石砌拱桥加固施工工法

1、PAGE PAGE 8石砌旧拱桥加固施工工法中铁二十三局集团有限公司张义君 金坤学 李秀洪前言新扩改建施工便道、便桥几乎是每个项目前期准备工作的必要组成部分，其对石砌旧拱桥的处理方案多种多样，并以新建和加固方式为主，而加固均采用传统的施工方法，即在拱墙部位全断面浇筑钢筋混凝土或是钢架混凝土，此施工方法工程量大，且需要进行水下圬工施工，工期相对较长。在新建向莆铁路青云山隧道四号斜井进场公路的两个石砌旧拱桥，有效运用了拱桥柔性加固处理的原理，采用了拱腹锚固粘贴钢板的方式进行了加固，工期短、成本低，取得了良好的经济效益和社会效益。工法特点采用拱腹锚固粘贴钢板方式对石砌旧拱桥进行加固，其施工周期短，施

2、工期间，可保持桥梁正常通行，不需中断。施工作业材料及机具消耗少，在拱跨下方搭设简易施工平台工作量较小。此加固方法较新建便桥投资小，不新占用土地，经济节能。适用范围该施工方法适用于中小跨度石砌拱桥加固，拱桥下方须具备作业平台搭设条件，桥面无大型重载车辆通行，施工周期尽量缩短。工艺原理针对石砌旧拱桥，为提高其通行荷开能力，在其受力拱圈下方打用柔性加固补强措施，主要是提高拱腹荷载应力再分配能力，使应力拱在荷载作用下，充分完成拱荷载分布，以达到提高整体承载能力的要求。工艺流程及操作要点5.1工程概况及施工背景根据青云山隧道乾顶斜井实施性施工组织要求，进场便道从222县道进入乡村公路，在该段乡村公路中共

3、有两座桥梁，分别位于广宫村和乾顶村境内，结构型式分别为三跨石拱桥和两跨石拱桥，且均修建于2000年以后。广宫村境内的三跨石拱桥为莆田市涵江区交通局组织施工修建，乾顶村境内两跨石拱桥为乡级政府组织施工修建，前者是经过专业人员负责设计及施工，后者为当地村民自发组织施工完成。乾顶村两跨石砌拱桥侧视图如图1所示，广宫村三跨拱桥侧视图如图2所示。图 1 两跨石砌拱桥侧视图图 2 三跨石砌拱桥侧视图5.2 加固方案的确定：根据石拱桥的结构型式及今后的重载车辆行驶情况，按照经济合理、施工便捷的原则对桥梁实施加固，采用粘贴钢板法进行，该方法在加固过程中不影响桥梁的正常行车，加固完成一周以后即可达到预期加固承载

4、力要求。5.3 加固方案：5.3.1针对两座拱桥的长度及桥宽，结合现场实际施工便捷要求，对两座拱桥均采用粘贴钢板法进行，每跨均作三肋钢板，钢板宽度为63cm，肋间净间距为50cm，粘贴范围为整个拱腹，并延伸至起拱线以下50cm。钢板采用膨胀螺栓锚固、环氧砂浆粘贴。乾顶村境内的两跨石拱桥的主拱两侧均设有副拱，对该副拱采用钢筋混凝土无铰拱加固方法进行。在副拱底部(即主拱顶缘)浇筑C30钢筋混凝土，厚度为30cm，主筋采用22钢筋，间距20cm，钢筋上端锚固至原砌石当中，其锚固长度不小于20cm，钢筋混凝土下端与砌石之间采用两层油毯隔离，其处理措施结构示意图如图3所示, 拱腹加固施工示意图如图4所示

5、：图 3 副拱钢筋混凝土无铰拱加固处理结构示意图 拱腹粘贴钢板展开图 钢板构造图（一） 钢板构造图（二）图 4 主拱拱腹加固施工示意图5.3施工工艺流程 根据石砌拱桥加固方案，结合现场实际情况，采用在河床上搭设脚手架进行施工，两侧设置防护栏杆，所有使用的砂浆和环氧树脂砂浆均采用现场人工拌和，并随拌随用，其工艺流程如图5所示。施工准备材料准备搭架清理拱腹裂缝清理裂缝修补粘贴钢板钻孔钢板除锈螺栓锚固钢板防锈图 5 施工工艺流程图材料与设备6.1主要材料 粘贴用钢板采用A3钢材，钢板厚度6mm，尺寸为63cm80cm，厂家提前切割，并钻孔。锚固用膨胀螺栓采用16，钢板钻孔直径18mm。钢板与拱腹砌体

6、面采用环氧砂浆粘合，环氧砂浆配合比为（质量比）：环氧树脂（6101-E44，环氧值：0.410.47）：固化剂（T-31胺类）：稀释剂（无水丙酮）：水泥：石英砂: 100:20：15：100：150副拱采用钢筋混凝土无铰拱进行加固，布上层钢筋，主筋采用22螺纹，横向采用14钢筋连接，主筋上端采用砂浆锚固的方法锚至浆砌石中，下端为无铰处理，采用两层油毡与浆砌石隔离。6.2主要机具设备采用的主要机具设备见表1表1 主要机具设备表序号机械设备名称规格及型号单位数量用 途备 注1电锤DC38台2钻孔2发电机STC-50台2发电3砂浆搅拌机台2拌制砂浆4作业平台定制搭设台2注浆、钻孔平台质量控制7.1质

7、量目标确保钢板与石砌面密贴可靠，锚固效果良好，注浆饱满。钢板与石砌面间环氧树脂砂浆填充饱满、均匀。通过桥面对拱腹以上砌体进行注浆，确保填充保饱，不存砌体空孔隙。7.2质量保证措施7.2.1锚孔钻孔时，应控制好钻孔角度，确保锚固方向与拱腹径向一致，首先在拱腹下方测量确定控制圆心，以此作为控制钻孔方向的依据。7.2.2在钻孔完成后，对拟定钢板单元尺寸进行复核后加工，全部采用试拼装密贴一遍后，再按顺序逐个锚固安装注浆，确保现场拼装锚固质量。7.2.3在进行环氧砂浆密贴安装时，将环氧砂浆均匀满整个钢板，并且厚度应大于1cm,在安装锚固式，采用“挤浆法”将多余砂浆挤出，确保钢板面与石砌面密贴饱满。安全措

8、施8.1安全目标在整个拱桥加固过程中，要防止高空坠落；防止行车碰撞事故；防止火灾事故；控制和减少一般责任事故。8.2 安全保证措施安全是各项工作中的重中之中，要确保人员安全、设备安全。8.2.1确保人身安全的管理措施1、加强对员工的安全教育，增强安全意识，提高防范能力。2、严格按照有关劳动保护法律、法规和铁道部有关劳动保护条例、规定及业主发布的有关安全生产的要求执行，确保安全生产、生产必须安全。3、所有员工上岗前做到按规定进行岗前培训，特殊工种重点培训，持证上岗，遵章守纪，严格按照操作规程、规则作业，严禁违章指挥、违章作业。4、对施工队签定安全协议，实行安全风险抵押金制度，实现安全管理时时警惕

9、，安全责任人人承担。5、施工现场设置醒目的安全警示标志和可靠的防护设施，必要时设专人防护，完工后未经专职安检员检查许可，任何人不准擅自撤掉安全防护标志、设施和人员。所有闲杂人员不得入场。6、所有作业人员岗前不许饮酒，酒后不准上岗。7、加强对员工的劳动保护，配齐配足个人劳保用品，并定期进行全员体检。8、经常性进行安全知识的培训、考核，不合格者不安排上岗，违章者严肃处理，并按照“三不放过”的原则进行操作。9、高空作业系牢安全带，穿防滑胶鞋。8.2.2设备安全管理制度1、岗前培训、定期考核制度：提高机械作业人员的技术素质和操作维修技能。2、定人、定机、定岗制度：保证机械作业人员的相对稳定，使各个环节

10、责任明确，责任到人。3、岗位责任制度：使用机械必须坚持“两定三包”即定人、定机、包使用、包保管、包保养；操作人员作到“三懂四会”即懂构造、懂原理、懂性能，会使用、会保养、会检查、会排除故障。4、持证上岗制度：机械作业人员必须经过技术培训，经考核合格，发给机械操作合格证后方能上机操作。5、交接班制度：交接内容有机械运转记录、完成任务和生产情况、设备技术状况、维修保养情况、备件、附件、工具情况等。6、安全检查制度：坚持安全教育，坚持日常和定期(每旬、每月)安全检查，发现不安全作业要及时制止，追查原因，及时整改，杜绝事故隐患，真正做到“安全第一”。7、用电机具必须一箱一机一匣一漏电保护器，临时配电箱

11、离地高度大于0.6m。环保措施9.1 项目经理部成立施工环保领导小组，指定一名副经理主抓施工环保工作，结合现场实际情况制定施工环保管理细则，上报建设单位及监理工程师同意后实施。作业队成立施工环保小组。9.2项目经理部定期进行施工环保检查，针对检查中发现的问题限期整改。9.3经常检修发动机，提高发动机的燃烧质量，使用合格的燃料油，减少发动机废气对环境的污染。9.4经常检查各种油液管路和管路接头，如有泄漏和渗漏及时更换或维修。对擦洗机械后的油液和更换下来的润滑油、液压油及时回收，禁止随地倾倒。防止废油液对水的污染。 9.5在注浆过程中防止水泥浆污染周围的环境，及时清理浆液污染物，作好临时排水设施。效益分析本工法与同类工法相比，具有效率高，安全可靠等优点，避免了加固施工过程中的道路中断，减少了因施工需要的占地浪费，施工周期短，取得了良好的经济和社会效益。青云山隧道四号斜井进场道路的两座石砌拱桥，均采用了此方法进行，其投资，较新建便桥方法节省约200万元。应用实例两座石砌拱桥通过拱腹锚固粘贴钢板加固，取得了良好的效果，在加固完成并正常运行一年以后，原有拱桥裂缝未发现有发展趋势，且无新裂缝出现，可以满足施工过程中各种大型材料运输车的正常通过。此方法，可在今后因施