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文本摘要：對于該類橋梁，重建是排除安全的上上策，但由于公路養(yǎng)護部門常因資金及專用設(shè)備等條件而難以進(jìn)行。因而尋求一種資金投入較少，設(shè)備要求低的加固方法而排除安全隱患是一種比較良好的辦法。

一.問題的提出

    從上世紀(jì)70年代以來，我國修建了大量的石拱橋，石拱橋具有取材方便、施工簡易、經(jīng)久耐用等優(yōu)點，由于技術(shù)條件和經(jīng)濟的局限，普遍設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低。經(jīng)過幾十年的運營，這類橋梁出現(xiàn)了各種各樣的病害現(xiàn)象，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車工業(yè)的進(jìn)步，橋上的重車越來越重，車流量越來越大，當(dāng)時的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不適合當(dāng)今經(jīng)濟發(fā)展需求，形成了巨大的隱患，因而必須對這類型的橋梁進(jìn)行處理。對于該類橋梁，重建是排除安全的上上策，但由于公路養(yǎng)護部門常因資金及專用設(shè)備等條件而難以進(jìn)行。因而尋求一種資金投入較少，設(shè)備要求低的加固方法而排除安全隱患是一種比較良好的辦法。

    舊石拱橋病害主要是由以下原因造成：

    (1) 由于墩臺移動、拱圈受力不對稱或基礎(chǔ)沉陷的影響，在拱頂下部或拱腳上部可能發(fā)生裂縫，有時裂縫會通裂至拱壁;

    (2) 由于主拱圈變形而產(chǎn)生的拱上構(gòu)造的外加應(yīng)力，可能使腹拱發(fā)生裂縫;

    (3) 拱橋由多層平行拱圈石砌成，在施工中圈與圈又未注意交錯搭接，拱圈易發(fā)生縱向裂縫。拱圈裂縫一般只有1-2mm，但一經(jīng)開裂，往往容易發(fā)展，危及橋梁的正常使用。

    二. 加固技術(shù)綜述

    國內(nèi)、外對該類橋梁的加固方案主要集中在以下幾種：

    1.套拱（內(nèi)襯法）：該法通過在拱圈上（下）緣掛網(wǎng)，植入鋼筋并噴射混凝土形成整體結(jié)構(gòu)，通過增大主拱圈截面面積的辦法提高承載力。該法的優(yōu)點在于施工難度小，所需要的施工設(shè)備也較簡單，且造價低廉，施工周期也較短。但下緣澆注混凝土?xí)r候施工時難度較大，很可能存在混凝土施工時，發(fā)現(xiàn)混凝土根本澆注不進(jìn)去。即使?jié)沧⑦M(jìn)去，也會存在結(jié)合不密實的問題。這是由于一般加厚層都比較薄，泵送進(jìn)去的混凝土在重力作用下垂直下落。鋼筋是曲線形、模板是曲面形，下落的混凝土自然就堆積在鋼筋、模板間。通過插入式及附著式震搗器震搗后，混凝土仍不密實，大量混凝土堆積在模板澆注口。盡管上緣（拱背）澆注不存在上緣澆注的問題，且新增部分的面積離中性軸較遠(yuǎn)，單位面積所提供的抵抗矩更大，即截面效益高。但后者需要將上部結(jié)構(gòu)拆除，施工周期長，且預(yù)算也加大。兩種施工方法均要架設(shè)拱架或支架。

    2.粘貼鋼板（玻璃鋼、碳纖維）法：該法通過環(huán)氧樹脂將鋼板（碳纖維）與拱圈粘貼在一起共同受力。碳纖維具有很好的抗拉性能，但是抗壓性能不佳，且造價相對較貴，鋼板厚度是碳纖維的幾倍能有效的改善主拱的抗壓、抗拉性能且造價低于碳纖維布。該法的施工周期短，用環(huán)氧砂漿粘貼2h后就可以達(dá)到強度的40-50%，26h后就能達(dá)到最高強度100MPa以上不存在較長時間的養(yǎng)護期加固后，次日就可通車，時間上保證了交通的需要。

    3.縮短跨徑法：該法是通過在拱腳處架設(shè)模板，通過現(xiàn)澆混凝土形成斜腿支撐在主拱圈上，從而分擔(dān)主拱圈上的受力而提高拱橋的承載能力。該法施工周期長，且改變了結(jié)構(gòu)的受力特性，減小了橋下凈空，對于跨越河流的拱橋不利，且造價和對施工的要求也較高。

    4.更換拱橋上部結(jié)構(gòu)法：該法通過將拱橋的上部結(jié)構(gòu)填料除去，并在拱橋上部結(jié)構(gòu)通過空心板和澆注立柱形成整體結(jié)構(gòu)，該法的優(yōu)點在于可以減輕結(jié)構(gòu)自重，并使拱圈與上部結(jié)構(gòu)一起，共同承受來自上部結(jié)構(gòu)的荷載，缺點是需要中斷交通且造價相對較高。

    5.設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力辦法。該法常用于梁式橋的加固，對拱橋的加固比較少見，對雙曲拱橋的加固辦法主要是通過在拱肋之間澆注橫梁，將體外預(yù)應(yīng)力錨固在橫梁上而提高拱橋的承載能力。該方法加固效果較好，但造價高，對施工要求也高，中斷交通時間也較長。

    6.配重法：配重法加固拱橋一般適用于原設(shè)計的壓力線與拱軸線有一定偏差或者橋梁經(jīng)過多年運營后壓力線與拱軸線偏離的情況。該法通過在主拱上某個經(jīng)過計算的準(zhǔn)確位置施加重量，使得拱軸線與壓力線盡可能吻合從而顯著的改善結(jié)構(gòu)的受力性能。該法施工周期短，對施工要求高，而且影響橋梁結(jié)構(gòu)的整體美觀。

    三. 10m以下石拱橋加固推薦實施方案

    傳統(tǒng)的現(xiàn)澆砼或噴射砼增大截面加固法盡管較經(jīng)濟且性能也可靠但存在施工復(fù)雜工期長養(yǎng)護時間長的缺陷，時間上難以滿足，其他的加固補強法如減輕恒載重量、拱梁結(jié)合等方法不僅工期長而且要中斷交通更不可行，唯一能適應(yīng)工期要求的加固補強法只有粘貼加固補強一種途徑可行，常用的粘貼加固補強材料鋼板、玻璃鋼、碳纖維3種，碳纖維由于其厚度薄，不能改善結(jié)構(gòu)的抗壓性能且造價較高，而原設(shè)計的橋涵荷載等級低，截面尺寸不足，絕大部分為實腹式拱式橋涵，采用碳纖維改善拱截面承壓狀態(tài)效果不顯著,且玻璃鋼、碳纖維布的造價高，外購時間長故不采用。采用鋼板加固施工方便，可以在工廠預(yù)制鉆孔后直接進(jìn)行安裝，不需要架設(shè)拱架，施工周期極短，施工難度較小，且造價也相對較低，因而對于10m以下橋涵，推薦采用粘貼鋼板法。

    粘貼鋼板具體實施辦法如下：

    搭架-拱圈清面-鋼板除銹-清洗-鉆孔-涂膠-粘貼第1層鋼板-上膨脹螺栓-固定鋼板-除銹-清洗-刷膠粘貼第2層鋼板-固定膨脹螺栓-鋼板除銹-清洗-刷防銹漆面漆--拆架-清理現(xiàn)場。

    對橋臺病害的處理辦法如下：

    如果橋臺出現(xiàn)了不均勻沉降，沿橋臺側(cè)墻45°鉆孔至基底，清洗后壓漿，使?jié){液與原基底松散的土粒形成一個整體，然后封孔。

    清洗橋臺前墻，對裂縫進(jìn)行壓漿處理，封孔。

    澆注“樹根樁”及承臺，與橋臺形成整體共同抗推。

    采用粘貼鋼板法相對于新建立橋梁約節(jié)約15萬左右，相對于壓重法稍稍貴一點，但該法施工周期極短，不破壞原橋結(jié)構(gòu)，不破壞周圍環(huán)境，能維持正常交通，對人們的出行影響很小，加固效果也非常明顯，對環(huán)境保護有利，社會效益顯著。