大坂橋位于漳州市省道西港線（S208）K150+862.6處。該橋于1997年6月建成投入使用，為1孔10m石拱橋，天然擴(kuò)大基礎(chǔ)，U型橋臺(tái)，橋長(zhǎng)28.5m，橋高8.4m，橋面凈寬—7.0+2×1.0m，設(shè)計(jì)荷載汽—20，掛—100，是漳州通往漳平、三明的重要公路橋梁。 2 外觀調(diào)查 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)外觀調(diào)查，該橋橋臺(tái)前墻出現(xiàn)多條由基礎(chǔ)不均勻下沉而產(chǎn)生的裂縫，并延伸至主拱圈，拱圈縱向開裂等病害，經(jīng)評(píng)定為四類橋梁。 外觀調(diào)查表明，該橋主體結(jié)構(gòu)已損壞。根據(jù)病害情況綜合分析，該橋產(chǎn)生病害主要原因是：一是地基容許承載力低，不能滿足要求；二是基礎(chǔ)不均勻沉降引起拱圈開裂；三是受到大量超限運(yùn)輸?shù)男旭傋饔谩?綜上所述，必須應(yīng)對(duì)主拱圈及橋臺(tái)進(jìn)行加固。 3 動(dòng)靜載試驗(yàn) 3.1 靜力荷載試驗(yàn) （1）試驗(yàn)荷載。 本次靜力試驗(yàn)荷載是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載產(chǎn)生的最不利效應(yīng)值進(jìn)行靜力等效換算而得到，實(shí)驗(yàn)中采用兩部三軸載重汽車，前后軸距4.55m，雙后軸距1.40m。 （2）測(cè)點(diǎn)位置。 選擇主拱圈L/2、L/4、3L/4處觀測(cè)撓度，并進(jìn)行橋臺(tái)變位觀測(cè)。 （3）加載工況。 ①主拱圈L/2處最不利撓度值加載（工況1、2、3），（偏下游、中載、偏下游）； ②主拱圈L/4處最不利撓度值加載（工況4、5、6），（偏下游、中載、偏下游）。 （4）靜力試驗(yàn)結(jié)果與分析。 ①靜力試驗(yàn)荷載效率。 本次試驗(yàn)的靜力試驗(yàn)荷載效率值能滿足交通部頒布的《公路舊橋承載能力鑒定方法》所規(guī)定的0.95≤η=Sstate/(1+μ)?s≤1.05的要求。 ②控制截面的變形分析。 各工況下實(shí)測(cè)控制截面撓度的校驗(yàn)系數(shù)較小，介于0.16～0.39之間，說(shuō)明其豎向承載力尚能滿足正常使用要求。 ③裂縫分析。 從試驗(yàn)前后對(duì)粘貼在裂縫處的載玻片的檢查和試驗(yàn)過(guò)程中人工目測(cè)并輔以儀器觀測(cè)情況看，在試驗(yàn)荷載作用下，粘貼在裂縫處的載玻片出現(xiàn)開裂，表明主拱圈下游側(cè)裂縫有所發(fā)展。 3.2動(dòng)力荷載試驗(yàn) （1）試驗(yàn)方法。 測(cè)試采用速度和加速度探頭，在橋跨跨中、1/4跨，靠近下游側(cè)護(hù)欄邊緣布置速度和加速度傳感器，利用一部加載重車作為激振荷載。 （2）測(cè)試內(nèi)容。 動(dòng)態(tài)測(cè)試的主要內(nèi)容分為兩部分：一是障礙行車振動(dòng)，二是跳車沖擊振動(dòng)。 （3）測(cè)點(diǎn)布置。 測(cè)點(diǎn)布置在橋跨跨中、1/4跨和靠下游護(hù)欄邊緣橋面上。 （4）動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果與分析。 利用障礙行車振動(dòng)和跳車沖擊振動(dòng)測(cè)得的橋跨結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析，得出結(jié)構(gòu)頻率特征值和各工況下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)及其頻譜圖。各工況下動(dòng)力試驗(yàn)實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率與同類橋梁的頻率相比較大，說(shuō)明該橋動(dòng)剛度尚能滿足正常使用要求。 3.3 動(dòng)靜載試驗(yàn)結(jié)果 動(dòng)靜載試驗(yàn)結(jié)果表明，各工況下實(shí)測(cè)控制截面撓度的校驗(yàn)系數(shù)較小，介于0.16～0.39之間，說(shuō)明其豎向承載力尚能滿足正常使用要求。各工況下動(dòng)力試驗(yàn)實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率與同類橋梁的頻率相比較大，說(shuō)明該橋動(dòng)剛度尚能滿足正常使用要求。 但觀察表明在試驗(yàn)荷載作用下，主拱圈下游側(cè)縱向裂縫有所開展，說(shuō)明主拱圈整體性已衰減，該橋的安全度和耐久性已降低。 4 加固方案 針對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果，由于該橋橋臺(tái)下沉開裂引起主拱圈開裂，承載力已開始降低。因此，加固的重點(diǎn)部位是主拱圈，擬提出以下兩種加固方案： 方案1：拱上套拱方案，即先將石拱橋的拱上建筑拆除，直到拱背，洗凈修補(bǔ)好，鑿毛，加筑新鋼筋混凝土拱圈。該方案優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，工期短，投資少。缺點(diǎn)是增加自重，對(duì)地基承載力不利，且中斷交通，影響過(guò)往車輛及行人的出行。 方案2：拱下套拱方案，在橋下凈空容許，或根據(jù)水文資料、橋下泄水面積容許縮小時(shí)，可在原有拱圈下部增設(shè)拱圈，即緊貼原拱圈下面，澆筑鋼筋混凝土新拱圈，拱上鉆孔注漿。方案2的優(yōu)點(diǎn)是可以邊施工，邊通車，對(duì)過(guò)往車輛及行人的出行沒(méi)有影響，不增加現(xiàn)有橋臺(tái)地基應(yīng)力。缺點(diǎn)是：施工相對(duì)復(fù)雜，壓縮橋下過(guò)水?dāng)嗝?，投資較大。 鑒于大坂橋位于省道西港線，是漳平、永安通往漳州、廈門的通道，不宜中斷交通，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工等方面綜合比較，擬采用方案2的加固方案，即：（1）采用鋼筋砼下套拱，噴射12cm厚C30細(xì)石砼；（2）現(xiàn)澆25cm厚C25砼拱腳護(hù)墻；（3）拱上鉆孔注漿，使主拱圈砌體和拱上填料形成整體；（4）橋臺(tái)及橋臺(tái)基礎(chǔ)鉆孔，鐵管跟進(jìn)注漿。下套拱加固方案如圖1所示。 圖1 下套拱鋼筋布置結(jié)構(gòu)圖 5 施工技術(shù) 5.1鋼筋混凝土下套拱技術(shù) 5.1.1加固施工流程 護(hù)墻→拱腳墊石→下套拱→鉆孔壓漿→橋面鋪裝。 5.1.2錨固筋安裝 首先用鋼管分層搭好腳手架，作為施工操作平臺(tái)，清除舊石拱圈、U臺(tái)前墻表面雜物，鑿除松動(dòng)的勾縫并清洗；按圖要求放樣定位、布置錨固點(diǎn)位；鑿巖機(jī)鉆桿垂直于石拱圈表面（或U臺(tái)前墻），然后向前施壓緩慢鉆至設(shè)計(jì)孔深；用清水清洗、待水排干后用1:1水泥漿加膨脹劑灌注至滿孔；插入錨固筋至設(shè)計(jì)外露長(zhǎng)度，壓實(shí)孔口砂漿。錨固筋采用Φ14螺紋鋼植入舊拱圈砌體內(nèi)36cm，外露12cm（U臺(tái)前墻36cm，外露24cm），采用梅花型布置，間距60 cm。 5.1.3澆筑砼拱腳護(hù)墻 現(xiàn)澆兩側(cè)拱腳護(hù)墻。對(duì)U型臺(tái)基礎(chǔ)襟邊鑿平或修復(fù)U型臺(tái)；按規(guī)范要求制作拱腳護(hù)墻鋼筋網(wǎng)；臺(tái)身鋼筋應(yīng)與拱腳墊石鋼筋骨架焊接在一起；混凝土澆筑時(shí)，加強(qiáng)震搗。護(hù)墻采用單層鋼筋網(wǎng)Φ12螺紋鋼，縱向、橫向鋼筋間距20cm，鋼筋網(wǎng)與錨固筋焊接；混凝土采用C25砼、墻厚25cm。 5.1.4噴射混凝土下套用拱 噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面保持垂直，視情況保持0.6～1.0m的距離；噴射手應(yīng)控制好水灰比，保持噴射混凝土表面平整、濕潤(rùn)光澤，無(wú)干斑或滑移流淌現(xiàn)象；噴射混凝土分段分片進(jìn)行，同一段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，片段之間、層與層之間做成45°角的斜面，使混凝土牢固凝結(jié)成整體；噴射混凝土終凝2h后，噴水養(yǎng)護(hù)；混凝土分層噴射，初噴混凝土厚度控制在4～5cm，后一層噴射應(yīng)在前一層終凝后進(jìn)行，若終凝后1h以上再進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先清洗噴層表面。 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30，配合比通過(guò)試驗(yàn)確定，采用的配合比為：水泥:石子:砂:水＝468:601:601:315，速凝劑采用廈門金銀橋建材有限公司JYQ-M速凝劑，摻量為水泥用量的9.5%～9.7%；空氣壓縮機(jī)采用XK06，壓漿泵為L(zhǎng)GCY-12/10H。 5.2 拱上鉆孔注漿 拱上布設(shè)注漿孔14個(gè)，注漿孔間距橫向170cm、縱向200cm，呈梅花形布置；拱圈上部的壓漿孔為φ38mm直孔，鉆孔后不需鐵管跟進(jìn)，直接壓漿。注漿材料采用32.5R普通硅酸鹽水泥，拌制成水泥凈漿，水灰比0.5。 5.3 橋臺(tái)基礎(chǔ)加固 對(duì)U型臺(tái)、橋臺(tái)基礎(chǔ)鉆孔，每個(gè)橋臺(tái)共布注漿孔20個(gè)（橋臺(tái)基礎(chǔ)11個(gè)、U型臺(tái)內(nèi)9個(gè)），注漿孔間距橫向170cm、縱向100～125m，呈梅花形布置；注漿材料采用32.5R普通硅酸鹽水泥，拌制成水泥凈漿，水灰比0.5。為了防止橋臺(tái)內(nèi)的填土被掏空，注漿孔每成孔一個(gè)，應(yīng)立即清孔，后下入鐵管，并進(jìn)行該孔注漿。施工中嚴(yán)禁全部孔成孔后再進(jìn)行一次性注漿。 6 結(jié)論 通過(guò)對(duì)大坂石拱橋加固技術(shù)的介紹，并結(jié)合我省加固與改造工程實(shí)例，可以得出如下結(jié)論： （1）對(duì)現(xiàn)有公路石拱橋進(jìn)行加固與改造，可提高其整體強(qiáng)度和承載力，繼續(xù)發(fā)揮作用，是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行的解決辦法。 （2）我省目前普遍采用的石拱橋加固與改造技術(shù)，如套拱、錨索框架、基礎(chǔ)壓漿補(bǔ)強(qiáng)等技術(shù)已日趨成熟，可以大力推廣應(yīng)用。 （3）石拱橋加固與改造方案的選擇應(yīng)因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況確定，如套拱，可拱上套拱或拱下套拱，應(yīng)結(jié)合橋梁的橋下凈空、過(guò)水面積、橋上交通、基礎(chǔ)承載力等具體情況選擇套拱方案。 （4）在選擇加固或改造方案時(shí)應(yīng)以加固為主，改造為輔，以節(jié)省工程投資。

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