拱桥加固案例分析

摘要：根据仁义桥的基本情况，文章从拱桥加固技术标准、加固方法、加固顺序、加固主要材料 及注意事项等方面，对拱桥的施工方案进行了介绍。 

关键词：拱桥加固；施工顺序；加固方法；锚喷混凝土

1 概述 

仁义桥位于山西省太原市清徐县榆次- 古交公路清徐段 上，于1971 年修建。桥梁原设计荷载为：汽车- 13 级、拖车- 60。 上部结构为：空腹式悬链线无铰钢筋混凝土双曲拱桥，净跨径25m， 矢跨比为1/6，设计拱轴系数m=2.20，共三跨。桥面宽度为：净- 7m +2×1.0m（人行道），桥面纵坡为0，横坡为3%（双向），主拱圈宽 度为7.5m，主拱圈厚度为0.80m。拱上建筑采用排架式副拱墩。 下部结构为：150# 片石混凝土实体墩和桥台，桥墩顶宽2.0m 基 础为明挖扩大基础。 

随着清徐县经济的不断发展，仁义桥现状已不能满足清徐- 古交公路交通量日益增长、车辆荷载等级增大的要求。为满足榆次- 古交二级公路清徐路段公路建设的要求，在2004 年对该桥 进行了加固改造。

4 拱桥加固设计要点

（1）上部结构计算采用《桥梁博士》（平面杆系有限元程序）进行拱桥加固后成桥状态下活载、恒载、温度变化等作用力计算，以最不利荷载组合进行控制设计。 （2）下部结构按重力式墩台计算，计算荷载按《公路桥涵设计 通用规范》的规定，对所有可能承受的荷载进行最不利组合，以最 不利荷载组合控制设计。基础计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》，结合本桥实际情况按旧桥基础承载力提高系数予以考 虑进行验算。 （3）桥面板计算按单向板和悬臂板计算，悬臂跳梁进行截面强度验算、抗剪计算和抗倾覆计算。 （4）相关参数：相对湿度70％，墩台不均匀沉降考虑10mm， 桥面板与其他结构温差5℃。 

5 加固方法 

根据该桥现状、桥梁承载力提高及桥面加宽的要求，确定的拱桥加固方法为： 5.1 主拱圈 主拱圈加固采用锚喷8cm 厚30号混凝土加固主拱肋和主拱波，现浇钢筋混凝土拱桥加固拱角拱背的方法进行。首先凿除主拱 肋表面1cm厚砂浆抹面层，凿毛、清洗干净，然后在主拱肋底面和侧面按照规定位置钻孔植筋，用环氧树脂固定牢固后，挂钢筋网，主拱波在内侧钻孔植筋，挂钢筋网，锚喷混凝土，加大拱肋及拱波截面进行加固。横隔板在底面钻孔植入U型筋，锚喷8cm 厚30 号混凝土，加强横向连接。拱角拱背先凿除砂浆抹面层，凿 毛、清洗干净，在拱角拱背、拱座机2 号排架根部钻孔植筋、绑扎 钢筋网，现浇10cm厚钢筋混凝土进行加固。 5.2 拱上建筑 拱上建筑加固采用锚喷6cm厚30号混凝土加固排架及腹 拱圈；桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土。首先凿除主排架表面1 cm厚砂浆抹面层，将排架四周及腹拱内侧凿毛，清洗 干净，然后在排架四周及腹拱内侧照规定位置钻孔植筋，用环氧 树脂固定牢固后，挂钢筋网后，最后锚喷混凝土。拱上建筑实腹 段外侧用10# 水泥砂浆抹面3cm厚进行处理。 5.3 桥面 桥面加固采用：在原桥两侧现浇钢筋混凝土侧墙，对称加设 预制钢筋混凝土挑梁，现浇钢筋混凝土行车道板及加设预制微弯 板人行道的方法进行。钢筋混凝土挑梁预制好就位后，预留钢筋 和桥面钢筋焊接，并和悬臂板钢筋绑扎，整体浇筑桥面钢纤维混 凝土。挑梁安放时注意防止倾覆，挑梁高度应顺应桥面横坡处理。 在挑梁上加盖人行道微弯板，人行道两侧加设栏杆，人行道微弯 板用3cm 厚10# 水泥砂浆抹面。桥面在两次桥台附近设置30cm宽，25cm深的TST伸缩缝。桥面浇筑完成后在1#、2# 墩顶位置处切割变形缝，深3cm，宽3mm，清洗干净后，用沥青灌缝。 5.4 桥台及基础 桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土方法。将桥台前 墙表面凿毛、植筋，挂钢筋网，清洗干净后，锚喷混凝土进行加固。 桥台台帽加固采用锚喷8cm厚30号混凝土方法。将桥台台帽前 表面凿毛、植筋，挂钢筋网，台帽钢筋网和主拱肋钢筋焊接，将混 凝土表面清洗干净后，锚喷混凝土进行拱桥加固。 桥墩用10# 砂浆抹面勾缝，桥墩墩帽拱桥加固采用在外侧挂钢筋 网，锚喷8cm厚30号混凝土方法进行拱桥加固。 地基根据实际开挖地质资料及实际情况进行处理，墩台基础 用20# 片石混凝土进行防护。 6 拱桥加固施工顺序 （1）对桥墩台以及基础进行处理。 （2）拆除旧桥人行道及栏杆部分。 （3）铲除桥面铺装、侧墙及拱上填料。以上拆除过程每一跨 由跨中对称地向拱脚方向进行，各跨之间的拆除同步对称进行， 使桥墩受力平衡，防止单向推力过大而引起倒塌。 （4）同时进行主拱圈、拱上建筑及桥台前墙的加固。 （5）现浇混凝土侧墙，填筑拱上砂砾填料，调整横坡，安装挑 梁，现浇行车道悬臂板和桥面钢纤维混凝土。 （6）安装人行道、栏杆、伸缩缝，完成所有拱桥加固工程。

8 拱桥加固施工方法、要点及注意事项 

（1）主拱圈（主拱肋、拱波、横系梁）采用外包钢筋网，并用锚 喷混凝土加大截面，施工时严格按照锚喷工艺进行。 （2）拱上建筑（排架、腹拱圈）采用外包钢筋网，并用锚喷混凝 土加大截面，施工时严格按照锚喷工艺进行。 （3）桥面和人行道的拓宽施工。①桥面采用钢纤维混凝土，1m3 混凝土掺入针状钢纤维37.5 kg；②悬臂挑梁安装就位和桥面钢 筋焊接，保证稳定性，为了保证悬臂梁（板）的根部切实可靠，其浇筑施工应和桥面一次性整体浇筑；③拆除桥面，把拱上原白灰矿 渣填料及侧墙全部铲除，用钢筋30 号钢筋混凝土现浇侧墙，填筑 透水性好的砂砾填料，调整桥面横坡为2%（横坡由拱上砂砾填 料形成），再浇筑25cm厚桥面钢纤维混凝土；④伸缩缝采用TST橡胶伸缩体，聘任专业队伍施工，以确保工程质量；⑤桥头两侧砌 筑挡墙，修建引道，把桥两面的路面衔接起来，根据清徐- 古交 公路的线形，全面规划，应有足够的长度，顺应相接，防止桥头出 现跳车。 （4）下部结构及防护工程。下部结构施工及质量标准按照 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）、《公路工程质量检验 评定标准》（JTF071—98）及有关规定进行。对于旧桥防护工程，检 查其是否有裂缝、沉陷等，针对病害进行处理。 （5）对桥墩表面冲刷风化层清除，用10# 水泥砂浆抹面勾缝 处理。 （6）对锚喷混凝土部分原桥结构表面砂浆清除、凿毛，清洗干 净后方可进行锚喷施工。在原桥结构上植筋时，首先在结构上钻 孔，孔深8 cm，孔径按照需要植入钢筋的直径确定，清孔后灌注环氧树脂胶，再将钢筋插入，等黏接牢固后，方可挂钢筋网。 （7）加强技术监督，检测工作，提高技术装备，制定严格的技术措施。 （8）重视技术措施档案资料工作，技术资料的搜集工作要及时进行，并与施工进度同步。技术资料齐全、科学、规范、认真。 （9）坚持贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产方针，现场设 立标语牌，危险区域设立警告牌，机电设备设立安全操作规程牌 等，严禁一切不安全行为和违章作业。 （10）技术管理要做到措施提前到位，技术交底提前下达，质量监控跟踪到位，保证做到一次成活，一次成优，每道自动消化、 自动协调，保证整体布置的贯通。 除上所述外，严格按照公路有关规范标准及设计图执行。 该桥改造交付使用已满5年，经检测桥梁各项技术指标满足行车要求，为拱桥改造利用提供了借鉴。

咨询热线027-83838889/18271460629(同微信）