石拱桥加固设计及施工
2015-06-11
滁州市地处江淮分水岭，盛产石料，且石拱桥具有施工简易、取材方便、经济耐久等特点，因此在以往钢筋缺少、机械设备缺乏的年代，修建公路时，特别是一些县乡公路的建设中，建造了大量的石拱桥。
自2002年起，滁州市利用国债资金对县乡公路进行改造，原有石拱桥由于建设年代较久，设计荷载等级较低，已不能适应现有交通发展的要求。对这些旧桥如要全部推倒重建，则既不科学，更不现实。因此，采用技术上可行、经济上合理的改造技术对这些桥梁进行维修加固，以达到提高其承载能力的目的，是十分必要的。现以某县道上一石拱桥为例，介绍采用套拱加固技术加固石拱桥的方法。
1、工程概况
原桥为1孔净跨10米石拱桥，桥面全宽8.5m，矢跨比为1/5，拱圈厚0.4m。该桥建成于1974年，设计荷载为：汽车―10级，履带―50。该县道改造时桥梁设计荷载等级为：汽车―20级、挂车―100，现有拱圈厚度不足，需进行加固处理。
2、加固方案选定
采用保留原桥不拆，在原拱圈下套建一座拱圈的加固方案。其理由为：（1）桥梁宽度能够满足道路改造后的路基宽度要求；（2）桥位处地质状况良好：该桥在设计前在桥位处进行了地质勘察，勘探深度内地基土分为3层：强风化玄武岩（层厚1.9~2.1米，）、中风化玄武岩（层厚4.4~5.1米）、微风化玄武岩，后2层地基土容许承载力分别为1000MPa、2200MPa，地质条件好；（3）桥下水面宽2米、水深0.3米左右，无泄洪要求，且施工方便；（4）可以不中断交通；（5）造价较低。
新老拱圈应联成一体共同受力。新建套拱各部位的尺寸及材料为：基础、台身均采用C25水泥混凝土浇筑，基础、台身分别宽50cm、40cm；拱圈采用C30水泥混凝土浇筑，厚度为58cm。为了使新老桥台及拱圈能联成一体，新老桥台及拱圈间应设置锚固钢筋。
3、施工工艺及过程
（1）桥台基础部分施工
在基岩上开挖50cm宽作为套拱的基础，深度与原桥基础相一致。每个桥台的基础必须分两次开挖，以防止开挖过长引起桥台基础位移，基坑验收合格后应及时浇筑C25混凝土至基础顶面。
（2）现浇混凝土台身
现浇混凝土台身施工流程为：
桥台浇筑前，先在老桥台上钻好锚固钢筋的预留孔（孔径为35mm、孔深25cm，预留孔设置为50cm×50cm梅花形）→用水把原桥台身、拱圈冲洗干净，对墙身和拱圈的裂缝进行灌（压）浆处理→安装砂浆锚杆（锚杆为单根长60cm的Ф16螺纹钢筋，砂浆为M12.5，锚固深度为25cm）→布设构造钢筋→立模→浇筑C25混凝土→混凝土养生。
（3）现浇混凝土拱圈
现浇混凝土拱圈关键要处理好新老拱圈之间的间隙问题，对此桥采取在老桥面上开洞的方法进行混凝土拱圈浇筑。
a、在原石拱圈拱腹上布锚杆（单根长78cm，锚固方法同桥台），使原石拱圈与钢筋混凝土拱圈构成复合式拱圈，套拱采用板式截面，厚58cm；受拉受压区主筋为Ф22螺纹钢筋，间距20cm；锚杆与双层主筋焊接，分布筋采用φ8钢筋，间距20cm。
b、放样并安装新拱圈模板支架。
c、全桥分两次进行混凝土拱圈浇筑。每次半幅，两个半幅拱圈之间用Ф22螺纹钢筋连接，钢筋长100cm，间距为50cm。
d、在现浇半幅拱圈的中间，人工从老桥面拱顶处向下开挖一个尺寸为20cm×20cm的方洞（不能过大，否则会对老拱圈受力带来不利影响），洞的深度应贯穿老拱圈。
e、方洞开挖后，必须及时在拱盔上立点支承四周的拱圈石，以防拱圈石不稳定掉下。
f、将搅拌好的水泥混凝土通过方洞，用导管输送到拱圈浇筑处，人工在桥下用插入式振捣器捣实，从拱脚对称浇筑，浇筑至离拱顶80cm左右时，将拱顶处边模安装好，要求密封牢实，以防漏浆。
g、用干硬性混凝土输入封顶，并用振捣器通过方洞插入进行捣实，反复进行直至混凝土封口。4、结语
该桥加固后，承载能力达到了汽车―20级、挂车―100级的荷载等级标准，不仅节省了工程造价，而且施工过程中不中断交通。实践证明，利用钢筋混凝土套拱加固技术加固石拱桥的方法具有显著的技术、经济和社会效益，对石拱桥的加固具有积极的推广意义。
