石拱桥的维修加固方案

1、石拱桥的维修加固方案求迎不新石拱桥的维修加固方案溪口桥概况溪口桥位于延平区境内的316国道K211+922处，该桥由旧石拱桥和两侧新加宽桥组成。旧石拱桥净跨20m，全长32.80m，桥宽7m，桥高8.9m，矢跨比1/4,拱圈采用7.5号砂浆砌筑粗料石，厚度85cm.桥台采用5号砂浆浆砌块石。桥台两侧为5号浆砌块石挡土墙，台后填筑当地的土石混合料，旧石拱桥于1967年建成通车。两侧新加宽桥板拱为砼，于1999年12月建成通车。旧拱桥经运营30多年后，在桥梁检测中发现下述病害：靠南平台起拱线处拱圈有多处微裂缝并伴有严重渗水现象;靠顺昌台处拱圈沿纵向有3条裂缝，缝宽在815mm;顺昌台台身也出现多条

2、裂缝，其中一条裂缝贯穿整个台身并延伸至拱圈。经过观测，发现裂缝每年有所发展，2001年的检测记录比照1999年的检测记录，其裂缝延长发展了2.3m，缝宽也增大了23mm.拱顶渗水严重，行车道下沉25cm.两侧新加宽桥没有发现病害，旧拱桥综合评定为危桥，急需采取技术措施进行加固或重建。病害成因及加固方案的选定经对溪口中桥病害的分析，认为裂缝产生的原因是多方面的，但其主要成因有4个：其一，旧拱桥建于60年代末，由于台后填土范围小，填土又很高，压实机械无法到位，小型机具又达不到压实效果，填土压实度不够，土压力较大。由于在高填土下，拱桥台身主要承受的荷载是填土自重和土压力，汽车活载效应较小，若填土压实

3、不足，土体本身形不成自拱，台身势必形成较大的土压力，使桥台台身及基础产生推移，引起开裂。其二，旧拱桥基础采用打梅花型松木桩处理，由于地基承载力不足，产生了不均匀沉降。其三，拱圈、桥台砌筑工艺差，砌体砂浆不饱满，石料强度规格不符合设计要求，台身部分片石被压碎破裂。其四，国道上交通量日益增大，车辆超载也随着增加，重车荷载有增无减地继续作用，势必使拱圈在许多局部呈现单个或少数构件受力集中现象，全断面受力甚不均匀，也是造成病害的重要原因。根据316国道交通流量大、又不能中断交通的特点，分别拟订了3个方案进行经济技术比较。方案一：在现桥的右侧建造一座新桥，但因造价高，且路线不顺畅，对行车不利而否定;方案

4、二：拆除现有旧拱桥，利用原桥台，改建成梁桥。但由于不能中断交通须先建通车便桥，再拆老桥，这就增加新建便桥费用，造价大、工期长;而且此方案其台后土压力仍然对桥台产生作用，且对两侧加宽桥也会造成影响，因此也不可行;方案三：即对现有拱桥实施衬砌加固方案，即在现有的石拱桥下加固一个钢筋混凝土的套拱，河底做成仰拱形式。其理由及优点为：(1)该桥桥下为山区溪流，不通航，汇水面积不大，溪流纵坡大，排水迅速，经向当地群众了解，套拱后也不影响其排水;(2)可以不中断交通，在桥下施工，现场施工管理也简单;(3)造价低。加固改造设计方案要领(1)裂缝注浆封闭：由于该桥拱圈多处开裂，部分裂缝已贯穿整个台身，为防止裂缝

5、进一步发展，先采用高压灌浆法对缝隙进行封闭补强，然后再进行下一步加固。(2)拱圈衬砌加固：该桥从病害成因及现状分析，若只采用高压灌浆进行加固，考虑到桥梁台身及拱圈开裂严重，地基承载力不足，灌浆后桥台及拱圈仍无法达到设计强度，还将存在较大隐患，所以采用内壁现浇钢筋混凝土拱圈的永久性加固方案。即在原石拱圈腹内布锚杆，使石拱圈与钢筋混凝土拱圈构成复合式拱圈，通过复合式拱圈增强砖石的抗弯拉应力和整体刚度。本着造价经济、满足承载要求以及衬砌后拱桥过水断面积仍能满足泄洪要求的原则，钢筋混凝土拱圈厚度采用40cm厚进行设计。(3)河床仰拱衬砌：除对拱圈、台身进行套拱衬砌加固外，河床特别做成仰拱形式衬砌加固，

6、其作用是：仰拱可以使桥梁整体的承载力得到提高;仰拱可以减少桥梁的周围位移;仰拱可以克服桥台基础承载力不足;仰拱可以使偏心受压向轴心受压转变;仰拱可以改善桥梁整体受力。4施工技术要点裂缝处理对原桥的拱圈及桥台前墙裂缝进行钻孔压浆处理，增加原石拱桥的整体强度。沿台身及拱圈裂缝，每隔100cm钻压浆孔，拱圈钻孔深均为60cm,桥台前墙钻孔深度根据墙厚而定。压浆前先将裂缝凿成V形槽，在槽面上涂一层1.5cm的环氧树脂，再抹水泥砂浆封堵，待砂浆形成强度结硬后，用灰水比1：0.5、压力为0.60.8MPa的水泥浆在压浆孔处进行压浆，压浆管的长度贯穿整个构造物，压浆时邻孔为排气孔，在排气孔冒出同浓度浆液后即

7、对压浆孔和排气孔进行堵塞。压浆时应采用自下而上的顺序施工，同时压浆时还需考虑到台腔渗浆。套拱施工(1)在旧拱圈内进行C25钢筋砼拱下套拱加固，原拱圈与套拱之间用20锚固钢筋联结，拱圈上锚杆长75cm,嵌入拱圈40cm，桥台前墙上锚杆长85cm,嵌入墙体50cm，均采用梅花型布设，并用1：1水泥浆加膨胀剂灌注，锚杆应与套拱钢筋网焊接成整体。(2)在仰拱底下铺50cm厚砂砾层，分层填筑夯实后，即绑扎仰拱的钢筋骨架，浇注混凝土。(3)现浇两侧台身。浇注前锚杆还应与衬砌钢筋网焊接，台身钢筋应与仰拱钢筋骨架焊接在一起，混凝土浇注时，应加强震捣。(4)浇注拱圈混凝土。由于拱圈混凝土厚度只有40cm,绑扎钢

8、筋、填料及震捣较困难，因此采用泵送混凝土分段浇注(每2m为一段)，混凝土应从两侧拱脚向拱顶延伸，并及时震捣夯实。浇注完毕后喷水养生，强度达到设计标号的80%以上时方可拆除模板。5结语采用钢筋混凝土套拱对石拱桥进行加固，具有省时、省钱、工艺简单、不中断交通等诸多优点，恢复了原来的设计标准，使危桥得到改善。通过3年多的运营，经详细检测，技术状况良好，未发现任何不良变化，达到了预期效果。省道S225线石拱桥加固施工方案水口大桥位于省道S225线，中心桩号K93+537.65，于1969年10月建成通车，设计荷载为汽-13，拖-60，上部结构为料石拱，4跨53.75m，桥L为256.35m，桥b为9m

9、，行车道b为7m，下部结构采用沉井基础。水口大桥由于桥龄较长，经过长时间的超负荷使用，特别是近几年超限、超载车辆的频繁通行，加速桥梁的损坏，又随着人类对森林保护，山岭水土流失逐渐减少，但由于基础设施建设及城市建筑的发展，河沙大部被涝走，随着洪水对泥沙的冲流，河床逐渐下降，大多数的桥梁基础局部普遍出现了基础淘空，裂缝等。经过检测，水口大桥1#、2#、3#桥墩基础沉井井壁有多处开裂，裂缝b为5-8mm；河床下降，基础淘空外露等，腹拱有多处裂缝，桥面铺装原有沥青混合料严重老化、坏烂，桥栏损坏严重，直接影响到桥体安全，威胁着交通安全畅通。.加固方案鉴于这是一座桥龄较长的料石拱桥，具有一定的历史价值，它

10、的主拱结构良好，故加固方案是根据汽-20荷载标准及百年一遇洪水冲刷要求，对桥梁进行测算，由于该桥主拱是料石拱，而且拱圈完好，拱圈内力系按分项全系数的极限状态计算恒活载内力可以满足要求，故对主拱不动，根据采用该桥桥墩开裂、淘空现象，而且原有墩身较小，坩入的地下层仍为较软的粉砂岩，因此对1#、2#、3#桥墩必须加厚即外包一层d为40cm的C30钢筋混凝土，并在沉井基础周边加入6根为120cm的桩基，桩基及原沉井基础上增设d为220cm、沉井外b为200cm的承台，与桥墩加固部分互相连接（沉井基础上d为40cm），具体位置及形式见示意图。attachment=24431图为水口大桥1#、2#、3#桥

11、墩的加固侧立面及平面图，其中阴影部分为加固层，单位cm，加固的承台b控制要素L1、L2、L3及桩深h随各墩的实际情况而不同，根据地质探测资料，结合桥梁承受荷载，以及洪水的冲击力等因素，要求1墩基础需嵌入微风化砂砾岩至少1.5m，加固的2墩基础需嵌入微风化砂砾岩至少1.5m，加固的3墩基础需嵌入微风化泥质粉砂岩至少8m,各桥墩基础尺寸(见表1)：attachment=24432加固层布筋按桥梁实际受力及荷载标准计算布筋，主要如下：(1)桥墩部分主要是在半圆内圈、外圈及直线连接均设置间距20cm20mm钢筋，内外圈筋由4根钢筋组成单面焊接，在原有沉井基础按40cm40cm密度植入25mm锚固筋，植

12、入深度至少20cm，在与承台上面的交接设立横向20mm支撑筋，承台上部分(原墩基础以上40cm)布置双层25mm椭圆圈钢筋，层间距20cm，另外还有竖立筋、平直连结椭圆筋等，间距20cm。(2)承台下部分(d为180cm)，底层两半圆及连接线布置间距20cm的25mm钢筋，在原沉井基础植入25cm深的锚固筋，密度同上，另外还有架立筋，间距100cm100cm，桩项布置双层面积为200cm200cm钢筋网，层间距50cm，密度20cm20cm等。(3)桩基钢筋，按规范要求设立竖筋、箍筋及加劲箍筋，加劲箍筋每两米设一道，双面焊接，并沿加劲箍筋四周均匀绑扎四块10cm10cm6cm的预制砼定位块。对

13、于桥面铺装原有沥青混合料严重老化、坏烂，桥栏损坏严重，采取拆除原桥面铺装层，改为C30混凝土铺装并设立混凝土防撞栏，腹拱圈开裂处灌浆修补等，改为C30钢筋砼铺装后，大大分散了桥面的集中受力，使主拱整体受力得到较大的提高。发挥料石原有的坚固、抗压性强功能等特性。.方案分析本方案对水口大桥的加固得到多位工程师及专家的认可，针对了原桥荷载等级低、墩基础开裂、露基等病害，在原桥墩周边增设承台，加固原有基础，巩固并提高了原有荷载，目前工程已接近完工，经过桥载检测，现在荷载已可达到汽-20，挂-100标准，桥墩基础可抗百年一遇洪水灾害。特别是桥墩基础的加固，不光解决了原有沉井基础的开裂、露基等毛病，而且还提高了整桥的荷载能力，很好地利用了原料石拱桥固有的坚固、耐用的特点，同时，对石拱桥改设钢筋混凝土桥面铺装，可使主拱整体受力更均匀，减少因集中受力而发生局部破坏。经过对该桥的加固维修，不但对桥的主体结构不影响，外观上，它依然是一座雄伟的古石拱桥，具有一定的历史文化意义。.结束语危桥加固是当前我国