拱桥主拱圈施工工艺研究

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【摘要】拱桥主拱圈加固是老拱桥维修、加固、改造工程中非常重要的一道工序，工程量不大，但很烦琐，稍微考虑不周或施工不当，便会延长工期、增加工程造价。由于历史的原因，近年来，需要加固的拱桥越来越多，而有关拱圈加固的施工工艺介绍确很少。本文笔者将迴澜桥加固改造工程中的拱圈加固的施工工艺进行归纳和总结，供大家参考和共研。

【关键词】拱桥；主拱圈；施工工艺

1工程概况

洞口县迴澜桥建于1975年，为三孔净跨36m空腹式石砌双肋单波双曲拱桥，桥长138m，宽8m，高10.5m，桥下水位较深。由于近年交通量猛增以及超重、超载车辆频繁行驶，造成桥台附近从拱脚起第一个腹拱出现了明显下沉及拱圈开裂，主拱圈多处由于航船的撞击出现了混凝土剥落及露筋现象，经专家现场检测，同意对此桥进行加固改造。主拱圈的加固改造方案为：在主拱圈两拱肋下缘增加15cm厚钢筋混凝土加劲肋，其余露筋处采用ZV型混凝土修补胶与普通水泥及中砂配制成聚合物修补砂浆进行修补。

2主拱圈加固的施工工艺

2.1搭建施工平台

先用准16mm的纲绞绳从腹拱圈穿过，两端系在一根准18cm、长比桥宽要长的原木两端，原木处于水平状态，在拱顶处可从桥面上垂吊钢铰绳系在原木上（如有栏杆、人行道须先拆除一小段，以便钢铰绳穿过），使钢铰绳与原木围成的图形在拱脚处呈等腰梯形，在拱顶处呈矩形；再用原木纵向架在水平原木上，并固定好；最后在纵向原木上铺设架板。

2.2主拱圈清理、修补

2.2.1清理破损混凝土

先用高压水枪反复冲射混凝土破坏部位和裸露生锈的钢筋。待混凝土结构面上无明显水迹且保持湿润时，用装上钢刷的手磨机在需与新混凝土接触的面刷一片，起到清除浮渣、打毛，以利于新老混凝土粘结咬合；如发现有裸露生锈的钢筋需进行除锈，并涂上丙酮。

2.2.2PG-GF胶裂缝修补

（1）查清裂缝的性质以及裂缝的长度、宽度、走向、贯穿及漏水的情况；用角磨机等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣等污物，刷去浮尘；（2）在裂缝的交汇处、裂缝较宽及裂缝端部设置灌胶嘴，一般灌胶嘴间距为30~50cm，在一条裂缝上必须设置有注胶、排气或出胶口。应特别注意防止堵塞灌胶嘴；（3）在一条裂缝上的灌胶应由下至上，由一端到另一端，严禁无序注胶，注胶应采取低压慢注，压力在0.2MPa。当最后一个注胶口流出胶且出胶速率保持稳定后，再保持压注3min左右即可停止灌胶；（4）封缝质量的好坏直接影响灌胶效果与质量，应特别予以重视，注意防止封缝不严密，影响注胶质量；PG-GF裂缝修复结构胶应在5℃以上的环境中固化。

2.3PG-H植筋

（1）依据设计施工图，结合现场的实际情况，准确无误地放出植筋孔洞位置，若基材上存在受力钢筋，钻孔位置可适当调整；（2）根据标出的孔洞位置，用电钻进行钻孔（一般情况下，钻孔孔径比植入筋大2mm），直至设计深度。钻孔不得破坏原有混凝土构件的结构；（3）先用硬毛刷清除孔壁的灰尘，用空压机将孔洞内灰尘吹干净，然后用棉纱醮丙酮或工业酒精清洗孔壁，直至干净；（4）将植入混凝土内钢筋打磨除锈，并用棉纱醮丙酮或工业酒精洗干净；（5）将PG-H植筋锚固结构胶按推荐配胶比例倒入干净容器内，以电动工具将其完全调匀，注意翻看容器底部与边角处的颜色，确保配好的胶体色泽一致。调配胶的量应根据现场情况而定，一次不宜多配（PG-H植筋胶的固化时间为30min左右），将调好的锚固胶尽快注入孔底。保证孔内不含空气；（6）转动钢筋缓缓植入孔洞内，使其达至设计深度要求，上下提动，排出气泡，以孔内胶液稍有溢出为宜。

2.4布筋

首先将两根N1钢筋绑扎或焊接在植筋的弯钩上；其次分别将3组N1、N2钢筋粗略地绑在植筋的内侧和外侧；然后将N3箍筋套住8根钢筋，并绑扎在植筋上；最后按钢筋布置图将所有钢筋绑扎好。

2.5安装模板

底模采用厚2mm、宽40cm（设计宽度）、长38.38m（拱圈弧长）的铁板，并预先在铁板是钻好绑扎铁丝穿过的孔，用8号铁丝从底模孔中穿过，控制好钢筋保护层，挂在植筋上（如图1）。边模采用0.5m一段的组合模板，浇筑一段安装一段，以利于混凝土振捣。

2.6浇注混凝土

由两侧拱脚同时对称地向拱顶浇注。在拱顶时，可先装好里面边模，外面边模张开一点便于灌注混凝土，待混凝土初凝后，凿除多余部分至拱圈平面，用聚合物修补砂浆压实抹平。值得注意的是：由于加劲肋中钢筋布置较密，粗集料不能过细，浇筑时不能确保无空隙，加之新混凝土在凝固时会收缩，必然会引起新旧混凝土脱结，出现裂缝。因此在拌制混凝土时有必要添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。

2.7拆模、修饰、养生

常温下一星期后就可拆模，拆模后露在拱圈外的铁丝用氧焊吹掉，与拱圈面成凹型，再用聚合物修补砂浆压实抹平即图1底模安装图可。继续养生至混凝土养护期，整个拱圈加固工作就完成了。

3施工工艺的评价

3.1工艺简单

如搭建施工平台，既不象制作挂蓝那样需要设计、做图，制作也复杂，实际施工起来上下移动更不方便；也不象满堂架那样，需要围堰（在迴澜桥加固改造工程中根本行不通，水位太深）、地锚埋设、立架，非常烦琐；仅仅是在拱圈下做几个秋千而已。再如清理破损混凝土，用高速水流冲射，省去了敲敲打打的苦力活，没有振动噪音和灰尘，就象小孩子玩水枪一样轻轻松松、简简单单。

3.2造价低

在主拱圈两拱肋下缘增加加劲肋的拱圈加固方法，要想降低工程造价，关键在于施工平台方案的选择。本文中的施工平台在制作中三孔只需人工20多个工日，木材23m3，并且木材的回收再利用率高，大大降低了工程造价。

3.3工期短

整个施工工艺完全可以采用流水作业，从搭建平台、植筋、清理修补、布筋、装模到浇注，三孔六根加劲肋只需三个星期就可完成。

3.4质量好

①植筋采用JN-Z植筋锚固胶。这种胶强度高，粘接力强，实验屈股强度达到335N/mm2，完全可以保证工程质量。②底模采用整块铁模。a.有利于混凝土的流动、振捣，确保松模后，混凝土表面无空隙，并且光滑漂亮；b.由于铁模具有一定的挠度，确保完工后的拱圈无皱折，线型美观。③在混凝土中添加GMA无收缩自流密实混凝土外加剂。外加剂的加入：a.可保证混凝土能自流密实成型；b.可保证与旧拱圈粘结牢固无裂缝。

作者:曾德明 单位:洞口县公路管理局