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1、XX 拱桥加固方案拱桥加固方案一、工程概述 XX 拱桥位于 XX 省 XX 县 XX 镇 XX 村，为老式拱桥。上部结构为：一跨空腹式浆砌块石曲拱桥，净跨径 18.83m，矢跨比为13。桥面宽度为：净-4m+21.0m(人行道)，桥面纵坡为 0，横坡为 1(双向)，拱圈厚度为 1.14m。拱上建筑采用 20cm 厚的 C25 混凝土作为路面。下部结构为：浆砌 150450#片石实体桥台，桥台基础落在强风化基岩上，为明挖扩大基础。由于历史原因，该座旧石拱桥设计标准低，施工质量差，随着（新建铁路）XX 中南部铁路通道 XX 段 XX 标 XX 隧道进口架子队交通量不断增长，重型车大量增加，超载、超
2、限运输严重，该桥梁渐渐出现了拱圈、桥台开裂等各种严重病害，严重危及到桥梁的安全运营，因此，加固改造，提高其承载力，确保交通运输安全成为我分部当前的首要任务。为了确保（新建铁路）XX 中南部铁路通道 XX 段 XX 标 XX 隧道的物资、设备运输安能够全到达施工现场及当地村民及政府的要求，所以在 2010 年 10 月就对该桥制定了以下加固改造方案。二、主要病害及其原因分析1、主要病害：桥面开裂、沉陷，主拱圈 4 处纵向（沿路线方向）贯通缝，并延伸至两桥台，最小缝宽 1 mm，最大缝宽 40 mm，有的砌石出现剪切破损，桥梁的整体性遭到破坏，承载力明显下降，严重危及到桥梁的安全运营。拱圈右内侧竖
3、向开裂（图一）拱桥内侧表面横向裂缝 XX 方向（图二）拱圈内侧块石出现松动、掉快（图三）拱桥表面开裂 XX 向（图四）2、原因分析如下：1）石拱桥属超静定受力结构，斜拱桥锐角处应力集中，水平推力不均衡，导致锐角处拱圈开裂；2） 桥台台背及拱腔填料不密实，在车辆荷载的作用下，逐渐下沉，导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂；3）交通量大，重车多，原设计荷载标准相对偏低。三、加固处理方案（一）31 现浇盖梁加固处理技术石拱桥属超静定结构，受力复杂，一旦出现裂缝，其受力截面会发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载力降低。因此，对该桥桥面采用现浇（盖梁）钢筋混凝土进行加固处理，在
4、距老拱桥两侧桥台各 1.5m 处采用明挖方式开挖出盖梁两端基础作为盖梁的桥台（在基础开挖时分两次进行，并应必要考虑当地村民通行，需做栈桥过度）。把原桥面的混凝土进行清理，并在处理后的原桥面铺垫一层碎石，然后在其上面进行盖梁钢筋绑扎，直至桥面工程结束。在旧拱桥 XX 侧拱圈下桥台旁增加一座挡墙，（祥见拱桥加固图一）对旧拱桥另一侧（XX 隧道侧）拱圈下桥台进行清理并在桥台面浇筑 30cm 厚的 C25 钢筋混凝土；再在新增加的桥台基础上架设 12 榀20a 工字钢后进行模筑混凝土浇筑。处理桥台前墙采用施打锚杆、挂网喷砼通过以上施工处理后使原拱圈及桥台紧密结合共同受力，有效的阻止拱圈及桥台裂缝、变形
5、。这种加固技术主要是利用现浇盖梁、圈梁加强原拱桥的承载力（荷载），使旧拱桥整体受力均匀分配，达到增强整体性、提高承载力的目的。32 设计要点盖梁混凝土标准：采用 C35 钢筋混凝土现浇。盖梁混凝土厚度：拱顶 72cm，两端为 60cm，并在盖梁两端设置伸缩缝。盖梁钢筋配置：纵向主筋 32 螺纹钢，间距为 20cm ；纵向分部筋 14，间距 35cm，横向主筋为 32 螺纹钢，间距为 100cm ；板凳筋主筋为 22 螺纹钢，间距为 7575cm 梅花型布置；（其他部位详见 XX 沟拱桥钢筋加固布置图）。新增旧拱桥两侧桥台钢筋配置：（见上图）拱圈下圈梁：采用20a 工字钢，C35 模筑混凝土，厚
6、度为 50cm 。（见下图）33 施工工序1）砌筑桥基础加固挡墙；2）安装圈梁20a 工字钢；3）立模；4）浇筑圈梁混凝土；5）M10#砂浆处理裂缝；6）浇筑盖梁混凝土：a开挖盖梁桥台基础，b浇筑桥台；c清理拱桥表面混凝土；d 布设、绑扎钢筋；e，浇筑混凝土。7）处理拱桥裂缝、掉块：a钻孔安设锚固钢筋；b布设、绑扎（焊接）钢筋；c支模；8）换填桥台台背及拱腔填料，重新铺装桥面人行通道。34 施工控制要点1）原材料 ：工程所用原材料包括钢筋、水泥、碎石、砂等，必须经检验合格后方可使用。2） 地基承载力：套拱底板支撑基础应置于岩盘上，如未遇岩盘则地基承载力应达 04 MPa 以上，否则要考虑换填水
7、泥稳定砂砾或灰土。3）钢筋制作、安装：钢筋加工前应进行整直除锈，符合要求后，严格按设计下料。钢筋采用电焊焊接，焊接一定要牢固，接头在构件内应错开布置。4）混凝土拌和：混凝土应按配合比标准拌和。拌和采用强制式拌合设备，确保拌和均匀。施工当中要注意拌合速度与浇捣速度的配合，随时检查混凝土坍落度，严格控制水灰比。5）混凝土浇筑：浇筑过程应连续，中途不得间断。混凝土振捣应采用振捣棒，拱顶部分加以人工振捣，每个部位都要振捣密实，一般以振捣至混凝土不再下沉、无明显气泡上升、混凝土表面 出现薄层水泥浆、表面平整为适度。每次浇筑应低于模板 5cm-8cm，以便支设上层模板，并且在混凝土浇筑、振捣时不得碰撞钢
8、筋和模板，如发生松动，应立即加固处理。7）混凝土养生：当混凝土强度达到设计强度的 30%时，即可拆模。拆模后应及时洒水养生，直至达到设计强度。加固处理方案（二）加固采用桥梁技术标准 (1)设计汽车荷载等级：公路级，人群 3.0kNm2，桥面组成：净27.3m+21.0m(人行道)。 3 加固依据及资料 交通部部标准公路工程技术标准(JTJB012003)。交通部部标准公路桥涵设计规范(1989 年合订本)，交通部部标准公路桥涵施工设计规范(JTJ0412000)，交通部部标准公路质量检验评定标准(JTJ07198)，交通部部标准公路养护技术规范)JTJ017396)，公路桥涵设计手册：拱桥(上
9、、下册)(1991 年版)。4 加固设计要点 (1)上部结构计算采用桥梁博士(平面杆系有限元程序)进行加固后成桥状态下活载、恒载、温度变化等作用力计算，以最不利荷载组合进行控制设计。 (2)下部结构按重力式墩台计算，计算荷载按公路桥涵设计通用规范的规定，对所有可能承受的荷载进行最不利组合。以最不利荷载组合控制设计。基础计算按照公路桥涵地基与基础设计规范 ，结合本桥实际情况按旧桥基础承载力提高系数予以考虑进行验算。 (3)桥面板计算按单向板和悬臂板计算，悬臂跳梁进行截面强度验算、抗剪计算和抗倾覆计算。 (4)相关参数：相对湿度 70，墩台不均匀沉降考虑 10mm。桥面板与其他结构温差 5。 5
10、加固方法 根据该桥现状、桥梁承载力提高及桥面加宽的要求，确定的加固方法为： 5.1 拱圈 拱圈加固采用锚喷 8cm 厚 30 号混凝土加固主拱肋和主拱波，现浇钢筋混凝土加固拱角拱背的方法进行。首先凿除主拱肋表面1cm 厚砂浆抹面层，凿毛、清洗干净，然后在主拱肋底面和侧面按照规定位置钻孔植筋，用环氧树脂固定牢固后，挂钢筋网，主拱波在内侧钻孔植筋，挂钢筋网，锚喷混凝土，加大拱肋及拱波截面进行加固。横隔板在底面钻孔植入 U 型筋，锚喷 8cm 厚 30 号混凝土，加强横向连接。拱角拱背先凿除砂浆抹面层。凿毛、清洗干净，在拱角拱背、拱座机 2 号排架根部钻孔植筋、绑扎钢筋网，现浇 10cm厚钢筋混凝土
11、进行加固。 5.2 拱上建筑 拱上建筑加固采用锚喷 6cm 厚 30 号混凝土加固排架及腹拱圈；桥台前墙加固采用锚喷 6cm 厚 30 号混凝土。首先凿除主排架表面1cm 厚砂浆抹面层，将排架四周及腹拱内侧凿毛，清洗干净，然后在排架四周及腹拱内侧照规定位置钻孔植筋，用环氧树脂固定牢固后，挂钢筋网后，最后锚喷混凝土。拱上建筑实腹段外侧用 10#水泥砂浆抹面 3cm 厚进行处理。 5.3 桥面 桥面加固采用：在原桥两侧现浇钢筋混凝土侧墙，对称加设预制钢筋混凝土挑梁，现浇钢筋混凝土行车道板及加设预制微弯板人行道的方法进行。钢筋混凝土挑梁预制好就位后。预留钢筋和桥面钢筋焊接，并和悬臂板钢筋绑扎。整体浇
12、筑桥面钢纤维混凝土。挑梁安放时注意防止倾覆，挑梁高度应顺应桥面横坡处理。在挑梁上加盖人行道微弯板，人行道两侧加设栏杆，人行道微弯板用 3cm 厚10#水泥砂浆抹面。桥面在两次桥台附近设置 30cm 宽，25cm 深的TST 伸缩缝。桥面浇筑完成后在 1#、2#墩顶位置处切割变形缝，深3cm，宽 3mm，清洗干净后，用沥青灌缝。 5.4 桥台及基础 桥台前墙加固采用锚喷 6cm 厚 30 号混凝土方法。将桥台前墒表面凿毛、植筋，挂钢筋网，清洗干净后，锚喷混凝土进行加固。桥台台帽加固采用锚喷 8cm 厚 30 号混凝土方法。将桥台台帽前表面凿毛、植筋，挂钢筋网，台帽钢筋网和主拱肋钢筋焊接，将混凝土
13、表面清洗干净后，锚喷混凝土进行加固。 桥墩用 10#砂浆抹面勾缝，桥墩墩帽加固采用在外侧挂钢筋网，锚喷 8cm 厚 30 号混凝土方法进行加固。 地基根据实际开挖地质资料及实际情况进行处理，墩台基础用20#片石混凝土进行防 6 桥梁加固施工顺序 (1)对桥墩台以及基础进行处理。 (2)拆除旧桥人行道及栏杆部分。 (3)铲除桥面铺装、侧墙及拱上填料。以上拆除过程每一跨由跨中对称地向拱脚方向进行，各跨之间的拆除同步对称进行，使桥墩受力平衡，防止单向推力过大而引起倒塌。 (4)同时进行主拱圈、拱上建筑及桥台前墙的加固。 (5)现浇混凝土侧墙，填筑拱上砂砾填料，调整横坡，安装挑梁，现浇行车道悬臂板和桥
14、面钢纤维混凝土。 (6)安装人行道、栏杆、伸缩缝，完成所有加固工程。 7 加固主要材料 7.1 混凝土 拱肋、拱波、拱上建筑等采用 30 号锚喷混凝土，拱背、湿接缝等采用 30 号现浇混凝土，桥面采用 30 号钢纤维混凝土，悬臂梁、微弯板采用 30 号预制混凝土，栏杆采用 25 号预制混凝土，桥墩(台)采用 30 号现浇混凝土，基础采用 20 号现浇混凝土。 7.2 钢筋 设计采用钢筋为级和级两种，除注明者外，钢筋直径d12mm 的，采用符合 GB-1499-98 国家现行标准的带肋钢筋(即级钢筋)；当钢筋直径 d12mm 的，采用符合 GB-13013-91 国家现行标准的光圆钢筋(即级钢筋
15、)。 7.3 其他 (1)环氧树脂胶及环氧树脂砂浆，按照有关规范及产品说明要求，通过试验确定。 (2)本桥仅在桥台两端各设置一道 TST 型伸缩缝。 8 施工方法、要点及注意事项 (1)主拱圈(主拱肋、拱波、横系梁)采用外包钢筋网，并用锚喷混凝土加大截面，施工时严格按照锚喷工艺进行。 (2)拱上建筑(排架、腹拱圈)采用外包钢筋网，并用锚喷混凝土加大截面，施工时严格按照锚喷工艺进行。 (3)桥面和人行道的拓宽施工。桥面采用钢纤维混凝土，1m3混凝土掺入针状钢纤维 37.5kg；悬臂挑梁安装就位和桥面钢筋焊接，保证稳定性，为了保证悬臂梁(板)的根部切实可靠，其浇筑施工应和桥面一次性整体浇筑；拆除桥
16、面，把拱上原白灰矿渣填料及侧墙全部铲除。用钢筋 30 号钢筋混凝土现浇侧墙，填筑透水性好的砂砾填料，调整桥面横坡为 2(横坡由拱上砂砾填料形成)，再浇筑 25cm 厚桥面钢纤维混凝土；伸缩缝采用 TST 橡胶伸缩体，聘任专业队伍施工，以确保工程质量；桥头两侧砌筑挡墙，修建引道，把桥两面的路面衔接起来，根据清徐一古交公路的线形，全面规划，应有足够的长度，顺应相接，防止桥头出现跳车。 (4)下部结构及防护工程。下部结构施工及质量标准按照公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)、 公路工程质量检验评定标准(JTF07198)及有关规定进行。对于旧桥防护工程，检查其是否有裂缝、沉陷等，针对病害进行处理。 (5)对桥墩表面冲刷风化层清除，用 10#水泥砂浆抹面勾缝处理。(6)对锚喷混凝土部分原桥结构表面砂浆清除、凿毛，清洗干净后方可进行锚喷施工。在原桥结构上植筋时，首先在结构上钻孔，孔深 8cm，孔径按照需要植入钢筋的直径确定，清孔后灌注环氧树脂胶，再将
