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【摘要】随着时间的推移,早期修建的石拱桥因受各种自然灾害和缺乏有效的养护,很多石拱桥变成了危桥,严重影响了交通安全。对这些危桥进行维修加固不仅可以减少建设成本,而且可以满足通行需求,因此对危桥进行加固具有重要的意义。本文在对浦城县某危旧石拱桥进行现场调查的基础上,提出了基础、墩身加固方案,腹拱开裂加固方案,桥面加宽技术。加固后经过半年的运营,原有的病害得到了解决,且未出现新的病害,表明了本文提出的加固方案对于本桥来说是行之有效的,对于类似工程具有重要的借鉴意义。
【关键词】石拱桥;危桥加固;基础包封;套拱;桥面加宽
【中图分类号】U44 【文献标识码】B
石拱桥,是我国传统的桥梁四大基本型式之一,主要建筑材料为天然石料,因其取材方便、造价低廉,受壓能力好,造型优美等特点,石拱桥在中国有着悠久的历史,在我国桥梁中占有的比例达60%,随着时间的推移,不少石拱桥受石料开始风化,且随着社会经济的发展,交通量的增大,超重车辆和各种自然灾害的破坏与影响,不少石拱桥变成了旧桥、病桥甚至危桥。且原有的石拱桥因其修建年代的限制,其技术标准低、通过能力差,已不能满足现有的交通需求。这样的石拱桥在农村路网中占据了大部分,严重限制了农村的发展和严重影响到村民的出现安全。这就迫使交通部门对这些危旧桥进行重建或维修加固。如果重建这些旧危桥,不仅需要很大的投资,甚至要中断交通,而且有些桥的仅供行人和小汽车通行,重车通行量很少,没有必要全部拆除重建,只需对这些危桥进行适当的加固即可满足现有的通行需求,这不仅可减少建设成本,也可作为一个文物保护好现有的施工。因此、很多学者和工程技术人员对拱桥加固技术展开了研究,并广泛运用于危桥加固中,如崔建壮、林力成、邢明峰、李福宝、黄浩等、颜向群等人都对危桥加固技术展开了研究,并取得了一定的成果。本文以浦城县某危旧石拱桥加固工程为背景,对危桥加固技术展开研究,对类似工程具有重要的借鉴意义。
1 桥梁概况
浦城县某危旧大桥修建于20世纪70年代所建,为15m+24.5m+24.7m+24.4m的空腹式石拱桥。桥面总宽4.8m(净-3.5m+0.65m×2),拱圈宽4.5m,拱圈厚70cm,采用浆砌片石、块石拱圈料石攘面,下部构造采用浆砌片石、块石拱圈料石攘面U型桥台、重力式桥墩(浆砌片石、块石拱圈料石攘面)扩大基础。根据现场调查,2号墩基础及4号桥台基础局部淘空、基础外露;1号墩前大里程方向腹拱拱顶开裂,桥面铺装及栏杆破损严重。拱圈石料质量较好,未发现开裂、压碎、掉块及墩台明显位移等现象,经省市专家组鉴定为四类危桥,急需进行加固。为了减轻乡镇负担,保证当地群众出行安全,现决定对该桥进行维修加固。
2 加固改造方案
(1)、对桥梁上部进行卸载,拆除原桥面铺装结构层及原拱上不合格填料,回填天然砂砾至设计标高,重新铺设10~13.3cm防水钢筋砼桥面铺装(C40防水砼)+沥青防水层+厚20cmC15砼垫层,增设桥面泄水管,泄水管采用铸铁管间距为5m在安全带浇筑时埋设。桥面铺装采用双向横坡,横坡为1.5%。原有桥面行车道净宽只有3.5m,不能满足现有的交通需求,在本次改造中,拆除原栏杆,拆除人行道(条石),采用C30的钢筋混凝土做安全带和栏杆基座,加铺的安全带应高出桥面铺装层30cm,安全带及栏杆基座采用1212钢筋作为受力筋,箍筋采用12、间距20cm。
(2)对2、3号墩及4号桥台基础采用C20砼包封处理,包封完成后对原淘空及基坑等部位回填片块石至原河床地面,对墩身进行植筋加固处理,植入直径20的钢筋,植入长度为22cm间距为30cm,植入钢筋采用梅花形布置,采用环氧树脂粘牢,植筋与其他钢筋焊接具体如1所示。
(3)1号墩往大里程方向腹拱加固处理。对腹拱植筋,钢筋采用20,植入长度22cm,间距为30cm,植入钢筋采用梅花形布置,用环氧树脂粘牢,植筋与其它钢筋焊接共同组成钢筋骨架。植筋抗拉拔力大于等于7.5kN,套拱采用C30混凝土,混凝土厚道为30cm。(下转第页)
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图1墩身、基础加固示意图
3 加固效果
该大桥于2015年8月按上述方案进行维修加固,于2016年2月完工,该大桥加固后通车运营已有半年,期间经历两次大暴雨,村民大量运输木材等重车通行,笔者7月底与桥梁验收专家到该大桥进行现场验收,经现场勘验,基础牢固,未发现有淘空现象;拱圈没有新的裂缝出现,栏杆基座未发生沉降变形。现场检验表明,桥梁结构工作状况良好, 达到了预期的加固效果。
4 结语
根据每座桥梁的病害特点,结合当地实际需求,针对每座桥梁制定具体的加固方案具有重要的意义。实践表明:
(1)对墩身和基础进行包封,可减少对拱桥下部结构的破坏。
(2)对拱圈开裂部分采用植筋、绑扎钢筋骨架后浇筑混凝土的套拱处理方法是有效的。
(3)在危桥加固中,采用钢筋混凝土安全带和栏杆基座,并将安全带和路面结构层用钢筋连接起来,这对于在一定程度上拓宽桥面净宽,提高通行能力是可行的。
参考文献:
[1] 崔建壮,焦驰宇,刘陆宇,鲁子明. 古旧桁架拱桥维修加固设计新技术研究[J]. 公路交通科技(应用技术版),2016,第3期(总第135期):79~84
[2] 林力成.林晓芳. 浅谈石拱桥加固的方法与体会[J]. 交通科技,2008,227(2):40~41、44
[3] 邢明峰.石拱桥病害调查与加固方案设计[J]. 公路交通科技(应用技术版),2010,61,38~42
[4] 李福宝, 蒋海军. 石拱桥加固[J]. 山东交通科技,2010,6:34~35
[5] 黄 浩,生墨海,董雪梅. 加宽石拱桥常见加固技术[J]. 公路交通科技(应用技术版),2008,37,111~112
[6] 颜向群,李海梁.石拱桥常见病害与预防措施[J].公路与汽运:2003(6):69~70
[7] 王春涛. 某片石混凝土拱桥病害分析及处理[J]. 公路交通科技(应用技术版),2015,第6期(总第126期):74~76
作者简介:王金华(1985-),男,助教,硕士研究生,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作,2014年~2016年在浦城县交通运输局挂职科技副局长。
【关键词】石拱桥;危桥加固;基础包封;套拱;桥面加宽
【中图分类号】U44 【文献标识码】B
石拱桥,是我国传统的桥梁四大基本型式之一,主要建筑材料为天然石料,因其取材方便、造价低廉,受壓能力好,造型优美等特点,石拱桥在中国有着悠久的历史,在我国桥梁中占有的比例达60%,随着时间的推移,不少石拱桥受石料开始风化,且随着社会经济的发展,交通量的增大,超重车辆和各种自然灾害的破坏与影响,不少石拱桥变成了旧桥、病桥甚至危桥。且原有的石拱桥因其修建年代的限制,其技术标准低、通过能力差,已不能满足现有的交通需求。这样的石拱桥在农村路网中占据了大部分,严重限制了农村的发展和严重影响到村民的出现安全。这就迫使交通部门对这些危旧桥进行重建或维修加固。如果重建这些旧危桥,不仅需要很大的投资,甚至要中断交通,而且有些桥的仅供行人和小汽车通行,重车通行量很少,没有必要全部拆除重建,只需对这些危桥进行适当的加固即可满足现有的通行需求,这不仅可减少建设成本,也可作为一个文物保护好现有的施工。因此、很多学者和工程技术人员对拱桥加固技术展开了研究,并广泛运用于危桥加固中,如崔建壮、林力成、邢明峰、李福宝、黄浩等、颜向群等人都对危桥加固技术展开了研究,并取得了一定的成果。本文以浦城县某危旧石拱桥加固工程为背景,对危桥加固技术展开研究,对类似工程具有重要的借鉴意义。
1 桥梁概况
浦城县某危旧大桥修建于20世纪70年代所建,为15m+24.5m+24.7m+24.4m的空腹式石拱桥。桥面总宽4.8m(净-3.5m+0.65m×2),拱圈宽4.5m,拱圈厚70cm,采用浆砌片石、块石拱圈料石攘面,下部构造采用浆砌片石、块石拱圈料石攘面U型桥台、重力式桥墩(浆砌片石、块石拱圈料石攘面)扩大基础。根据现场调查,2号墩基础及4号桥台基础局部淘空、基础外露;1号墩前大里程方向腹拱拱顶开裂,桥面铺装及栏杆破损严重。拱圈石料质量较好,未发现开裂、压碎、掉块及墩台明显位移等现象,经省市专家组鉴定为四类危桥,急需进行加固。为了减轻乡镇负担,保证当地群众出行安全,现决定对该桥进行维修加固。
2 加固改造方案
(1)、对桥梁上部进行卸载,拆除原桥面铺装结构层及原拱上不合格填料,回填天然砂砾至设计标高,重新铺设10~13.3cm防水钢筋砼桥面铺装(C40防水砼)+沥青防水层+厚20cmC15砼垫层,增设桥面泄水管,泄水管采用铸铁管间距为5m在安全带浇筑时埋设。桥面铺装采用双向横坡,横坡为1.5%。原有桥面行车道净宽只有3.5m,不能满足现有的交通需求,在本次改造中,拆除原栏杆,拆除人行道(条石),采用C30的钢筋混凝土做安全带和栏杆基座,加铺的安全带应高出桥面铺装层30cm,安全带及栏杆基座采用1212钢筋作为受力筋,箍筋采用12、间距20cm。
(2)对2、3号墩及4号桥台基础采用C20砼包封处理,包封完成后对原淘空及基坑等部位回填片块石至原河床地面,对墩身进行植筋加固处理,植入直径20的钢筋,植入长度为22cm间距为30cm,植入钢筋采用梅花形布置,采用环氧树脂粘牢,植筋与其他钢筋焊接具体如1所示。
(3)1号墩往大里程方向腹拱加固处理。对腹拱植筋,钢筋采用20,植入长度22cm,间距为30cm,植入钢筋采用梅花形布置,用环氧树脂粘牢,植筋与其它钢筋焊接共同组成钢筋骨架。植筋抗拉拔力大于等于7.5kN,套拱采用C30混凝土,混凝土厚道为30cm。(下转第页)
(上接第页)
图1墩身、基础加固示意图
3 加固效果
该大桥于2015年8月按上述方案进行维修加固,于2016年2月完工,该大桥加固后通车运营已有半年,期间经历两次大暴雨,村民大量运输木材等重车通行,笔者7月底与桥梁验收专家到该大桥进行现场验收,经现场勘验,基础牢固,未发现有淘空现象;拱圈没有新的裂缝出现,栏杆基座未发生沉降变形。现场检验表明,桥梁结构工作状况良好, 达到了预期的加固效果。
4 结语
根据每座桥梁的病害特点,结合当地实际需求,针对每座桥梁制定具体的加固方案具有重要的意义。实践表明:
(1)对墩身和基础进行包封,可减少对拱桥下部结构的破坏。
(2)对拱圈开裂部分采用植筋、绑扎钢筋骨架后浇筑混凝土的套拱处理方法是有效的。
(3)在危桥加固中,采用钢筋混凝土安全带和栏杆基座,并将安全带和路面结构层用钢筋连接起来,这对于在一定程度上拓宽桥面净宽,提高通行能力是可行的。
参考文献:
[1] 崔建壮,焦驰宇,刘陆宇,鲁子明. 古旧桁架拱桥维修加固设计新技术研究[J]. 公路交通科技(应用技术版),2016,第3期(总第135期):79~84
[2] 林力成.林晓芳. 浅谈石拱桥加固的方法与体会[J]. 交通科技,2008,227(2):40~41、44
[3] 邢明峰.石拱桥病害调查与加固方案设计[J]. 公路交通科技(应用技术版),2010,61,38~42
[4] 李福宝, 蒋海军. 石拱桥加固[J]. 山东交通科技,2010,6:34~35
[5] 黄 浩,生墨海,董雪梅. 加宽石拱桥常见加固技术[J]. 公路交通科技(应用技术版),2008,37,111~112
[6] 颜向群,李海梁.石拱桥常见病害与预防措施[J].公路与汽运:2003(6):69~70
[7] 王春涛. 某片石混凝土拱桥病害分析及处理[J]. 公路交通科技(应用技术版),2015,第6期(总第126期):74~76
作者简介:王金华(1985-),男,助教,硕士研究生,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作,2014年~2016年在浦城县交通运输局挂职科技副局长。