钢筋混凝土下套拱法加固石拱桥技术

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1、www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn钢筋混凝土下套拱法加固石拱桥技术 由于历史原因，许多旧石拱桥设计标准低，施工质量差，随着交通量不断增长，重型车大量增加，超载、超限运输严重，这些桥梁渐渐出现了拱圈、桥台开裂等各种严重病害，严重危及到桥梁的安全运营，因此，如何加固改造旧拱桥，提高其承载力，确保交通运输安全，已成为目前乃至今后面临的一项重要任务。下面通过207线10m桥加固工程实践，介绍一种石拱桥加固技术-钢筋混凝土下套拱技术，以供参考、交流。    1工程概况   207线10m桥是一座坡斜石拱桥，单孔跨径7.0m，矢跨比1/2，重力式U型桥台

2、，天然浅基础，设计荷载为汽-20，挂，100，拱圈厚50an，该桥跨越季节性河流，桥梁全长27m，桥面净宽9.0m,桥高9.0m.1985年10月建成投人使用。经几年运营，由于交通量骤增，特别是大吨位车和超限车辆增长迅速，原设计荷载标准相对偏低，加上设计、施工质量问题等诸多因素，该桥出现了拱圈及桥台开裂、桥面沉陷等严重病害，按照《公路桥涵养护技术规范》中桥梁技术等级评定标准确定为危桥，1997年山西省公路分局对该桥进行了加固处理。    2主要病害及其原因分析    主要病害：桥面沉陷，主拱圈4处纵向(沿路线方向)贯通缝，并延伸至两桥台，最小缝宽1mm，最大缝宽40mm，有的砌石出

3、现剪切破损，桥梁的整体性遭到破坏，承载力明显下降，严重危及到桥梁的安全运营。    原因分析如下:    1)石拱桥属超静定受力结构，斜拱桥锐角处应力集中，水平推力不均衡，导致锐角处拱圈开裂; www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cnwww.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn   2)桥台台背及拱腔填料不密实，在车辆荷载的作用下，逐渐下沉，导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂;    3)交通量大，重车多，原设计荷载标准相对偏低。    3加固技术    3.1钢筋混凝土下套拱技术    石拱桥属超静定结构，受力复杂

4、，一旦出现裂缝，其受力截面会发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载力降低。因此，对该桥采用变截面钢筋混凝土下套拱进行了加固处理，即在原拱圈下及桥台前墙、铺底底面浇筑一层卵壳形钢筋混凝土套拱，并通过锚杆使套拱与原拱圈及桥台紧密结合共同受力，以阻止拱圈及桥台裂缝、变形。这种加固技术主要是利用增大受力截面和“卵壳效应”，使旧拱桥整体受力均匀，达到增强整体性、提高承载力的目的。    3.2设计要点    套拱混凝土标准:采用C25钢筋混凝土现浇。    套拱混凝土厚度:拱顶25cm，拱脚35cm，桥台底部45cm,底板为仰拱，中央25cm，两侧40cm.    套

5、拱钢筋配置:锚固钢筋Φ14螺纹钢，外露15cm，锚入25cm, 间距50cm，铺底不设;横向钢筋Φ10，间距32cm，拱顶和铺底稍密，桥台部分稍疏;纵向钢筋分Φ14环形筋与Φ12U型筋，U型筋分大U型(贯穿底部至拱脚处)和小U型(贯穿底部至前墙高1/2处)，分布顺序为环形→大U型→环形→小U型......循环排列，间距28cm.    3.3施工工序    1)环氧树脂砂浆处理裂缝; www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cnwww.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn   2)浇筑套拱底板:a.围堰引水;b.挖基、清底

6、;c.浆砌片石铺底(作为套拱支撑基础);d布设、绑扎钢筋;e，浇筑混凝土。    3)浇筑前墙及拱圈套拱混凝土:a.钻孔安设锚固钢筋;b.布设、绑扎(焊接)钢筋;c.支模;d.分层浇筑前墙部分套拱混凝土;e.分层浇筑拱圈部分套拱混凝土。    4)换填桥台台背及拱腔填料，重新铺装桥面。     3.4施工控制要点    1)原材料:工程所用原材料包括钢筋、水泥、碎石、黄砂等，必须经检验合格后方可使用。    2)地基承载力:套拱底板支撑基础应置于岩盘上，如未遇岩盘则地基承载力应达0.4MPa以上，否则要考虑换填水泥稳定砂砾或灰土。    3)钢筋网制作、安装:钢筋加工前应进行整直除

7、锈，符合要求后，严格按设计下料。钢筋采用电焊焊接，焊接一定要牢固，接头在构件内应错开布置。锚固钢筋应用环氧树脂砂浆锚固牢固，确保钢筋网制作质量。   4)支模:模板应具有足够的强度、刚度和稳定性。支模应直顺、稳固，模板接缝务必严实紧密，确保浇筑时不漏浆，并且应在钢筋与模板间设置混凝土垫块，以保证混凝土保护层厚度。为保证混凝土振捣均匀密实，每次支模高度不宜大于90cm，拱圈部分不宜大于60 cm.   5)混凝土拌和:混凝土应按配合比标准拌和。拌和采用强制式拌合设备，确