拱橋主拱圈施工工藝研究論文

1工程概況

洞口縣迴瀾橋建於1975年，為三孔淨跨36m空腹式石砌雙肋單波雙曲拱橋，橋長138m，寬8m，高10.5m，橋下水位較深。由於近年交通量猛增以及超重、超載車輛頻繁行駛，造成橋台附近從拱腳起第一個腹拱出現了明顯下沉及拱圈開裂，主拱圈多處由於航船的撞擊出現了混凝土剝落及露筋現象，經專家現場檢測，同意對此橋進行加固改造。主拱圈的加固改造方案為：在主拱圈兩拱肋下緣增加15cm厚鋼筋混凝土加勁肋，其餘露筋處採用ZV型混凝土修補膠與普通水泥及中砂配製成聚合物修補砂漿進行修補。

2主拱圈加固的施工工藝

2.1搭建施工平台

先用準16mm的綱絞繩從腹拱圈穿過，兩端系在一根準18cm、長比橋寬要長的原木兩端，原木處於水平狀態，在拱頂處可從橋面上垂吊鋼鉸繩系在原木上（如有欄杆、人行道須先拆除一小段，以便鋼鉸繩穿過），使鋼鉸繩與原木圍成的圖形在拱腳處呈等腰梯形，在拱頂處呈矩形；再用原木縱向架在水平原木上，並固定好；最後在縱向原木上鋪設架板。

2.2主拱圈清理、修補

2.2.1清理破損混凝土

先用高壓水槍反覆衝射混凝土破壞部位和裸露生鏽的鋼筋。待混凝土結構面上無明顯水跡且保持濕潤時，用裝上鋼刷的手磨機在需與新混凝土接觸的面刷一片，起到清除浮渣、打毛，以利於新老混凝土粘結咬合；如發現有裸露生鏽的鋼筋需進行除鏽，並塗上丙酮。

2.2.2PG-GF膠裂縫修補

（1）查清裂縫的性質以及裂縫的長度、寬度、走向、貫穿及漏水的`情況；用角磨機等工具清除混凝土裂縫表面的灰塵、浮渣等污物，刷去浮塵；（2）在裂縫的交匯處、裂縫較寬及裂縫端部設置灌膠嘴，一般灌膠嘴間距為30~50cm，在一條裂縫上必須設置有注膠、排氣或出膠口。應特別注意防止堵塞灌膠嘴；（3）在一條裂縫上的灌膠應由下至上，由一端到另一端，嚴禁無序注膠，注膠應採取低壓慢注，壓力在0.2MPa。當最後一個注膠口流出膠且出膠速率保持穩定後，再保持壓注3min左右即可停止灌膠；（4）封縫質量的好壞直接影響灌膠效果與質量，應特別予以重視，注意防止封縫不嚴密，影響注膠質量；PG-GF裂縫修復結構膠應在5℃以上的環境中固化。

2.3PG-H植筋

（1）依據設計施工圖，結合現場的實際情況，準確無誤地放出植筋孔洞位置，若基材上存在受力鋼筋，鑽孔位置可適當調整；（2）根據標出的孔洞位置，用電鑽進行鑽孔（一般情況下，鑽孔孔徑比植入筋大2mm），直至設計深度。鑽孔不得破壞原有混凝土構件的結構；（3）先用硬毛刷清除孔壁的灰塵，用空壓機將孔洞內灰塵吹乾淨，然後用棉紗醮丙酮或工業酒精清洗孔壁，直至乾淨；（4）將植入混凝土內鋼筋打磨除鏽，並用棉紗醮丙酮或工業酒精洗乾淨；（5）將PG-H植筋錨固結構膠按推薦配膠比例倒入乾淨容器內，以電動工具將其完全調勻，注意翻看容器底部與邊角處的顏色，確保配好的膠體色澤一致。調配膠的量應根據現場情況而定，一次不宜多配（PG-H植筋膠的固化時間為30min左右），將調好的錨固膠儘快注入孔底。保證孔內不含空氣；（6）轉動鋼筋緩緩植入孔洞內，使其達至設計深度要求，上下提動，排出氣泡，以孔內膠液稍有溢出為宜。

2.4布筋

首先將兩根N1鋼筋綁紮或焊接在植筋的彎鈎上；其次分別將3組N1、N2鋼筋粗略地綁在植筋的內側和外側；然後將N3箍筋套住8根鋼筋，並綁紮在植筋上；最後按鋼筋佈置圖將所有鋼筋綁紮好。

2.5安裝模板

底模採用厚2mm、寬40cm（設計寬度）、長38.38m（拱圈弧長）的鐵板，並預先在鐵板是鑽好綁紮鐵絲穿過的孔，用8號鐵絲從底模孔中穿過，控制好鋼筋保護層，掛在植筋上（如圖1）。邊模採用0.5m一段的組合模板，澆築一段安裝一段，以利於混凝土振搗。

2.6澆注混凝土

由兩側拱腳同時對稱地向拱頂澆注。在拱頂時，可先裝好裏面邊模，外面邊模張開一點便於灌注混凝土，待混凝土初凝後，鑿除多餘部分至拱圈平面，用聚合物修補砂漿壓實抹平。值得注意的是：由於加勁肋中鋼筋佈置較密，粗集料不能過細，澆築時不能確保無空隙，加之新混凝土在凝固時會收縮，必然會引起新舊混凝土脱結，出現裂縫。因此在拌制混凝土時有必要添加GMA無收縮自流密實混凝土外加劑。

2.7拆模、修飾、養生

常温下一星期後就可拆模，拆模後露在拱圈外的鐵絲用氧焊吹掉，與拱圈面成凹型，再用聚合物修補砂漿壓實抹平即圖1底模安裝圖可。繼續養生至混凝土養護期，整個拱圈加固工作就完成了。

3施工工藝的評價

3.1工藝簡單

如搭建施工平台，既不象製作掛藍那樣需要設計、做圖，製作也複雜，實際施工起來上下移動更不方便；也不象滿堂架那樣，需要圍堰（在迴瀾橋加固改造工程中根本行不通，水位太深）、地錨埋設、立架，非常煩瑣；僅僅是在拱圈下做幾個鞦韆而已。再如清理破損混凝土，用高速水流衝射，省去了敲敲打打的苦力活，沒有振動噪音和灰塵，就象小孩子玩水槍一樣輕輕鬆鬆、簡簡單單。

3.2造價低

在主拱圈兩拱肋下緣增加加勁肋的拱圈加固方法，要想降低工程造價，關鍵在於施工平台方案的選擇。本文中的施工平台在製作中三孔只需人工20多個工日，木材23m3，並且木材的回收再利用率高，大大降低了工程造價。

3.3工期短

整個施工工藝完全可以採用流水作業，從搭建平台、植筋、清理修補、布筋、裝模到澆注，三孔六根加勁肋只需三個星期就可完成。

3.4質量好

①植筋採用JN-Z植筋錨固膠。這種膠強度高，粘接力強，實驗屈股強度達到335N/mm2，完全可以保證工程質量。②底模採用整塊鐵模。a.有利於混凝土的流動、振搗，確保鬆模後，混凝土表面無空隙，並且光滑漂亮；b.由於鐵模具有一定的撓度，確保完工後的拱圈無皺摺，線型美觀。③在混凝土中添加GMA無收縮自流密實混凝土外加劑。外加劑的加入：a.可保證混凝土能自流密實成型；b.可保證與舊拱圈粘結牢固無裂縫。