摘要：本文以白馬溪大橋為例，對石拱橋出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并介紹了加固和拆除方法，給同類的橋梁進(jìn)行加固提供了參考。
        關(guān)鍵詞：石拱橋  加固  安全拆除
        1、概述
        白馬溪大橋于1991年建成通車，該橋為1跨凈50m空腹式石拱橋，全長92.5m，橋面寬為凈-7+2×0.75（人行道）+2×0.25（欄桿）＝9.0m。主拱圈厚1.2m，寬8.5m，凈矢跨比為1/5；拱上建筑為6孔凈4m圓弧拱，腹拱圈厚0.4m，寬8.5m，凈矢跨比亦為1/5，拱上橫墻厚1m；兩橋臺內(nèi)各設(shè)1孔10m圓弧引拱，拱圈厚0.7m；橋面鋪裝為素混凝土，人行道及欄桿采用石料砌筑。
        2、主要病害及其原因分析
        2.1主要病害
        (1)主拱圈：主拱圈采用粗料石砌筑而成，總體質(zhì)量較好，局部有砌縫砂漿脫落、松動現(xiàn)象。
        (2)腹拱圈：腹拱圈采用片石砌筑而成，變形嚴(yán)重，已近乎呈三角形，拱頂附近拱腹面出現(xiàn)大面積砌石掉落的空洞；砌縫砂漿不飽滿，空洞較大、較多。
            (3)橫墻：臨近兩拱腳橫墻均出現(xiàn)橫向裂縫。
        (4)橋臺：橋臺引拱拱圈局部存在砌縫砂漿不飽滿、脫落現(xiàn)象。
        (5)橋面鋪裝：橋面鋪裝斷裂、損壞嚴(yán)重，腹拱頂出現(xiàn)嚴(yán)重沉陷。
        2.2原因分析
        (1)由于陸漁一級公路（即省道鴉來路）擴(kuò)建封閉施工，該陸漁路（X224）現(xiàn)成為五峰、來鳳、鶴峰等地進(jìn)出宜昌的主要通道，導(dǎo)致該路段交通量猛增；加之年初以來，五峰境內(nèi)運(yùn)輸鐵礦石等重載、超載車輛迅速增加，致使該橋不堪重負(fù)，病害急劇出現(xiàn)。
        (2)根據(jù)收集資料及現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，砌筑腹拱圈的片石質(zhì)量較差，大小不一，砌縫砂漿不飽滿，強(qiáng)度較低，經(jīng)重載、超載車輛反復(fù)作用后，出現(xiàn)大面積砌石掉落現(xiàn)象。
        (3)素混凝土橋面鋪裝強(qiáng)度較低，經(jīng)重載車輪反復(fù)作用后，斷裂、破損、沉陷嚴(yán)重，致使腹拱圈應(yīng)力集中，變形嚴(yán)重，同時腹拱圈的變形加劇了橋面鋪裝的損壞，形成惡性相互損壞。
        (4)由于橋面鋪裝損壞的同時也造成拱上防水層損壞，致使腹拱圈積水、滲水嚴(yán)重，恒載增大，砌縫砂漿粘結(jié)力降低，出現(xiàn)脫落。
        (5)橋臺處端腹拱未設(shè)鉸，在長期的溫度應(yīng)力反復(fù)作用下導(dǎo)致腹拱圈拱腳開裂。
        3、加固方案
        3.1、總體加固方案
        鑒于該橋橋面鋪裝及腹拱圈損壞嚴(yán)重，難以修補(bǔ)加固，故本次加固設(shè)計擬定為拆除橋面系、拱上填料及腹拱圈后，采用C30鋼筋混凝土重新恢復(fù)腹拱圈，采用C15素混凝土作拱上填料，并設(shè)置防水層，采用C40雙層鋼筋網(wǎng)混凝土重新恢復(fù)橋面鋪裝。
        3.2、加固順序
        (1)拆除人行道、欄桿及橋臺拱上側(cè)墻帽石，鑿除橋面鋪裝及腹拱圈上填料，拆除腹拱圈，鑿除腹拱圈拱座；對拱上及橋臺處填料不密實(shí)或較差的部分進(jìn)行清理。
        (2)在拱上橫墻及橋臺墻墻植入錨固鋼筋連接，澆筑C30鋼筋混凝土腹拱圈拱座。
        (3)現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土恢復(fù)腹拱圈。
        (4)采用C15片石混凝土修建護(hù)拱及腹拱圈上側(cè)墻。
        (5)采用拱上填料C15素混凝土對挖除填料的部分進(jìn)行回填處理。
        (6)再在上面設(shè)置防水涂料進(jìn)行防水處理。
        (7)新建24cm厚C40防水混凝土鋪裝。
        (8)新建人行道系。
        (9)對拱上橫墻、橋臺及橋臺10m跨拱圈上松動的勾縫砂漿進(jìn)行清除，對縫隙采用M10水泥砂漿進(jìn)行灌注，最后采用M10水泥砂漿對縫隙進(jìn)行勾縫處理。
        (10)對主拱圈空腹段拱背進(jìn)行清理，采用C25噴射混凝土對其封閉處理，防止風(fēng)化、侵蝕。
        4、拱上建筑拆除方案
        4.1、施工工序
        修復(fù)橋臺拱圈→主拱圈上布置觀測點(diǎn)→對稱、均衡拆除拱上建筑→對稱均衡新建拱座及腹拱圈→對稱、均衡修建護(hù)拱、換填填料→鋪設(shè)防水層→澆筑調(diào)平層→新建橋面鋪裝→恢復(fù)人行道系→封閉主拱圈空腹段拱背（可在腹拱圈支架拆除后施工）
        4.2、腹拱圈拆除方案
        根據(jù)拱橋建造時的加載過程及拱橋受力特點(diǎn)，拆除施工順序即為建造過程的逆順序；該橋采用搭設(shè)支架拆除方案，即在腹拱圈下搭設(shè)支架，對稱拆除拱上結(jié)構(gòu)，在拆除過程中，由于支架的彈性和非彈性變形是不可避免的，因此，在拆除拱上結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)確保拱圈的穩(wěn)定，并加強(qiáng)對主拱圈的監(jiān)控；拆除該橋拱上建筑按照以下工序來進(jìn)行：
        (1)在腹拱圈下架設(shè)支架及拱盔，并加強(qiáng)拱上橫墻橫向支撐。
        (2)主拱圈上布置觀測點(diǎn)（拱頂、1/4點(diǎn)、3/4點(diǎn)、拱腳），在拆橋過程中采用水準(zhǔn)儀和全站儀觀測支架的沉降及橫向位移和主拱圈的撓度及橫向位移情況。變形過大則暫停施工，查找裂縫，分析研究，查找原因，采取壓載或調(diào)整卸載順序等措施，待穩(wěn)定后方可繼續(xù)拆除。
        (3)由兩頭向中間,縱向、橫向?qū)ΨQ均衡拆除欄桿。
        (4)由兩頭向中間,縱向、橫向?qū)ΨQ均衡拆除人行道。
        (5)縱向由兩頭向中間,橫向分條（每1m為1條），由左右側(cè)向路中線方向，縱向、橫向?qū)ΨQ均衡清除橋面混凝土鋪裝。
        (6)分層（每10cm為一層）分條（每1m為1條），縱向由兩頭向中間，橫向由左右側(cè)向路中線方向，縱向、橫向?qū)ΨQ均衡拆除腹拱圈上護(hù)拱及填料。
        (7)橫向分條（每50cm為1條），先拆除端腹拱，后拆除中腹拱，由左右側(cè)向路中線方向，縱向、橫向?qū)ΨQ均衡拆除腹拱圈。
        4.3、主要施工方法
        (1)用人工對稱拆除人行道、欄桿，并運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行破碎清理。
        (2)現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況，采用人工鑿除橋面鋪裝砼，人工運(yùn)出橋臺后外運(yùn)至指定地點(diǎn)。
        (3)縱、橫對稱、均衡拆除填料及空腹段側(cè)墻，人工運(yùn)出橋臺后再用1噸機(jī)動翻斗車外運(yùn)至指定地點(diǎn)。
        4.4、變形觀測及應(yīng)急措施方案
        (1)觀測點(diǎn)布置：
        ①拱頂觀測點(diǎn)：在拱頂橋面上布置2個觀測點(diǎn)，觀測拱頂?shù)某两岛土芽p發(fā)生、發(fā)展情況。
        ②主拱圈1/4、3/4處觀測點(diǎn)：在拱圈的1/4、3/4點(diǎn)各布置2個觀測點(diǎn)，觀測1/4、3/4兩處的沉降是否同步，檢測兩側(cè)卸載的平衡情況，同時觀測該處表面是否有裂縫。
        ③拱腳裂縫觀測點(diǎn)：在拱腳上各布置2個觀測點(diǎn)，主要觀測表面裂縫發(fā)生發(fā)展情況及拱腳水平位移情況；
        ④橫向位移觀測點(diǎn)：在空腹段位置布置4個觀測點(diǎn)，掛4個垂球根據(jù)地面投影測量主拱圈的橫向位移。
        (2) 變形觀測人員、設(shè)備配置及觀測方法
        ①儀器設(shè)備：精密水準(zhǔn)儀一臺，垂球4個；配專職測量員1 名、尺工1名。
        ②沉降觀測：用精密水準(zhǔn)儀觀測主拱1/4、3/4點(diǎn)及拱頂?shù)某两?，觀測頻率一個班一次，在工人下班后觀測，另在拆除一段前后各增加一次。
        ③裂縫觀測：1/4、3/4及拱頂、拱腳的裂縫隨時監(jiān)控，每次工人下班后要仔細(xì)檢查一邊。
        ④橫向位移觀測其在地面上的投影是否有位移。
        (3)施工過程與觀測協(xié)調(diào)。
        在觀測時，要停止上部一切拆除工作，保證觀測人員的人身安全和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。根據(jù)彎矩影響線拆除吊裝過程中重點(diǎn)觀察：
        ①拆除1/4、3/4點(diǎn)位置時，在該位置產(chǎn)生負(fù)彎矩，拱頂產(chǎn)生正彎矩，注意觀測1/4、3/4點(diǎn)位處拱肋上部是否有裂縫，拱頂是否有隆起現(xiàn)象及拱頂高程是否有上升現(xiàn)象。
        ②拆除拱頂位置時，在拱頂產(chǎn)生負(fù)彎矩，1/4、3/4位置空腹段產(chǎn)生正彎矩，觀察拱頂主拱圈是否有裂縫及沉降情況，1/4、3/4位置的沉降情況。
        (4)觀測結(jié)果分析及應(yīng)急措施：
        1/4、3/4位置沉降差達(dá)1cm時立即停止相關(guān)可能繼續(xù)產(chǎn)生沉降不均的拆除工作，觀測相應(yīng)可能產(chǎn)生裂縫的位置，確保無裂縫后才能施工。如有裂縫且超過0.3mm,請專家到現(xiàn)場分析解決。
        橫向位移超過1cm時立即停止施工，查找裂縫，請專家到現(xiàn)場分析解決。
        拱圈出現(xiàn)裂縫且發(fā)展較快，應(yīng)立即根據(jù)彎矩影響線在對應(yīng)位置加載和卸載。以減緩裂縫發(fā)展。具體如拱頂發(fā)生裂縫且觀測點(diǎn)顯著升高，應(yīng)立即在拱頂壓載，1/4、3/4點(diǎn)加快卸載速度。如拱頂下沉，1/4、3/4點(diǎn)位置發(fā)生裂縫，應(yīng)加快拱頂實(shí)腹段卸載，空腹段加載或停止施工。同時上報，請專家到現(xiàn)場分析解決。如拱腳出現(xiàn)裂縫，應(yīng)立即停工，撤離施工人員。
        4.5、新建腹拱圈
        (1)檢測支架及橫向支撐，并適當(dāng)加強(qiáng)，調(diào)整拱盔至設(shè)計位置。
        (2)新建腹拱圈前對主拱圈頂進(jìn)行壓頂處理。
        (3)新建腹拱圈時，應(yīng)對稱、均衡施工。
        (4)拱上橫墻不能承受拱圈的恒載單向推力，因此相鄰三孔需同時澆筑，兩側(cè)也應(yīng)對稱施工。
        (5)腹拱圈強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計的情況下方可卸落拱架。
        (6)施工腹拱圈時，在其拱腳處每孔預(yù)埋6根φ5cmPVC泄水管。
        5、結(jié)束語
        橋梁加固應(yīng)充分考慮橋梁現(xiàn)狀情況，正確分析原因，從而確定合理的加固方案。該橋加固完成后進(jìn)行了荷載試驗，各工況下，所測得的結(jié)構(gòu)各控制截面的主要測點(diǎn)位移、控制應(yīng)變的結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)均小于1.05。強(qiáng)度和豎向剛度均滿足設(shè)計和使用要求。該橋自加固完成后投入一年多的時間，經(jīng)過多次實(shí)地觀察該橋運(yùn)營良好，達(dá)到了加固的目的。
          參考文獻(xiàn)
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