工字钢喷射砼复合主拱圈加固实腹式石拱桥技术.docxVIP

工字钢喷射砼复合主拱圈加固实腹式石拱桥技术刘柏生（福建省交通建设工程监理咨询公司，福建福州350001）摘要：以高速公路施工便道石拱桥加固为实例，通过在原主拱圈下面增设工字钢刚构圈、工字钢上下层增设钢筋网、喷射砼加固层形成复合主拱圈，依托复合主拱圈的共同作用、协调变形共同来承担后期荷载，达到增大主拱圈刚度、强度，提高桥梁承载力的目的。关键词：石拱桥；加固；工字钢喷射砼；复合主拱圈中图分类号：U442文献标识码：A文章编号：1006-7973（2014）06-0265-03福建莆田某高速公路建设施工主便道需要利用一段农村道路，段内有一座石拱桥，石拱桥原设计通行小型车辆、拖拉机等小型农用车，无法承受高速公路施工大型载重车辆的荷载。因此需要对石拱桥进行加固，以满足荷载要求。一、现场调查石拱桥属农村公路桥梁，为当地村民自建，拱桥桥长35.9m，桥面净宽2.5m，跨径20m，矢高2.5m，矢跨比为1：8，拱圈石砌厚度0.56m，拱圈宽度3m，桥台台身为M7.5浆砌片石，桥台基础为C15片石砼，基础与基岩接触良好，桥梁主要受力部位没有发现病害。二、加固设计方案加固设计方案选定原则：因地制宜、施工快速简便、不中断交通，基于施工单位前期进场的隧道队伍人员及设备情况制定加固措施：根据现场勘察基础不需要进行加固，能够满足承载力要求。桥台身为M7.5浆砌片石，对其拱圈底400cm范围进行模筑40cm厚C25砼加固，以提高桥台受力的整体性。拱圈为厚56cm石砌拱圈，加固采用20a工字钢刚构拱圈，按横向间距60cm均布6榀工字钢，支撑在原有石砌拱圈下部，拱脚与模筑40cm厚C25的桥台砼连为一体，在工字钢的上下面各设置一层钢筋网，采用喷射C25砼形成30cm厚度的复合拱圈，。原桥面行车道为30cm厚的C25钢筋砼，石拱桥已使用一定年限，桥面砼磨耗较严重，为使桥梁荷载分布均匀，对桥面进行补强加固，加固措施是铺设10cm厚C25砼桥面铺装，铺装层设置Ф10钢筋网片。三、加固施工方案施工工艺流程：场地平整—加固台身—搭设支架—安装拱架—工字钢刚构拱圈安装—铺设钢筋网—搭设砼喷射平台—分段分层喷射砼—修整、养护。（1）加固台身前对原有的桥台表面进行凿毛清洗，以确保新加固的砼与原桥台有良好粘结。（2）拱圈施工时，20a工字钢按照原拱圈曲线曲率加工成型后进行连接，连接采用机械连接，用10mm钢板顺工字钢高度方向进行搭接，搭接时先用Ф18螺栓连接，将拱圈连成一个整体，然后分段进行焊接，焊接时采用坡口焊接，焊缝必须饱满平顺；拱圈钢筋焊接及钢筋网片绑扎必须牢固可靠。拱架安装完成后，经过检查验收合格后，进行下道工序施工作业。钢筋网片的纵向钢筋直径φ16mm、间距150mm，横向钢筋直径φ10mm，间距150mm，双层的层间距220mm（在工字钢顶面、底面）。上层钢筋网和架立筋先绑扎好，待砼喷射至接近工字钢底面时再绑扎下层钢筋网，同时连接好架立筋，继续喷射工作，以减少喷射砼的回弹量，确保喷射砼的施工质量。（3）喷射砼采用湿喷工艺，使用原材料符合喷射砼的相关规范要求，掺入适量速凝剂和膨胀剂。整个拱圈按纵向分6段进行喷射，每段分5次喷射，每次喷射厚度控制在6cm左右。喷射顺序自下而上，先拱脚后拱顶，避免死角。喷射料束运动轨迹呈纵向蛇形状旋转，一圈压半圈旋转轨迹运动，每次蛇形喷射长度3~4m。喷射时，先开外加剂，后开风，再送料，以易粘结、回弹量小、表面湿润光泽为准。严格控制喷嘴与拱底距离和高度，喷射作业至喷射工作面距离控制在3m左右，喷嘴与拱圈垂直。有钢筋或喷工字钢顶部时角度适当放偏30°左右，距离控制在0.8~1.0m范围内。对喷射完成的砼要进行养护，确保砼施工质量。（4）安全保证措施。施工用脚手架、模板、钢架、等承重结构，保证有足够的强度和安全系数，脚手架搭设牢固稳定。四、加固设计验算1．荷载计算（1）恒荷载①一期恒载：C25砼容重、拱圈石材按26KN/m3，填土容重按20KN/m3，程序根据截面特性自动计算。②二期恒载：a、10cm砼铺装：0.1×3×25=7.5KN/m；b、两侧行车道栏杆：16KN/m二期恒载合计：7.5+16=23.5KN/m横向每米二期恒荷载为：23.5/3.6=6.5KN/m（2）活荷载收稿日期：2014-04-11作者简介：刘柏生（1963-），男，福建莆田人，福建省交通建设工程监理咨询公司高级工程师，研究方向为路桥。266中国水运第14卷车道荷载：公路－I级，单幅桥按单车道计算，不考虑车道折减；汽车荷载：汽车荷载制动力及冲击力：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定计算；车辆荷载：按80t车辆荷载验算，车辆荷载车轮布置如下图1。加固后，在暂不考虑其他影响因素，仅仅考虑截面增大效应条件下，复合主拱圈极限承载力强度为：?0Nd??