拱式桥梁锚喷砼加固技术研究

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摘要：为了加大桥的受力断面，并且补强钢筋，使桥的整体结构性增强，荷载能力加大，利用锚喷砼的方式加固，是旧桥改造中的首选技术。基于此，文章结合某双曲拱桥，在遵循旧桥加固设计原则的基础上，对其具体施工工艺展开探讨，并总结其施工要点，以此促进桥梁事业的发展。

关键词：锚喷砼;桥梁加固;钻孔

锚喷砼工作的方式是在喷射机械设备做依托的前提下，使用空气压缩技术把新的砼混合料，以高速喷射设备管道为媒介，将这些材料喷射到已经锚固好的钢筋网的受喷面上，一段时间后在其表面就会形成施工所需要的钢筋混凝土。与其他混凝土浇筑方式不一样的在于锚喷砼是不需要振捣设备完成的，其是在高速喷射材料的过程中，管道里的水泥和骨料会在管道中不停地发生碰撞，这样就会使形成的混凝土材料密度加大。

1.工程概况

某一双曲拱桥在2016年开始建设，历经8个月完成。这座桥桥宽定为8.75m，上边的结构造型是4×20m的双曲拱桥，如图1所示。该拱桥在长时间的使用过程中出现了多处病害，为了保证桥梁运营的稳定性，延长使用寿命，必须对其进行加固处理。

2.锚喷砼加固旧桥的设计原则

锚喷砼加固旧桥，这一加固方式离不开加大构件截面加固的方法，在计算内力的时候，按照加大构件截面的计算方法即可，设计的原则具体如下所示：（1）使用加大后的组合体截面模量来计算；（2）在验算强度的过程中，要依据喷射界面和原截面的比值来计算，在计算过程中，依照比值的不同来决定对组合截面是否进行验算；（3）不能盲目对旧桥梁进行加固，一定要先观察和掌握旧桥梁存在的安全隐患及桥梁的整体状况，对相关的构架进行详细的测量评估，然后制定相应的技术方案，经专业人员确定后才可以对桥梁进行加固；（4）加大组合体截面模量，在此基础上展开计算，求得活载内力，此时新旧砼被视为整体而展开计算，针对各类型砼与补强钢筋，通过对弹性模量的分析，采取截面换算的方式；（5）控制砼与钢筋强度，至少要达到原结构强度等级，结合面处较为特殊，若存在两种不同强度的砼，需要选取较低强度以便展开换算。

3.锚喷砼加固旧桥的施工工艺

3.1受喷面清理与凿毛。之所以要对受喷面进行清洗和凿毛，原因是要确保两种不同的混凝土的受力与设计的要求保持一致。在清洗的过程中，使用的清洗工具是钢刷、锤子和凿子等，目的就是将受喷面的垃圾清洗干净。在凿毛的过程中，要让专业的凿毛人员先对受喷面凿下去5mm左右。在使用专业的凿毛工具时，工具比较锋利的一端会有磨损，这样可以利用打磨设备将其打磨锋利，此操作可以重复进行。3.2钻孔。（1）放样施工之前，工作人员要对孔径做好测量，当钻孔的过程中遇到了钢筋、坚硬的石头或者其他比较硬度较强的材料，孔位要做出相应的调整，以避开这些位置。（2）钻孔钻孔的过程由双重绝缘电锤来完成，使用的钻头直径是14.5mm，钻出来的孔深度是8cm。在工作人员钻孔的过程中，要使用双手将电锤握紧，将钻头轻轻地顶住作业面，给其一定的压力，再开始钻孔。如果施工时遇到了比较坚硬的物体，要将钻头立即拔出，更换钻孔的位置，对于没有钻成功的孔眼，要清理干净然后再用水泥砂浆浇灌平整。（3）清孔孔径是需要专业的设备来清理的，这一过程其实可以选择农民使用的农药喷雾器来完成。在正式清理孔内的碎渣之前，要将喷雾器的喷头拆掉，换成长的金属管当喷杆。清空的过程要将位置和喷洒的力度掌控好，保证孔内清洗干净。（4）填充孔眼将孔清理干净以后，要使用胶结材料将孔填充好，并且在材料开始凝固之前将锚杆插到孔内。填充的材料不管是水凝砂浆还是普通硅酸盐水泥净浆皆可，然后加入适量的水，搅拌均匀，当材料不再有流动的现象时停止搅拌。在填孔时可以人工制作一个金属的、孔径比锚杆小一些的金属管，首先将金属管内填充满水泥砂浆，再将砂浆通过金属管慢慢地注入孔中，当砂浆的高度与物体表面持平的时候，停止注浆。（5）插入锚杆当孔眼被水泥砂浆填满以后，将锚杆插进孔内，然后借助锤子的力量，将锚杆插到孔的最底端。这个时候，孔内的水泥净浆就会从孔中流出来，然后使用专业的清除工具，将流出来的砂浆清理干净。一旦发现孔内出现空隙，要重新注浆和插进锚杆。当上述工作都完成以后，要用2d的时间来养护孔内的砂浆，要对插完2d后的锚杆抗拔力进行检测。3.3挂设钢筋网。要先将纵横的单钢筋挂设起来，然后随着挂设的根数增多，逐渐地形成单层的钢筋网。这一过程的实施要在锚杆插定2d以后开始操作，挂设的过程中要依靠锚杆来完成，按照从下到上的顺序，使用搭接焊的方式将钢筋接头焊好。3.4喷射砼施工。（1）选择喷射正常的喷射机来施工，采用高压喷水的方式将碎渣清理干净。（2）装进湿喷机内的材料要依照设计的要求配制合理以后才能放进去。（3）喷射砼。喷射效果最好的喷射距离是0.8~1.5m之间。喷嘴与喷射面呈垂直的状态，如果喷射时遇到了钢筋网，要将喷射距离减小到合适的位置，并且与受喷面倾斜一个小角度，这样就能够达到良好的喷射效果。3.5表面修整整洁平整的喷射面可以使结构的强度变得更好，并且具有一定的观赏性。但是如果喷射面比较粗糙，那么就需要专业的人员来及时做出修整。修整的方式一般是使用比较细腻的砂浆再喷射薄薄的一层，然后使用专业的刮刀刮掉多余的材料，再喷射砂浆。3.6喷射砼的养生。在喷射砼彻底凝固2h以后，要开始对其进行为期至少7d的喷水养生，这样做的目的是保证喷射面形成良好的强度且不会出现开裂。

4.加固设计施工要点

依照本次施工中桥梁的实际病害情况，相关的施工人员要在每一个孔的第一个腹拱采用锚固钢筋网后喷射砼的方法对其加固处理，为了使拱圈的截面变大，在主拱圈的上部浇筑10cm厚的砼。加固设计注意事项如下所示：（1）使用高压水将腹拱圈表面冲洗干净；（2）用高压水将旧腹拱圈开裂的地方冲洗干净，然后浇筑普通硅酸盐水泥净浆；（3）使用长度为9cm，直径是10mm的锚杆。每个锚杆质检的距离设置为50×50cm。在具体的实施过程中，锚固孔位的选择可以在与之相近的砌缝中设置完成。（4）使用专业的水泥砂浆将锚固钢筋固定好。（5）喷射砼施工。在此之前，在高压水的作用下将待喷面清理干净，使其保持湿润状态，从而提升砼与原结构的粘结性，当表面不存在积水时，便可正式展开喷砼施工。喷枪的位置要得到合理控制，与构件表面保持0.8~1.5m，首先需要喷水泥砂浆，随后方可喷射砼，通过此方式提升砼与拱圈的结合力。单次喷射砼的厚度以2~3cm为宜，持续施工达到设计厚度后，将表面抹平。结束所有喷射施工后，喷水养护。

5.拱圈加固

（1）为了使拱圈的横向分布能力和承载能力加大，专业人员要采用锚喷砼加固的方式对拱底及拱圈侧面做加固处理。（2）对于主拱圈和桥台开裂的地方，同样使用高压水冲洗干净，并且要浇灌好普通硅酸盐水泥净浆。

6.结束语

综上所述，使用锚喷砼对旧桥进行加固的实践过程中发现，这种加固方式的加固效果很好，并且施工的过程较为简便，可有效降低施工经济成本，减短施工时间，并且不影响桥梁的正常行驶，有着良好的发展前景。

参考文献：

[1]庞培培.双曲拱桥的病害分析及加固拓宽改造研究[D].福州:福州大学,2016.

[2]张杏萍,罗铁铭,李艳琼.锚喷砼技术在石拱桥改造治理中的应用[J].公路与汽运,2010(03):160-162.

[3]王葆茜,王冲.公路拱桥常见病害与加固技术应用[J].交通标准化,2013(04):25-27.

作者:张小刚 单位:江西省路桥工程有限公司