橋進(jìn)行維修加固處理。本文根據(jù)我市近年來先后對(duì)二十多座石拱橋進(jìn)行維修加固所積累的經(jīng)驗(yàn),先是對(duì)石拱橋中常見的病害和產(chǎn)生的原因進(jìn)行概述,再詳細(xì)介紹石拱橋加固改造常用的方法,以使石拱橋加固改造經(jīng)驗(yàn)得到交流和借鑒。

石拱橋;病害;維修加固

石拱橋是我國傳統(tǒng)橋梁的基本類型之一,因跨越能力較大,構(gòu)造簡單,技術(shù)容易被掌握,橋型古樸美觀,耐久性好,建筑材料能夠就地取材,節(jié)省大量的鋼材和水泥,造價(jià)低廉,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少,特別是在我國南方,是上世紀(jì)九十年代以前廣泛采用建造的主要橋型。我國最早出現(xiàn)且有記錄的石拱橋是在公元282年建成的“旅人橋”,現(xiàn)存最早的石拱橋是著名的“趙州橋”,因此石拱橋在我國出現(xiàn)的歷史較為悠久。由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制,目前我國現(xiàn)存的石拱橋荷載等級(jí)較低,承載力弱,大都處在超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下;石拱橋本身的恒重已經(jīng)很高,石拱橋的拱圈在受到強(qiáng)大的壓力之后,會(huì)產(chǎn)生較大的水平推力,因此對(duì)石拱橋的地基、墩臺(tái)要求更高,我國的石拱橋大多出現(xiàn)病害缺陷,嚴(yán)重影響了道路的暢通,給通行車輛和人員造成了極大的安全威脅。

一、石拱橋中常見的病害及原因分析

1、主拱圈的開裂

(1)主拱圈橫向開裂

一般說來,這類病害較為少見,主要是在石拱橋施工的過程中產(chǎn)生的。眾所周知,石拱橋拱圈的重要受力特征為受壓構(gòu)件,而橫向裂縫產(chǎn)生的條件是拱石受到縱向拉力的作用,但作為受壓結(jié)構(gòu)的拱圈幾乎不可能受拉,所以橫向裂縫一般為施工過程中造成的。在拱圈砌筑時(shí),砌縫砂漿或混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度,過早地脫模,引起拱圈下沉,導(dǎo)致砌縫開裂,甚至拱石自身開裂;多層拱石組成的拱圈,在砌筑上層拱石時(shí),第一層拱石砌縫基本已達(dá)到強(qiáng)度,如果此時(shí)發(fā)生支架下沉,也將引起拱腹橫向開裂。

如果排除了施工原因引起的橫向裂縫,則可從拱圈結(jié)構(gòu)受力方面分析了。常見的基礎(chǔ)沉降容易使拱圈產(chǎn)生橫向開裂。早期修建的中小跨徑石拱橋,由于受施工條件、機(jī)具的限制,部分基礎(chǔ)未能放置在基巖上,地基承載力不高。施工完成后,地基經(jīng)過多年的沉降累積,達(dá)到一定的沉降量,傳遞至主拱圈,使拱圈在不同部位受拉,產(chǎn)生變形、開裂。

如果排除了施工原因、基礎(chǔ)下沉等引起的拱圈橫向開裂,則可判斷拱圈受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載引起的橫向裂縫。這種病害很少見,但一旦發(fā)生,則說明此拱圈的承載力嚴(yán)重不足,在重型車輛的作用下發(fā)生垮塌的可能性極大,因此存在較大的安全隱患。這種病害產(chǎn)生的原因一般為拱圈強(qiáng)度薄弱,包括拱圈截面較小、砌體強(qiáng)度不高等。當(dāng)然,這是相對(duì)于拱圈上部的荷載而言,譬如現(xiàn)在的超重車輛若作用于早期修建荷載等級(jí)較低的石拱橋上,則可能出現(xiàn)這種情況。

此外,如果實(shí)際拱軸線嚴(yán)重偏離恒載壓力線,使得拱圈內(nèi)縱向彎矩過大,達(dá)到一定的極限值后,使拱圈上緣或下緣受拉,也可導(dǎo)致拱圈橫向開裂。

(2)主拱圈縱向開裂

主拱圈縱向開裂的現(xiàn)象比較常見,這是由于砌體材料抗壓不抗拉的特性決定的。在進(jìn)行拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),一般考慮整個(gè)拱圈橫截面共同抗壓,這對(duì)于相對(duì)均勻的拱上恒載而言,無疑是正確的;但對(duì)于移動(dòng)荷載、集中荷載而言,則顯得理想化了。我們都知道,在進(jìn)行梁板橋分析時(shí),考慮了橫向分布系數(shù)的影響,事實(shí)上,我們也可以將拱圈縱向分割成幾條,每條單獨(dú)受力。當(dāng)集中荷載作用于某條上時(shí),它會(huì)通過條與條間的相互約束作用橫向傳遞,使得相鄰的條共同承擔(dān)集中力,以至擴(kuò)展至整個(gè)拱圈共同受力。這種約束作用實(shí)際為橫向拱石間的內(nèi)力,即剪力和彎矩。約束作用的大小取決于拱圈橫向剛度和縱向剛度的比例。一般說來,拱圈的橫向剛度均較小,如果其遠(yuǎn)小于縱向剛度,則橫向內(nèi)力得不到均勻的傳遞,各條分擔(dān)的內(nèi)力差異較大,直接受荷載作用的條所分擔(dān)的內(nèi)力最大,最遠(yuǎn)的條所分擔(dān)的內(nèi)力最小。根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變的等效關(guān)系,則前者產(chǎn)生的變形大,后者變形小,兩者變形不協(xié)調(diào),從而產(chǎn)生縱向裂縫。這種裂縫的發(fā)生主要有以下幾種可能:(1)拱圈寬跨比較大,即“寬橋”的情況。此時(shí),由于拱圈較寬,橫向剛度變得很小,而跨徑卻不大,縱向剛度很大,根據(jù)以上的分析,容易出現(xiàn)縱向裂縫;(2)實(shí)腹式拱橋。實(shí)腹式拱橋,由于拱圈邊緣的側(cè)墻與拱圈聯(lián)合作用,使其邊緣的條縱向剛度較大于中部的條,即使在受力均勻的情況下,也會(huì)產(chǎn)生下?lián)喜灰恢?,從而產(chǎn)生縱向裂縫;(3)集中荷載過大,即超限車輛的作用時(shí)。此時(shí),由于拱圈的橫向剪力傳遞有限,條與條間的剪力不能完全被傳遞,直接受作用的條受力過大,相鄰的條受力較小,兩者變形不一致而產(chǎn)生縱向開裂。

對(duì)于以上3種情況,筆者深有體會(huì)。(1)兩座同樣30m跨的空腹式石拱橋,設(shè)計(jì)參數(shù)除寬度不同外,其余基本一致。其中一座寬7.5m,另一座寬16m。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn),寬度為7.5m者,拱腹基本無縱向裂縫,而16m者,拱腹出現(xiàn)較多的裂縫,裂縫一般長幾米不等,最大寬度1~2毫米以內(nèi)。此說明其寬跨比不合理,使其縱向開裂;(2)我市轄區(qū)內(nèi)小跨徑的實(shí)腹式石拱橋較多,其病害通常為沿拱圈邊緣縱向開裂,且裂縫的走向基本與拱上側(cè)墻的坡腳線一致。(3)一般國省道上的大、中跨徑石拱橋,拱圈縱向開裂的較多,而縣鄉(xiāng)道上的石拱橋則出現(xiàn)拱圈開裂的相對(duì)較少。其原因?yàn)閲〉郎系闹匦蛙囕v較多,拱圈在較大的集中荷載頻繁作用下開裂。反之,縣鄉(xiāng)道上的石拱橋則很少出現(xiàn)拱圈開裂現(xiàn)象。

除以上情況外,基礎(chǔ)不均勻沉降會(huì)引起拱腳段產(chǎn)生縱向裂縫。這類病害在大跨徑石拱橋中很少出現(xiàn),因?yàn)樵缙谛藿ǖ拇罂鐝绞皹颍跇蛭贿x擇時(shí),首先考慮的往往是地質(zhì)條件較好,所以其基礎(chǔ)一般均放置在承載力很高的巖層上,不會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降的現(xiàn)象。但也有個(gè)別橋梁,基礎(chǔ)發(fā)生了不均勻沉降,導(dǎo)致拱腳段、橋臺(tái)前墻出現(xiàn)貫通性裂縫,且裂縫寬度呈下大上小的狀態(tài)。

2、腹拱圈開裂

腹拱圈開裂的原因與主拱圈基本一致,而且對(duì)于以上分析的3種可能情況表現(xiàn)更為突出,所以,腹拱圈更容易出現(xiàn)縱向開裂。在眾多的空腹式石拱橋中,主拱圈出現(xiàn)開裂的相對(duì)較少,而腹拱圈開裂的則較多,說明了這一現(xiàn)象。

將主拱圈病害產(chǎn)生的以上3種情況,用于分析腹拱圈時(shí),如下:

(1)腹拱圈寬跨比更大,橫向剛度太弱,導(dǎo)致腹拱圈承擔(dān)集中荷載的范圍更小,所以出現(xiàn)縱向開裂;(2)腹拱圈拱上側(cè)墻與拱圈形成的聯(lián)合截面“條”縱向剛度遠(yuǎn)大于中部“條”的縱向剛度,且車輛荷載較難直接作用于拱圈邊緣,造成“邊緣剛度大但受力小,中部剛度小而受力大”的現(xiàn)象,所以變形不一致,沿側(cè)墻坡腳產(chǎn)生開裂;(3)由于腹拱圈厚度一般僅30~40厘米,超重車輛的車輪荷載直接作用于腹拱圈時(shí)(一般拱上填料不厚),其集中荷載的表現(xiàn)更為顯著,所以更容易產(chǎn)生開裂。

此外,由于臺(tái)后填料不良引起土體膨脹,撕裂前墻后,一并撕裂腹拱圈,也是較為常見的病害。

3、基礎(chǔ)病害

石拱橋的墩臺(tái)基礎(chǔ)出現(xiàn)病害,多是由于基礎(chǔ)不均勻沉降、地基土軟化、淘空,造成墩臺(tái)出現(xiàn)不均勻的沉降、傾斜等現(xiàn)象;基礎(chǔ)不均勻沉降、地基土軟化,這類病害常見于較小跨徑,一般10米以內(nèi)的石拱橋。其產(chǎn)生的原因?yàn)榛A(chǔ)未放置在基巖上,或地基土軟化后承載力較弱。這是由于早期修建石拱橋時(shí)受施工機(jī)具、技術(shù)的限制,無法開挖至基巖層,但考慮其跨徑不大,將其放置在土層上造成的。

基礎(chǔ)淘空這類病害,多由于河道變遷后,水流直接沖刷基礎(chǔ)造成。早期修建的橋梁,受經(jīng)濟(jì)的約束,一般盡可能的將跨徑縮小,使得橋臺(tái)向主河道靠攏,大大壓縮了原始河床斷面。在遭遇較大洪水時(shí),水流直接沖刷基腳,將其淘空。如果其基礎(chǔ)嵌置在硬質(zhì)巖層內(nèi),則對(duì)橋梁影響不大,如果放置在軟質(zhì)巖層,如泥巖,或土層上時(shí),則會(huì)危及橋梁的安全。

4、橋臺(tái)病害

石拱橋橋臺(tái)內(nèi)填土一般較高,受U型橋臺(tái)空間限制,填料不易壓實(shí),其壓實(shí)度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。在我們西南地區(qū),很多地方以泥巖為主,其填料也為就近挖填的泥巖,其具有遇水膨脹性。成橋后,由于路面防水較差,雨水下滲,引起臺(tái)內(nèi)土體膨脹,產(chǎn)生側(cè)壓力導(dǎo)致側(cè)墻外傾、開裂及前墻拉裂等現(xiàn)象。

此外,早期修建的石拱橋,橋臺(tái)翼墻或臺(tái)后擋墻,往往疏忽設(shè)置泄水孔,導(dǎo)致臺(tái)內(nèi)積水,引起填料軟化、膨脹等。

5、橋面病害

橋面病害主要表現(xiàn)為路面沉降、混凝土板斷裂、車撤、坑凼等。臺(tái)后及實(shí)腹式拱橋路面病害可歸結(jié)于路基路面病害一類,這里不作討論。

空腹式石拱橋橋面出現(xiàn)開裂、斷板等病害的主要原因?yàn)椋海?)拱腹填料不良,且無法壓實(shí)。按照其施工條件,拱腹填料最佳為砂礫石、碎石、片石等,以人工夯實(shí)的方式填筑。但在早期修建橋梁時(shí),由于經(jīng)濟(jì)的制約,基本無法做到,一般以土填筑;(2)拱頂、橫墻處斷裂。拱頂處的撓度最大,若橋面混凝土板在此未留變形縫(斷縫),板在反復(fù)的撓動(dòng)后斷裂,即使是柔性的瀝青混凝土路面,也會(huì)產(chǎn)生橫向裂縫;在橫墻處,一般腹孔均留有變形縫或伸縮縫,從下至上一直延伸至橋面,如在橋面未設(shè)置斷縫,也會(huì)出現(xiàn)斷板,裂縫呈不規(guī)則的狀態(tài)。

實(shí)腹式拱橋的施工過程中,常常使用柔性填料級(jí)配砂礫或碎石進(jìn)行施工,柔性填料在承受車輛荷載作用的同時(shí),會(huì)發(fā)生不均勻的壓縮變形,當(dāng)臺(tái)后、拱背排水措施處理不當(dāng),甚至無泄水孔,會(huì)造成嚴(yán)重的填料積水現(xiàn)象,大大降低填料的強(qiáng)度,從而對(duì)石拱橋的橋面造成嚴(yán)重的破壞;臺(tái)背、拱上填料不符合設(shè)計(jì)要求、填料質(zhì)量差、壓實(shí)度不足,填料下沉?xí)a(chǎn)生橋面沉陷;在石拱橋施工時(shí),對(duì)伸縮縫的設(shè)置過于簡單或位置不當(dāng),與橋面變形的要求嚴(yán)重不符,也會(huì)對(duì)石拱橋橋面造成嚴(yán)重的破壞。

二、石拱橋維修加固常用技術(shù)

石拱橋加固主要分為拱圈加固、基礎(chǔ)加固、回填料加固等,加固改造方法和技術(shù)也非常的多樣化。石拱橋橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)病害往往引發(fā)拱圈產(chǎn)生病害,同樣拱圈發(fā)生病害后也往往會(huì)誘發(fā)橋梁基礎(chǔ)病害的產(chǎn)生,即一個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害后,隨著時(shí)間的推移,會(huì)導(dǎo)致橋梁多個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)伴生病害或次生病害;因此,拱圈、基礎(chǔ)、回填料等加固方式要綜合運(yùn)用,同時(shí)進(jìn)行。石拱橋加固時(shí)還應(yīng)高度重視對(duì)原有病害進(jìn)行處置,盡量通過原拱圈加固前維修以使原橋承載力得到最大限度的恢復(fù)。

1、拱圈加固技術(shù)

拱圈加固技術(shù)主要采用增大拱圈截面尺寸,提高拱圈強(qiáng)度和穩(wěn)定性,從而提高橋梁承載力來達(dá)到加固改造舊石拱橋的目的。

(1)錨噴加固技術(shù)

通過對(duì)原石拱橋主拱圈植入錨釘進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的掛設(shè),再在石拱橋結(jié)構(gòu)表面噴上適量的已經(jīng)加入了速凝劑的混凝土,從而造就復(fù)合主拱圈的存在,將石拱橋結(jié)構(gòu)的尺寸擴(kuò)大,并與石拱橋改造前的主拱圈進(jìn)行良好結(jié)合,協(xié)調(diào)著發(fā)生變形,將石拱橋部分的荷載力分擔(dān)過去,從而提高石拱橋承載力。采用石拱橋錨噴加固,施工安全、快速,支架搭設(shè)工作量小,噴射的砼(砂漿)與原拱圈牢固結(jié)合,可以一定程度封閉裂縫,防止拱圈石料風(fēng)化,施工時(shí)對(duì)車輛通行影響小,加固成本低;但承載力提升幅度不大,作業(yè)人員對(duì)噴射量掌握難度大,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面凹凸不平,較不美觀,材料浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境影響也較大。錨噴加固技術(shù)主要適用于拱圈病害不十分嚴(yán)重,承載能力降低幅度不大,搭設(shè)支架困難或工程量大的石拱橋拱圈維修加固。

(2)外套拱圈加固技術(shù)

外套拱圈加固技術(shù)分為內(nèi)襯拱圈加固、拱背加固及套箍加固。

內(nèi)襯拱圈加固:通過對(duì)原拱圈裂縫等病害進(jìn)行灌膠等處理,在原拱腹?jié)仓邩?biāo)號(hào)砼進(jìn)行加固,加固時(shí)的砼拱圈截面厚度確定需根據(jù)原拱圈病害程度實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;為加強(qiáng)新老拱圈緊密結(jié)合程度,促進(jìn)新老拱圈共同受力,提高拱圈強(qiáng)度和整體剛度,澆筑砼前,應(yīng)在原拱圈石料上垂直鉆孔植筋,增設(shè)鋼筋網(wǎng),并在原砌縫處造企口縫形成剪力槽。采用內(nèi)襯拱圈加固,加固拱圈截面厚度基本可以不受空間限制,橋梁承載力提升幅度高,還可以解決拱圈石料風(fēng)化問題,成橋后結(jié)構(gòu)美觀,材料浪費(fèi)小,對(duì)環(huán)境影響小,且施工安全,技術(shù)成熟,安全隱患消除徹底;但施工速度相對(duì)慢,支架搭設(shè)工作量大且所用時(shí)間較長,施工時(shí)對(duì)車輛通行影響大,拱頂砼養(yǎng)護(hù)困難,加固成本較高。內(nèi)襯拱圈加固是拱下支架搭設(shè)相對(duì)容易或?qū)嵏故绞皹蛲ǔ2捎玫募庸谭绞健?/p>

拱背加固:通過在拱背增設(shè)砼拱圈增大截面,以提高拱圈承載能力;為把老石料與新澆筑砼結(jié)合成整體,一般在原拱背石料上鉆孔植筋處理,以加強(qiáng)新老拱圈緊密結(jié)合程度,促進(jìn)共同受力;砼拱圈截面厚度及鋼筋網(wǎng)設(shè)置確定需根據(jù)原拱圈病害程度實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。成橋后結(jié)構(gòu)美觀,材料浪費(fèi)小,對(duì)環(huán)境影響小,且施工安全,技術(shù)成熟;與內(nèi)襯拱圈加固比較,支架搭設(shè)量小,施工速度相對(duì)快,對(duì)行車影響也相對(duì)小,成本相對(duì)較低;但加固拱圈截面厚度易受限制,實(shí)腹段拱頂位置加固處治困難,承載力提升幅度不大。拱背加固對(duì)跨徑相對(duì)較大,拱下支架搭設(shè)困難,拱頂病害較少,無需提高荷載等級(jí)的石拱橋效果尤為明顯。

套箍加固:通過在石拱橋原拱圈拱背和拱腹分別增設(shè)鋼筋砼拱圈增大截面,以提高拱圈承載能力,拱背和拱腹砼拱圈截面厚度及鋼筋網(wǎng)設(shè)置確定需根據(jù)原拱圈病害程度實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;為把老石料與新澆筑砼結(jié)合成整體,在原拱背和拱腹石料上鉆孔植筋處理,以加強(qiáng)新老拱圈緊密結(jié)合程度,促進(jìn)共同受力。在原拱圈拱背、拱腹同時(shí)增設(shè)鋼筋砼拱圈增大截面,能大幅度提升橋梁承載力,拱腳對(duì)拉應(yīng)力的結(jié)構(gòu)抗力得到增強(qiáng),成橋后結(jié)構(gòu)美觀,材料浪費(fèi)小,對(duì)環(huán)境影響小,且施工安全,技術(shù)成熟;但施工速度相對(duì)慢,對(duì)行車影響大,成本高,拱腹需進(jìn)行后期灌縫,且不宜采用滿布式支架,宜采用掛模施工方式。主要對(duì)較為嚴(yán)重或特別嚴(yán)重、承載能力降低幅度較大,或需提高荷載等級(jí),單靠拱背加固因受厚度限制達(dá)不到荷載等級(jí)規(guī)定要求,且拱下支架搭設(shè)困難,跨徑相對(duì)較大,基礎(chǔ)埋深不大、基底承載力較高時(shí)適用。

無論采用內(nèi)襯拱圈加固、拱背加固還是套箍加固,在加大石拱橋拱圈截面后,原拱圈結(jié)構(gòu)會(huì)與增大截面的結(jié)構(gòu)共同組合變成一個(gè)疊合構(gòu)件,原結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)二次分配受力,石拱橋上部的結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的恒載力會(huì)增加;但增大拱圈截面后,上部結(jié)構(gòu)恒載也會(huì)相應(yīng)增大,會(huì)大大影響石拱橋的基礎(chǔ)承載力。因此,進(jìn)行內(nèi)襯拱圈加固、拱背加固或套箍加固處置時(shí)的石拱橋,一般均需對(duì)石拱橋基礎(chǔ)進(jìn)行配套的加固處理。

(3)減輕石拱橋拱上建筑恒載的技術(shù)

石拱橋大部分都是以腹拱式的拱上建筑為主的形式,拱上建筑恒載往往都較大,因公路改造標(biāo)高提升或路面加鋪等,橋面高程逐步提高,恒載越來越大。減小拱上填料厚度,從而減輕恒載,達(dá)到增加拱圈承擔(dān)活載的能力,這是對(duì)石拱橋進(jìn)行提高荷載加固改造有效的方法。

2、基礎(chǔ)加固技術(shù)

基礎(chǔ)被沖刷淘空的病害,一般采取澆筑混凝土包裹原基礎(chǔ)、拋石護(hù)基等,治理較為方便。

基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,一般出現(xiàn)在小跨徑石拱橋,其地基為土基,本身對(duì)地基承載力要求不高,此時(shí),可采取壓漿對(duì)地基進(jìn)行加固。在原橋基礎(chǔ)的周邊鉆孔,以水泥砂漿或凈水泥漿,以一定的壓力壓入注漿孔內(nèi),擴(kuò)散至周圍土體,從而固結(jié)土體,提高了承載力。漿液的水灰比及壓力視地基土質(zhì)情況確定,可通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

大跨徑的石拱橋,其地基承載力要求較高,一般已經(jīng)放置在巖層上。一旦出現(xiàn)沉降,其加固較為困難,幾乎無法加固或加固后不能達(dá)到理想的效果。此時(shí),可從上部結(jié)構(gòu)著手,減輕荷載,降低地基承載力要求,從而達(dá)到加固的效果。

石拱橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)病害產(chǎn)生與拱圈裂縫、地基不均勻沉降、回填料差、墻臺(tái)體自身抗力不足密切相關(guān),基礎(chǔ)加固技術(shù)主要有增大基礎(chǔ)斷面加固、對(duì)拉錨桿加固、樁基礎(chǔ)加固等。

石拱橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)病害產(chǎn)生由墻臺(tái)體自身抗力不足或回填料差引起,在地質(zhì)條件允許情況下,對(duì)橋梁前墻、側(cè)墻進(jìn)行砼或鋼筋砼外擋或環(huán)箍,增大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)斷面,提高結(jié)構(gòu)抗力;為提高原橋臺(tái)與新澆筑砼緊密結(jié)合程度,確保新舊結(jié)構(gòu)共同受力,宜對(duì)原橋臺(tái)進(jìn)行植筋處理。病害產(chǎn)生由墻臺(tái)體地基不均勻沉降引起,可對(duì)橋臺(tái)、橋墩基礎(chǔ)周邊或襟邊下側(cè)進(jìn)行挖孔或鉆孔,澆筑鋼筋砼樁基礎(chǔ),再對(duì)原橋臺(tái)、橋墩進(jìn)行植筋處理,澆筑樁基承臺(tái)包裹植入鋼筋的原橋墩、臺(tái),使基礎(chǔ)部分荷載由樁基分散傳遞到硬質(zhì)巖層上,有效提高基礎(chǔ)承載力、防治不均勻沉降。橋臺(tái)結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度足夠,病害由拱圈裂縫誘發(fā)或回填料差,導(dǎo)致側(cè)墻整體外傾,宜使用對(duì)拉錨桿處治,即在橋臺(tái)側(cè)墻單側(cè)水平對(duì)穿鉆孔,孔內(nèi)設(shè)置抗拉能力較強(qiáng)的鋼筋后,壓漿封閉;為提高側(cè)墻對(duì)土壓力的抗力,在側(cè)墻上采用鋼筋砼錨頭或框架梁將對(duì)拉鋼筋錨固,達(dá)到增加側(cè)墻抗填土壓力的效果。

3、回填料加固技術(shù)

石拱橋拱上及三背回填填料要求采用級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫等技術(shù)性能較好的材料,施工中往往回填料物理性能和級(jí)配、透水性較差,達(dá)不到設(shè)計(jì)壓實(shí)、透水要求,導(dǎo)致出現(xiàn)橋臺(tái)及側(cè)墻出現(xiàn)裂縫、鼓脹、傾斜等病害。針對(duì)回填料引發(fā)的病害,一般采用換填或壓漿進(jìn)行加固處理。

石拱橋拱上及三背回填填料較差,若橋臺(tái)高度不大,可直接挖除拱上或三背回填填料,采用物理性能和級(jí)配較好的透水性材料或鋪筑低標(biāo)號(hào)砼進(jìn)行回填,以消除填料對(duì)橋臺(tái)、側(cè)墻的側(cè)向壓力;若橋臺(tái)高度高,直接挖除三背回填填料顯得困難或安全得不到保證、長時(shí)間封閉交通、工期長等,則宜采用對(duì)臺(tái)背土體進(jìn)行鉆孔,必要時(shí)設(shè)置壓漿導(dǎo)管,壓水泥凈漿或粉煤灰水泥、水泥砂漿,改善填料物理性能以緩減填料對(duì)橋臺(tái)、側(cè)墻的土壓力,達(dá)到加固的目的。

4、橋面整治技術(shù)

橋面病害整治可結(jié)合腹拱圈加固一并進(jìn)行,將原拱上填料挖除后,再以低標(biāo)號(hào)混凝土回填,再作橋面。在腹拱圈為三鉸拱、兩鉸拱的鉸處,設(shè)變形縫、伸縮縫,在主拱圈拱頂處,設(shè)斷縫??p口從拱背起,直至橋面頂面貫通設(shè)置,讓其變形不受約束。

結(jié)語:

綜上所述,對(duì)石拱橋進(jìn)行加固改造涉及到各個(gè)方面的問題,是保證道路通行安全的一項(xiàng)非常重要的工作,在對(duì)石拱橋進(jìn)行加固改造處理時(shí),要選擇具有良好的經(jīng)濟(jì)性、施工難度低、可行性強(qiáng)的設(shè)計(jì)施工方法,并與實(shí)際的施工情況相結(jié)合,可以將多種加固方法進(jìn)行綜合使用,從而將加固的效果發(fā)揮到最大化。

U45

B

1007-6344(2017)05-0056-03

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