摘要:在我国城乡道路上分布着大量的旧桥,这些早期修建的桥梁服务能力逐年下降,最后因病害退化为危桥势在必然。将所有危旧桥梁全部推倒重建,既不现实,也不科学,因此对其进行维修改造是目前重要的研究课题。本文结合工程实例,介绍了石拱桥、双曲拱桥加固的一些原则和方法,希望对一些相同或相似类型桥梁的加固提供了一定的借鉴。
关键词:石拱桥;双曲拱桥;加固;原则和方法
一、概述
白山大桥位于庐江县境内X062县道上,建成于1978年,是盛桥镇、白山镇通往古镇三河、合肥及合界高速公路的重要通道,人车流量较大,重载车辆多。该桥中心桩号为K19+060,桥梁全长272m,全桥由主桥与三个方向引桥组成。
二、全桥情况调查及病害原因分析
2.1 主桥
2.1.1 桥面系
调查中发现桥面泄水管基本堵塞,已失去使用功能,雨水无法及时排泄,阴雨天桥面积水严重,导致雨水下渗,拱脚出现水迹、泥痕。
桥梁全长范围内无伸缩缝,桥面水泥混凝土铺装层出现多处坑槽、网状裂缝等病害。推测原因可能是铺装层下拱上填料强度不足,桥面铺装在长期温度效应作用下,局部产生温缩裂缝,超载车辆及雨水下渗加剧了这种情况的发展。两主跨拱顶处均出现轻微下沉现象。
人行道部分路缘石向外侧移,护栏构件倾斜、栏杆混凝土剥落。
2.1.2 主拱圈
桥梁实测拱轴线与设计拱轴线基本吻合,主拱圈的拱肋、立柱、横系梁外观良好,未发现有损伤情况。
2.1.3 腹拱
拱波为预制无筋微弯板,相邻板之间仅通过砂浆联系,大部分拱波出现横向裂缝,部分裂缝严重的地方出现渗漏现象。
从拱波横向裂缝出现的位置推断,裂缝产生的主要原因是没有保证相邻板间相结合的有效措施,由于联系薄弱很容易形成单板受力。
另外从现场情况可以看出,在以往的养护作业中也曾对拱波部分的病害进行过一定处理,但由于资金、技术条件等因素限制,只作了简单水泥浆灌缝及表面涂抹处理,而未能作彻底治理。
2.2 白山岸引桥
该引桥原为1跨13m的石拱桥,本次加固前已改造为钢筋混凝土空心板桥,目前该引桥使用状况良好。
2.3 同大岸引桥
该引桥由一孔直径14m的浆砌块石圆形拱圈构成,拱圈顶部有几条较大的破坏性纵向裂缝,其中一条横向裂缝贯穿拱圈全截面高度。桥台侧墙共有四条较大裂缝。
结合主拱圈和桥台病害情况,分析会有以下原因,一是早年主拱圈砌石施工质量相对较差,二是桥台基础位于软弱地层,桥台在水平推力作用下产生了位移沉陷,再者是超重车辆使得拱上填料发生侧向推移。以上裂缝宽度均在30mm～50mm之间,且侧墙有倾斜迹象,该石拱桥主体已严重破坏,严重影响过往车辆安全。
三、加固原则
(1)提高老桥承载能力和整桥结构刚度,保证车辆通行安全。加固后荷载等级由汽-15,挂-80提高到公路-Ⅱ级标准。
(2)在可能的情况下,尽量多的利用旧桥原有结构,节约工程造价。
(3)施工期间桥梁限制重交通,轻交通正常通行。
四、确定加固方案
(1)桥面系全部更换,拆除旧桥护栏及铺装层。安装泄水管和预制护栏,在主跨拱脚位置增设三道伸缩缝,形成全新的桥面系。桥面铺装采用C40钢纤维防水混凝土,并且增设直径12mm螺纹钢筋网片,提高铺装层整体强度,增加抗磨耗性能,防止桥面雨水下渗。
(2)为保证施工期间不中断桥梁的交通,采用半幅限载正常通行,半幅封闭施工措施。
(3)主桥将损坏的腹拱拱波全部更换,加铺钢筋混凝土拱板,增大结构截面尺寸。下部结构的微裂缝采用注浆补缝法及直接封闭法处理。
(4)对同大岸石拱桥采用整体现浇内衬拱肋加固。环形拱肋增设径向水平联系梁,拱肋间设置横系梁,加强各拱肋间的整体性,改善荷载的横向分布状况。
(5)拱上填料全部更换为二灰(石灰、粉煤灰)轻质填料,这样可达到减轻拱上建筑重量,从而降低主拱圈应力水平的目的。
(6)合理处理拆除旧桥的建筑废料,减少环境污染。 五、加固方案实施
5.1 同大岸引桥加固施工
该桥采用浆砌块石圆环形拱圈,为工程实践中极其少见的异形石拱桥,可以形象地理解为一孔径14m的圬工砌体圆管涵。由于有近二分之一拱圈淹没于水下,故需先在拱圈上下游两侧修筑施工围堰,封闭拱圈范围内水流,再将孔内水排尽之后,方可进行下部内衬拱肋的施工。
5.1.1 围堰施工
在对桥洞两侧水下深度及地形构造探测后,绘制了桥下河床断面图,即着手围堰的施工。
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