石拱橋環(huán)向縫的整治.doc

石 拱 橋 環(huán) 向 縫 的 整 治謝達建 （長江重慶航道工程局，重慶 400011）摘要:本文通過解剖重慶市云陽縣竹溪大橋環(huán)向縫的整治,分析了石拱橋環(huán)向縫產(chǎn)生的原因,提出了石拱橋環(huán)向縫整治的一般方法,具有較高的推廣價值.關(guān)鍵詞:石拱橋; 環(huán)向縫;整治The stone arch bridge wreath to sew whole to cureXIE DA JIAN(Changjiang Chongqing Waterway Eengingeering Bureau)Abstract: this text passes to dissect heavy celebrate the big bridge wreath of the bamboo river of the city cloud sun County to sew whole to cure, analyze the stone arched bridge wreath to sew the output reason, put forward the stone arched bridge wreath to sew the whole general method for cure, have the higher expansion value.KeywordS: stone arched bridge; Wreath to sew; whole cure石拱橋由于橋臺地質(zhì)，施工控制，拱圈石尺寸設(shè)計，外加貨載超過其允許值等原因，在拱圈石之間沿拱軸線方向產(chǎn)生的裂縫稱為環(huán)向縫。隨著環(huán)向縫不斷增長和加寬，破壞了拱圈的整體性，改變了拱圈的受力情況，易產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成毀滅性破壞，應(yīng)及時加以整治。一般是采取拱腹噴錨混凝土或拱背增加鋼筋混凝土層加大拱圈截面尺寸;垂直于拱圈打入鍥縫式金屬錨桿和石砌拱圈壓注水泥砂漿等辦法增加拱圈的整體性。這些整治補強的辦法，要根據(jù)橋梁的具體病害情況來選擇和設(shè)計。下面通過一個實例來加以說明：一、橋的狀況說明：竹溪大橋位于重慶市云陽縣境內(nèi)，全長175米，凈空高度42m，由主孔與引孔組成。其主孔為3孔凈跨45米的懸鏈線等截面空腹式石砌板拱橋，矢跨比1/4，拱軸系數(shù)3.142，主拱圈厚度1.05米。主孔各腹拱的凈跨徑及凈矢高均與各引孔相同，由4孔凈跨4米的圓弧線實腹式石砌板拱組成，矢跨比1/4，拱圈厚度0.35米。該橋主拱圈寬度9.8米，橋面凈空系凈9+2米人行道，荷載等級汽20、掛100、人群3KN/M2。全橋共有3臺風(fēng)墩。云陽岸K8+610.0645.4區(qū)段位于平曲線的緩和曲線上，內(nèi)側(cè)最大加寬0.6米, 最大超高為6.4?？咳f縣岸的一主孔與各引孔處于縱坡5%、半徑R1500米的豎曲線上。該橋在一九九九年八月的檢查中發(fā)現(xiàn)，三孔主拱圈上、下游側(cè)面的不同位置，均出現(xiàn)有長短不一的環(huán)向縫。1#孔上、下游各有環(huán)向縫4處與5處，全長16.2上米；2#孔上、下游各有環(huán)向縫1處與4處，全長7.6米；3#孔上、下游各有環(huán)向縫4處與5處，全長19.2米。環(huán)向縫總長度達43米，最大環(huán)向縫寬0.7mm。采用在裂縫處粘貼玻璃的方法觀測，裂縫還在繼續(xù)發(fā)展。二、裂縫成因分析：造成各孔主拱圈上、下游產(chǎn)生較多環(huán)向縫的原因，可歸結(jié)如下：其一，主拱圈由三環(huán)拱石組成，采用10#砂漿座漿，30#小卵石砼填縫。由于鋪墊砂漿較薄，而且在砌筑過程中，未充分搖動拱石，致座漿不密實，內(nèi)有空隙存在。其二，三環(huán)拱石間部分拱石環(huán)向錯縫不夠，不能滿足公橋規(guī)關(guān)于錯縫不小于10CM的要求。拱圈石采用大小兩種規(guī)格。施工設(shè)計大瓦子石高度為42cm，小瓦子石高度為30cm。但是在實際驗收石料時，控制不嚴，小瓦子高度超出30cm的較多，大瓦子小于42cm的也較多，加上砌縫砂漿，錯縫就嚴重不能滿足公橋規(guī)不小于10CM的強制性標(biāo)準(zhǔn)。其三，橋臺抗滑穩(wěn)定性不夠，有產(chǎn)生水平位移的趨勢，故在環(huán)與環(huán)間砌縫砂漿薄弱處，無疑會促進開裂的產(chǎn)生。其四，主拱圈安砌施工方法有錯誤。該橋主拱圈采用半幅施工，先施工上游半幅主拱圈。第一環(huán)與第二環(huán)斷開成通縫，第三環(huán)在斷開處留成鋸齒狀；卸架平移拱架到下游半幅，再安砌下游半幅主拱圈，待第一與第二環(huán)合龍后，第三環(huán)用拱圈石將上、下游兩半幅連接起來。當(dāng)下游半幅完成后卸架時，下游半幅產(chǎn)生的沉降，會在主拱圈內(nèi)產(chǎn)生橫向扭矩與豎向剪切力，造成主拱圈環(huán)間產(chǎn)生裂縫。三、整治措施綜上所述，造成環(huán)向縫的原因是多方面的，需要進行綜合治理。下面按整治補強的先后順序，介紹整治措施。1、橋臺補強 對尺寸偏小基礎(chǔ)埋深較淺的萬縣岸橋臺，采用擴大基礎(chǔ)的方法進行補強，這里不作詳細敘述。2、主拱圈補強 采用設(shè)置串桿、拱背現(xiàn)澆鋼筋混泥土和主拱圈灌注水泥砂漿相結(jié)合的措施，予以徹底整治。（一）串桿串桿由25鋼筋加工制成，長95CM，一端在圓鋼中心開一長10CM的鋸縫，配鋼質(zhì)三角形鍥塊；另一端加工7cm長的螺紋，配六角螺帽，5cm厚鋼質(zhì)墊板。全橋共設(shè)置1080根串桿，平均每道主孔360根。配置的原則是拱腳處密，越向拱頂越稀。見附圖云萬公路竹溪大橋整治示意，1號位80根，2號位60根，3號位40根。施工前先在拱背上按設(shè)計位置做好記號，若串桿的錨固位置在拱石砌縫處，或者距砌縫較近，則應(yīng)調(diào)整串桿位置。用手風(fēng)鉆、42cm鉆頭垂直于拱背鉆孔，孔深90cm。向孔中灌滿摻了微膨脹劑的水泥砂漿。將三角形鍥塊輕輕嵌入串桿鋸縫，螺帽端向上放入孔中，套上墊板和螺帽。用二錘敲打串桿頂部，讓三角形鍥塊嵌入串桿鋸縫，基本打不下去了就行了。待水泥砂漿凝固后，就擰緊螺帽。見串桿大樣圖。每一道腹拱對應(yīng)區(qū)域選擇610眼鉆孔作為壓漿孔不忙安置串桿，留待壓漿后再安置。（二）壓漿在三跨主拱安置的串桿基本錨固完成后，即進行壓漿作業(yè)。采用C30砂漿，砂漿配合比為水泥1：砂0.45：水0.48，42.5的普通硅酸鹽水泥，3立方低風(fēng)壓空壓機灌注。壓漿結(jié)束后，在壓漿孔安好串桿。（三）拱背現(xiàn)澆鋼筋混泥土為了增加主拱圈的強度，在拱背上設(shè)置了一層鋼筋混泥土（見整治示意圖和半立面圖）。其厚度在拱腳處為22cm，向上依次為17cm，13cm。設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，沿拱軸方向布置18mm縱向鋼筋，垂直于拱軸方向布置12mm橫向鋼筋，縱橫鋼筋間距皆為30CM，鋼筋網(wǎng)距混泥土表面5CM。見半立面圖。用手提電鉆在拱背上鉆孔，孔徑為16mm，孔深10mm，間距為3030CM。灌入砂漿，插入12mm的圓鋼作為站柱筋，待砂漿凝固后，邦扎鋼筋網(wǎng)。為了讓拱背現(xiàn)澆鋼筋混泥土與拱圈緊密結(jié)合，鋼筋網(wǎng)與站柱筋之間采用電焊連接。四、整治注意事項1：串桿鉆空應(yīng)垂直于拱背進入第一環(huán)內(nèi)15CM，對于橫墻根部以及串桿盲區(qū)，可適當(dāng)傾斜，但應(yīng)保證錨固端不在砌縫位置。2：串桿與六角帽之間用電焊焊死。3：灌漿時應(yīng)觀察拱圈兩側(cè)裂縫，有漿冒出方可。4：灌漿、串桿作業(yè)必須在鉆孔后立即進行，不允許鉆很多孔后才進行。5：鋼筋混凝土施工應(yīng)特別注意三道主拱加載的平衡性。分三次加載，順序見整治示意圖所標(biāo)示的序號，同一個序號區(qū)域應(yīng)同時施工，保持3孔和每一孔加載過程的基本對稱性。6：在大橋整治過程中，應(yīng)加強對拱頂及L/4處高程變化的觀測，以便隨時對加載程序進行調(diào)整。7：特別應(yīng)注意拱背現(xiàn)澆鋼筋混泥土與橫墻腳要緊密結(jié)合，達到鋼筋混泥土未間斷的效果。五、結(jié)束語重慶市云陽縣竹溪大橋加固補強工作于一九九九年十月中旬開始，十一月底結(jié)束，至今使用已有六年。六年來對通車數(shù)、車輛重量與