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1、四孔悬链线等截面空腹式片石拱桥旧桥加固处理方案 一、工程情况*路*段*大桥为四孔悬链线等截面空腹式片石拱桥，重力式浆砌片石墩、台身与基础。长150 m，跨径为25+30+30+25m，矢跨比1/4，全桥共设20个腹孔，跨径2.0m，矢跨比1/2，桥面净宽7+21.0m，设计荷载为汽-20，挂-100。因*大桥于1993年5月建成后投入使用,随着车流量的增加，使该桥桥面多处出现裂缝，桥面坑洼不平，多处出现下陷，尤其两侧桥台台后填料下陷严重。桥面排水不畅，致使桥面积水下渗到拱上填料，加速了桥面及台后填料的下陷。人行道栏杆、扶手局部外移或断裂。主拱圈的砌筑砂浆强度不够，致使粘结不佳，空洞较多；在拱脚
2、处局部有裂缝，最大裂缝宽度达到0.5cm；腹孔沉降缝开裂较为普遍；两岸桥台的背墙、侧墙均有裂缝，有的已贯通全墙，且最大裂缝宽度已达到1.0cm；桥墩台基础均比较稳定，基本上均达到基岩上，采用旧桥加固利用方案。二、处治方案1、主拱圈采用8cm厚30号锚喷钢筋混凝土，拱上各腹拱圈采用6cm厚30号锚喷钢筋混凝土。支架采用满堂式钢木混合支架，为方便施工支架采用钢管用扣件连接，每孔支架顶纵梁采用方木，再铺木板，以加强支架的承载力和稳定性。锚喷施工：锚喷的施工程序，分为受喷面清理和凿毛、钻孔和插入锚杆、挂设钢筋网及喷射混凝土施工等工序。1.1受喷面清理与凿毛对受喷面进行清理和凿毛，是使喷射混凝土与原结构
3、间有足够的粘结力，保证两种混凝土达到整体受力的设计要求。清理时，用钢刷子、铁锤和铁凿等工具，清除受喷面杂物。凿毛，则用人工凿毛法凿成深度约10mm、密度为9-12点/10cm2的小坑。凿毛工具为上下两头尖的钢锤和竹片把柄，工地自制。锤重约7KN，柄长50cm。凿毛时，锤尖会发生正常损耗，需用砂轮磨尖反复使用。实际凿毛平均工效为15m2/工日，最高达25m2/工日左右。1.2钻孔和插入锚杆1.2.1放样现场施工的技术人员负责测定锚杆孔位，用彩色粉笔标出+、等三种不同记号。十字交点为设计孔位的中心，箭头表示允许沿纵、横线并靠近十字交点移孔的记号。钻孔遇到坚石时，必须作孔位移动。1.2.2钻孔所用钻
4、孔机具为双重绝缘电锤，具有出力大、钻孔速度快等优点。钻孔前，工地依据锚杆设计直径12mm，相应选定直为14.5mm的钻头(电锤附件)，而后在放样的孔位上进行钻孔。设计钻孔深度主拱圈不小于15cm、腹拱圈不小于10cm。钻孔时，操作人员双手握紧电锤，先将钻头顶住工作面并轻微加压，然后再按开关施钻。在钻孔过程中，钻到坚石时应立即退出，移位重钻。对报废的孔眼，及时予以清洗并用525号水泥净浆填塞。对钻孔深度的控制，因定位杆（电锤附件）的定位螺丝易于松动，对钻头上标记钻入深度的办法，效果亦好。所用双重绝缘锤的额定电压为220V，使用前应检查电源电压，不允许超过额定值的10%。电压常不稳定,为避免电机被
5、烧坏，配用调压器稳压后有效果。当连续使用一台电锤的时间过长，锤体将会发烫，必须停置并由自然冷却。因此，为保证正常生产需要，充分发挥操作人员的钻孔效果，每台班每人配备两台电锤轮换使用。本桥的实际钻孔平均工效为80孔/工日左右。在钻孔过程中，还应注意，对钻头的正常损耗除用砂轮及时修磨外，必须配备足够量的钻头以供换新。据工地统计资料，每根钻头进4050孔即需修磨一次，再钻进4050孔后即需换新。1.2.3清孔清孔的工作内容，就是用水冲洗孔眼清除混凝土碎碴。清孔工具简单，工地因陋就简地配备提水桶一只和背式农药喷雾器一台。清孔前，将背式农药喷雾器的喷头拆除，改装细长的金属管做喷杆。清孔时，扳动喷雾器的压
6、气棒施加气压，同时将喷杆咀对准孔眼，而后打开喷杆开关喷水冲洗。用水冲洗每个孔眼的工作，必须见到孔内流出清水后才告完毕。1.2.4填充孔眼清孔后，用胶结材料填充孔内，并在初凝前插入锚杆。填孔材料采用525级普通硅酸盐水泥净浆，适量加水均匀拌和。其稠度不可太稀或太干，以不流动时为最佳。所用填孔工具为工地自制的简易工具，即：利用一根外径略小于锚杆孔径的金属管，内插一根钢筋（芯棒）做成的唧筒。填孔时，先将唧筒浸入水泥浆浆桶中吸满水泥浆，而后拿起唧筒对准并接触孔口，再推挤钢筋芯棒压浆入口。每孔压浆，直至孔内充满为止。1.2.5插入锚杆锚杆起着挂设钢筋网、加强新旧混凝土结合和增大结合面抗剪能力，使达到新旧
7、结构共同变形的重要作用。锚杆的设计直径为12mm，锚入长度主拱圈15cm、外露6cm；腹拱圈10cm、外露4cm。用水泥净浆填满孔眼后，随及插入锚杆，并用小铁锤敲打锚杆尾端直至孔底。此时，水泥净浆从孔口外溢，再用泥镘刀刮净。孔内有空隙时，立即拔出锚杆重新压浆和插入锚杆。锚杆插定后，保持孔内水泥浆有两天的自然养护日期，使达到足以承受钢筋网和凝固前喷射层重量的设计要求。插定两天后的锚杆抗拔力，在挂设钢筋网前需作检验。1.3、挂设钢筋网挂设钢筋网的工作，实际是从挂设纵、横单根钢筋开始，使逐根就位而成单层钢筋网。当锚杆插定两天开始挂设。钢筋网的设计为满布于主拱圈腹面，网格尺寸为20cm20cm，纵筋直
8、径为16mm，横筋直径为16mm。单根钢筋在钢筋棚加工成形，再运送到施工现场。挂设时，单根钢筋紧靠锚杆就位，先绑扎后点焯于锚杆上。钢筋接头为搭接焯，挂设钢筋网的顺序，为沿着施工的前进方向，从一端拱脚开始逐段完成至另一端。为便于挂设，将拱肋底面的锚杆尾端带直钩。挂设钢筋网的作业，由79人组成，其中包括电焯工2人，实际挂设钢筋网的平均工效为710kN/工日。1.4、喷射混凝土施工1.4.1、施工机械和拌和场地的布置，施工机械的安置和拌和材料堆放的地点，均布置在桥上的一侧。喷射机安置在前，隔2m安置一台混凝土搅拌机；并搭设8m长的上料平台；再隔10m安置一台空压机；空压机与上料平台之间，堆放砂石材料
9、。1.4.2、劳力组合：喷射砼作业工班的劳力组合，喷射手2人，每人连续施喷2h左右，即轮换一次。喷头操作辅助人2人，均在工作平台上轮换拖移输料管及收集和清扫回弹料。正常生产时，实际施喷混凝土工效为100m2/台班左右。1.4.3、喷射作业施工准备工作做好后，严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀。喷射时，喷射手应严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干斑或滑移流淌现象。1.4.4、在未上混凝土拌和料之前，先开高压风及高压水，如喷嘴风压正常，喷出来的水和高压风应呈雾状。如喷嘴风压不足（适宜的风压一般为0.10.15MP，可能是出料口堵塞；如喷嘴不出风，可能是输料管堵塞。这些故障都应及时排除，再开电
10、动机，先进行空转，待喷机运转正常后才开始投料、搅拌和喷射。1.4.5、喷射应分段、分部、分块，按先墙后拱、自下而上地进行喷射，如图1-a)所示。喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋转动，一圈压半圈的横向移动，螺旋直径约为20cm30cm如图1-b)所示, 以使混凝土喷射密实。1.4.6、为保证喷射混凝土质量，减少回弹量和降低粉尘，作业时还应注意以下事项：1.4.6.1、喷射时应分段长度不超过6m，分部为先下后上，分块大小为2m2m，并严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力作用而引起滑动或脱落现象的发生；1.4.6.2、掌握好喷嘴与受喷岩面的距离和角度；喷嘴至岩面的距离为
11、0.8m1.2m，过大或过小都会增加回弹量；喷嘴与受喷面垂直，并稍微偏向刚喷射的部位（倾角不宜大于10），则回弹量最小、喷射效果和质量最佳。对于岩面凹陷处应先喷和多喷，而凸出处应后喷和少喷。1.4.6.3、混凝土喷射程序，见图2）所示。即喷射时喷射移动可以采用螺旋形移动前进，也可以采用S形往返移动前进。1.4.7、调节好风压与水压风压与喷射质量有密切的关系，过大的风压会造成喷射速度太高而加大回弹量，损失水泥，风压过小会使喷射力减弱，则混凝土密实性差。因此，根据喷射情况应适当调整风压。为保证高压水能从喷枪混合室（喷头处）内壁小孔高速度射出，把干拌和料迅速拌均匀，水压应稍高于风压。湿式喷射时，风压
12、及水压均较干喷时高。一般水压力比输料管的压力至少高10N15N/cm2，同时要求供水系统的水压不应大于40N/cm2，供水系统水压不足时，需要采用压力水箱提供稳定的水压，才能确保喷射混凝土施工质量。1.4.8、一次喷射厚度问题喷射作业应分层进行。一次喷射厚度不得太厚或太薄，它主要与喷射混凝土层与受喷面之间的粘结力和受喷部位等有关，并且应根据掺与不掺速成凝剂、喷射效率，回弹损失率等因素而定。一次喷射太厚，在自重作用下，喷层会出现错裂而引起大片坍落。一次喷射太薄，大部分粗骨料会回弹，使受喷面上仅留下一层薄薄的混凝土或砂浆，势必影响效果及工程质量。一般情况下，一次喷射厚度：边墙为5cm7cm，拱部为
13、3cm4cm（不掺速凝剂）。当掺入速凝剂后，边墙不宜超过8cm，拱部不宜超过6cm。分层喷射厚度，一般为粗骨料最大粒径的两倍，如一次喷射厚度小于5cm时，使用石子的最大粒径也要求相应减小。 1.4.9、分层喷射的间隔时间分层喷射，一般分23层喷射；分层喷射合理的间隔时间应根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度（最低不宜低于+5）和水灰比大小等因素，并视喷射的混凝土终凝情况而定。分层喷射间隔时间不得太短，一般要求在初喷混凝土终结以后，再进行复喷；当间隔时间较长时，复喷前应将初喷混凝土表面清洗干净；且复喷时应将凹陷处进一步找平。一般在常温下（1520），采用红星一型速凝剂时，可在5min-10m
14、in后，进行下一次喷射；而采用碳酸钠速凝剂时，最少要在30min后，才能进行复喷。1.4.10、喷射混凝土的养护为使水泥充分水化，使喷混凝土的强度均匀增长，减少或防止混凝土的收缩开裂，确保喷混凝土质量。因此，喷射后特别需要有良好的养护，应在其终凝1h-2h后进行洒水养护，养护时间应不少于7天。另外，当有钢筋时，喷射应严格控制水灰比，喷射角度也可偏一些，喷射混凝土应覆盖钢筋2cm以上。当有钢架时，钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实，喷射混凝土应将钢架覆盖，避免钢架锈蚀，并应由两侧拱脚向拱顶方向喷射。2、对桥台背、侧墙裂缝的处理先用钢抓钉跨裂缝将两侧扣住，然后采用凿槽法，沿裂缝处用钢钎或
15、风镐凿成“V”形槽，槽宽5cm，槽深5cm，凿完后用钢丝刷及压缩空气将碎屑粉尘清除干净，最后用12.5号水泥砂浆加环氧树脂浆液进行封补处理。3、拆除原桥面铺装和人行道栏杆对拱上及台后填料进行重填夯实，并增设防水层；全桥浇筑15cm厚30号混凝土+8cm厚沥青混凝土桥面，并设防撞护栏，桥面净7.5+20.5m防撞护栏。全桥并增设防水系统,3.1、拆除工程既有桥拆除工程主要有拆除桥面砼、双侧人行道系均采用人工配合小机具的方法进行拆除；人行道系采用砼切割机配合人工凿除，暴露的钢筋用电焊予以切除；桥面混凝土采用砼切割机风镐凿除；拱上及台背填料用人工配合机械进行清除。3.2、拱上及台背回填3.2.1、台
16、背回填填料，采用透水性较好的材料，不得采用含有泥草、腐殖物或冻土块的土，本桥台施工时采用砂砾掺入适量的山砂进行回填并分层夯实。3.2.2、台背填土的质量直接关系到竣工后行车的舒适与安全，应严格控制分层厚度和密实度，设专人负责监督检查，检查频率每50m2检查1点，不足50m2时至少检验1点，每点都应合格，采用电动打夯机械压实，回填材料的分层厚度宜为0.10.2m,台背填土压实标准，从填方基底至路床顶面均为93%。3.2.3、台背填筑施工工艺流程：施工准备基底处理分层填筑摊铺平整碾压密实检查评定合格后进行下一层填筑。3.3、桥梁护栏 3.3.1、桥梁护栏设计为钢筋砼护栏，整理桥梁边板上预埋的与护栏
17、的连接钢筋，用水冲洗干净护栏施工范围。 3.3.2、测量确定护栏内外边线。 3.3.3、将护栏钢筋同边板预留钢筋绑扎连接；绑扎护栏墙内钢筋，预设泄水孔及其它预埋件。 3.3.4、立护栏墙模，内外侧模间以钢筋拉杆相连。护栏模板采用定型钢模。3.3.5、浇注护栏砼，采用插入式与平板式振捣器振捣，按设计图安装预埋件。3.4、桥面铺装3.4.1、摊铺砼厚度略高于设计标高，先用平板振捣器振捣密实，再用整平板整平。整平完成后，局部表面有缺陷的地方用新鲜砼填补、镘刀成形。 3.4.2、动力镘抹过后，接着用手工镘抹平，以消除不规整，对于棱角、孔周围，手工抹平。 3.4.3、每段砼桥面浇注修整完工后半小时内，用监理工程师认可的方法对砼表面进行防护，以防暴晒或刮风使水分散失过快，造成裂纹。
