浅谈石拱桥部件维修与养护技术

2018-04-02

福建质量管理 2018年14期

关键词：鼓包石拱桥拱圈

(重庆交通大学　重庆　400041)

前言

桥梁作为连接两地的重要交通枢纽，必须做到使用时的安全快捷，减去人们行车途中的担忧。在我国现有的桥梁里面，石拱桥凭借着它适应地理、取材方便、造价较低且成桥形态雄伟、震撼人心等优点，成为我国初期桥梁建造时的第一选择。

一、石拱桥上部结构探究

(一)主拱圈开裂

主拱圈开裂是石拱桥非常容易出现的病害，其中横向开裂大多数产生于拱顶的底端以及拱脚的上端，严重时可能会在拱壁产生裂缝。造成原因是主拱圈建造时横截面积太小、建筑材料(如砌石)强度不足、地基出现了下移、桥墩或桥台产生了横向滑移、拱圈的预设不合理以及施工技术不过关等。主拱圈的安全与否往往与桥梁的整体安全有着密切的联系，当发现问题时必须尽快进行处理。

(二)腹拱圈开裂

腹拱圈出现开裂是非常常见的情况，但这并不意味着其可以忽视，它产生的危害可能比主拱圈开裂更严重。它的产生一般是由于以下几点：腹拱处产生了太大的推力；施工队伍水平不高在施工时就出现了裂缝；腹拱与墙体连接处的衔接没有处理后，导致材料出现破坏而产生开裂;联拱作用的出现使拱上建筑产生了内力使其出现破坏。

(三)拱上侧墙破损

位于石拱桥两侧的拱上侧墙是对主拱圈及其下部结构进行保护的部件，但由于其长期受到荷载的横向推力使其容易出现外鼓现象，且由于雨水的冲刷使其填料流失，出现破损现象。

二、石拱桥下部结构探究

(一)桥梁基础存在的问题

1.基础简述。深层基础，往往指嵌入式岩石或埋藏较深的地方。其强度、变形以及稳定性一般可以满足设计的要求。浅基础，因为埋设深度低、构造不复杂、施工容易且成本低廉,是建造结构时经常使用的形式。沉降，尤其是不均匀沉降的出现将导致桥梁整体出现非常大的病情,必须防止这种情况的发生。

2.基础滑移和倾斜。(1)基地因为洪水的频繁侵蚀而引起滑坡,需要准确确定洪水的洗刷层度。(2)桥台的主动土压力设计不合理,让桥台出现前倾。(3)当基础出现滑动时，沉井和桩也可能随之一起移动，从而导致桥台出现倾斜。桩基础的抗滑移作用是最明显的。

(二)墩台的缺陷

桥墩以及桥台是桥体上部结构与基础中间的构造物,是下部结构主要的组成部分,一般使用圬工材料。桥墩以及桥台因为自身用于从上到下运输荷载的作用,使得在上部结构受到外力的突然作用以及基础产生问题时会第一时间做出反应，特别是当基础出现了不均匀沉降、滑动、倾倒等情况时,往往会导致墩台因此而受到巨大的破坏，严重时甚至使得桥体坍塌。

三、石拱桥桥面铺装探究

路面上常见的桥面铺装问题有：与结构物连接处存在着高低差、鼓包、拥包、凹槽、泛油以及桥面开裂等。

(一)粘结层剪切破坏

粘结层剪切破坏是一种特殊的破坏形式，一般只存在于桥面的表层处。粘结层破坏往往会使得铺装层与桥面板相互分离，使得铺装层由于缺少足够的约束而产生剪切破坏，导致其无法维修，只能进行重新铺装，浪费了大量的财力物力，且对交通产生极大的影响。

(二)鼓包破坏

鼓包一般是因为温度过高而产生的。桥面板与铺装层中间存在着许多施工过程中产生的油渍以及水体，这些物质在受到高温作用后变成气体，但因为气体不能被消除，使得体积进一步变大直至出现鼓包破坏。

(三)裂缝破坏

裂缝一般是由于车辆产生的外力过大或桥面长时间处于较大加载情况下而产生的，它的成因与桥梁的结构体系密切相关。

四、维修与加固

(一)上部结构加固

1.实腹式石拱桥加固。当石拱桥主拱圈拱轴线出现了改变、主拱圈出现破裂以及其它可能令桥体承载能力下降或某些重要功能丧失时可以使用钢筋混凝土复合主拱圈加固法。

2.空腹式石拱桥加固。一般为沿着主拱圈及其两侧的构造物加载钢筋混凝土套箍形成复合主拱圈。由于复合主拱圈的协调变形使得桥梁的承载能力得到相应的提高。

3.其他上部结构加固。对于桥梁裂缝维修的一般方法为：表面封闭修补法，针对缝宽在0.15mm以内的裂缝，有填缝法、喷浆法以及加箍法等；表面黏贴修补法，有黏贴玻璃布法、黏贴钢板法；压力灌浆修补法，针对缝宽大于0.15mm的裂缝，有水泥灌浆修补法以及化学灌浆修补法。

(二)下部结构加固

相较于上部结构加固技术的飞速发展，下部结构加固技术虽然不少，但仍需要进行进一步的研究。当前常用的加固方法有：盖梁—采用施加体外预应力、增大截面等方法；墩柱—采用增大截面、钢套管内灌混凝土等方法；台身—采用外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土等方法；基础—采用增大基础底面积、增大桩头面积增加基桩等方法；地基—采用高压旋喷注浆、土体注浆等方法；基础冲刷—采用上游设导流坝、下游设拦砂坝等方法加固。另在进行桥台的套箍加固时，套箍的混凝土强度等级不能低于C25，且其配筋率在0.4%以上。

(三)桥面铺装维修措施

根据桥面板不同情况下产生的破坏，其与之相对的处理办法如下：在极大外力施加下引发的桥面板破坏—对桥面板的版面进行维修加固并对过往车辆载重进行调控；长时间受到较强冲击力引发的桥面板破坏—修补桥铺后，对伸缩缝、变形缝等装置进行经常性检查与维修，并对严重的部位进行更换；由于设计承载力不足引发的桥面板破坏—对桥面板进行加固，情况严重者可以考虑更换桥面板；由于施工质量较差引发的桥面板破坏—对桥面板进行重新浇筑，情况严重者可以考虑更换桥面板；由于桥面板的刚度较低引发的桥面板破坏——加固桥面板从而使桥面板的刚度得到提升；由于支承梁或地基的不均匀沉降出现附加弯矩作用使桥面板破坏——加横隔梁、并对桥面板进行加固。