浅谈拱桥顶推加固技术

李 磊 ，任丙清

1.三门峡市昌通路桥建设有限责任公司，河南 三门峡 472200

2.陕县农村公路管理所，河南 三门峡 472100

顶推工艺是调整拱轴线及压力线的有效方法。施工时将拱桥的一端作为顶推端，设立顶推横梁，横梁与拱助紧紧相连，凿除拱脚与支座的联结，使支座自由，然后，安放千斤顶，利用千斤顶的推力沿拱轴向上，向跨中方向顶推横梁，从而使整个拱轴移动。当顶推位移值相当于原桥已产生的位移值时，停止顶推。然后拱脚离开拱座的空隙上浇灌高强快硬水泥混凝土，待混凝土达到设计强度后，再放松千斤顶，顶推工作完成。

1 计算要点

顶推加固前必须进行施工设计，设计、计算内容包括：

1）顶推横系梁设计：使千斤顶推力可完全传给主拱圈，保证拱脚部分主拱圈受力均匀；

2）千斤顶的布置和数量的计算；

3）顶推量的确定，原则如下：

（1）根据实测位移量；

（2）根据拱顶实测下沉值和拱顶推力影响线推算；

（3）顶推直至桥沿或缘石出现负弯矩裂缝为止。

顶推对拱轴产生的变化，具体如图1所示。

图1 顶推时结构图式的变化

2 施工要点

顶推施工要点主要包括：

1）在顶推前先将拱脚锚固钢筋切断，并将拱上建筑与桥台分开，使顶推时拱上建筑能随同拱圈自由变形；

2）顶推可在桥的一端进行，也可先在桥的一端顶推至计算的一半顶推水平距离，再移置另一端顶推完成。顶推的基本做法是：在桥台的拱脚处安装传力结构（钢夹具或铡性横梁人通过千斤顶施加推力，将拱圈自拱脚向跨中方向顶推，以实现调整桥台位移和拱轴线，恢复承载能力的目的。顶推后，将拱脚端的空隙处浇筑高强快凝混凝土。顶推也可在桥台区挖槽，顶入受力管，使其顶管与原桥台共同受力，以调整桥台水平位移和拱抽线。

3 拱桥的顶推

双曲拱桥的顶推加固与钢筋混凝土肋拱不同，难度大得多。要重点解决好拱脚锚筋问题，拱脚负弯矩问题、传力结构问题以及拱上建筑的处理问题。

3.1 顶推主要程序

1）准备工作：搜集顶推桥有关的设计、施工、竣工等文件，以及养护运营期间检查、改造加固等记录资料。在熟悉资料的基础上到现场一一核实。慎重考查判桥台稳定性。根据拱桥实际尺寸、恒载及作用状态，进行顶推设计计算，确定顶推方案。编制顶推施工、材料、设备、代表、预算等表。布设观测点。必要时筑桥台围堰、搭脚手架、仪表架。设计制做千斤顶传力结构（刚性横隔梁）；凿除拱脚四周的混凝土，使其周边脱离桥台混凝土。加固、顶撑拱脚部位的腹孔，处理桥面伸缩缝的利顶推时桥面自由移动；切断拱脚锚固筋；

2）安装工作：待刚性横隔梁混凝土达设计强度后，安装千斤顶、高压油路系统；

3）顶推混凝土：根据实际需要可单边顶推或双边顶推（两个拱脚都处理）。正式顶推前要试顶；

4）监测工作：各级顶进时，均应测量拱截面（顶推端）两侧的位移量（竖向、水平）、拱肋主要截面（L/4，3L/8，L/2处）下缘标高或相应截面的桥面路缘石标高、桥纵轴线变化；桥台变位（沉降、位移、转角）、主拱圈顶部桥面拦杆立柱、路缘石、桥面混凝土的变形，伸缩缝的变化等；

5）空缝填塞：顶推完成后，形成的端部空缝要立即冲刷干净，填塞高强快凝砂浆或小石子混凝土，捣实养护；

6）拆除顶推机具：当高强快凝砂浆或小石子混凝土强度达要求后，拆除顶推设备；

7）修补桥台缝：修补结构裂缝、局部补强、接长拱座、清理现场。

3.2 顶推注意事项

1）顶推前必须确认桥台变位已经稳定才能顶推，否则要先行加固桥台。

2）顶推工作要注意做到：

（1）顶推前办理好断道、断航有关手续。顶推时组织好保卫人员，划出作业区，确保施工现场、行人和围观者的安全。做好行人的摆渡工作；

（2）顶推时要合理组织人员、明确分工、统一信号。应先进行试顶演习；

（3）做好两桥台上方三铰腹拱孔的加固、支护，凿除顶推伸缩缝（对单边顶推是非顶推端的桥台上方桥面伸缩缝）设空缝，顶推作业时要确保拱上建筑的安全；

（4）千斤顶的轴线方向应与安装部位的拱轴线方向一致；千斤顶的顶部、底端垫钢板要平整、密贴；千斤顶要尽量靠近主拱圈的内、外缘；千斤顶合力作用点尽量与拱桥设计要求的合力位置相符。千斤顶的油路系统形成并联的闭合管路，保证同步作用；高压油路和千斤顶在安装前要分部件检测、试压，合格后才能使用。试压压力要达到高压胶管设计压力；

（5）顶推前要进行试顶、预演。通过试顶、预演仔细考查顶推机具、设备工作状态是否安全可靠、管路有无漏油、顶推是否同步、现场指挥系统是否迅速可靠。如发现问题，应回油处理，切忌在高压下检修油路，以确保人身安全；

（6）监测用的仪器可可靠，操作人员要认真负责。每级顶推后要及时整理观测资料，特别是主拱圈挠度、应变数值。只有确认情况正常时，才能进行下一级顶推。要指定专人负责监视工作（熟悉桥梁结构、施工经验丰富的人员）。及时向顶推工作点指挥反馈信息；

（7）监测顶推端对岸的桥面伸缩缝空缝的变化情况，保证顶推过程中该处始终留有空隙，防止掉进杂物顶死空缝而影响顶推作业；

（8）应事先试验确定填塞空缝用的高强快凝水泥砂浆或小石子混凝土的强度和配合比，及其强度增长史；

（9）顶推终了，对顶推端拱趾处的空缝要认真冲洗干净，防止掉入杂物。注意捣实、养护；空缝填实后，应派专人监视油路系统，保持千斤顶油压稳定，直至填料强度达到要求后为止。

4 结论

综上所述，顶推加固法可以在恢复断面整体性完好的前提下，恢复原桥的承载能力。它比其他现有加固方法更经济实用，可在不损害原桥外貌，不缩小通航净空的情况下，完成桥梁的加固工作，所以此法在拱桥的加固方面值得推广。

[1]周建廷.常用拱式桥梁加固技术及适用特点分析[D].中国公路学会桥梁和结构工程学会2001年桥梁学术讨论会论文集，2001.

[2]蒋永.顶推法加固拱桥的技术研究与应用[D].兰州理工大学，2010.