【轻型混凝土在拱桥加固中的应用】

　　早期建造的拱桥，拱上建造的填料多采用石灰土或夯实粘 土，其弊病是自重大，整体性不好，遇水后变形，因而造成桥面混凝土损坏。近几年来，随着交通量的不断增长，尤其是超限车的增加，对桥梁的破怀十分严重，一些主要运输路线上的桥梁都遭到不同程度的破坏，需要加固上部结构来提高桥梁的承载力。

　　对此列桥梁，国内 多采用从下部加强拱圈的方法，但是需要增加桥梁的自重，而且也不便于施工。为了减轻桥梁自重、提高拱圈的承载能力，从养护的技 术手段出发，北京市公路局房山分局采取换填轻型混凝土，从而提高桥梁承载力的新方法，此施工方法比较方便，施工技术比较容易掌握，造价也比较低，值得有关部门推广应用。

工程实例

　　房山分局在北 京房山区周张路娄子水桥进行了轻型混凝土加固的实例实验。娄子水桥修建于1976年5月 份，桥梁载重标准为汽—15、挂—80，桥梁全长为38.8m，由一个主拱和6个副拱组成。桥 梁全宽为11.7m，其中桥梁净宽为9m。桥梁构造为钢筋混凝土双曲拱型坡桥，主桥主拱圈有7个拱波组成，每个拱波跨径为1.41m。桥面为15cm厚的水泥混凝土，标号为30号，桥面积层及拱上填料均为12%的石灰土。

　　由于篓子水桥拱上 填料及桥面基层为同一种材料，而且当时修建的桥面没有设防水层，这样，桥面透水后造成拱上填料不均匀沉降，石灰土基层被破坏，经过重车行驶后，桥面混凝土呈现粉碎性断 裂，同时也造成拱上填料压应力集中，造成拱顶裂缝。从外观看，共波已经有24块出现裂 缝，但尚能使用。如果彻底更换折断的拱波，工程难度就比较大，且造价也比较高。但如 果将拱上填料挖 除，换填石灰土，已经出现裂缝的拱波又经不住夯实或压路机的作用而彻底损坏。经过反复的勘察和方案的比较，最终确定采用换填轻型混凝土拱上填料，重做桥面防水层的办法。

1 施工程序

　1.1 对称凿除旧桥面混凝土

　1.2 对称人工挖除拱上的填料石灰土

　1.3 清洗拱波，涂刷界面剂

　1.4 浇筑轻型混凝土并碾压

　1.5 在拱上填料上加铺一层复合型土工布防水层

　1.6 浇筑桥面钢筋混凝土，标号为30号，厚度为20cm

　1.7 维修人行步道

2 材料的选用

　2.1 轻型混凝土

　　本次加固工程所使用的轻型混凝土是由水泥、陶粒、沸石、水按照3：5：4：1的配比组成。

　2.2 钢筋

　　为了使整个桥面铺装水泥 混凝土成为一 个整体，在混凝土中加铺一层钢筋网，其规格为ф12和ф18两种。其中ф12的钢筋为横向钢筋，ф18的钢筋为纵向钢筋，两种钢筋铺成网状，钢筋间距为10×10cm。

　2.3 防水层

　　防水层采用复合土工布材料。

3 材料使用对比

　　本次加固工程的特点是使用轻型混凝土代替原有的石灰土，通过实验室的反复试验和对比，具体数据如下：

　3.1 轻型混凝土的抗压强度为2.5Mpa,石灰土的抗压强度为0.7 Mpa。

　3.2 轻型混凝土的最大干容重为800kg/m3，而石灰土的最大干容重1680 kg/m 3。

　　以娄子水桥加固为例，共计换填轻型混凝土135.1 m3，轻型混凝土的总质量 为108.08t，而同等体积的石灰 土为226.97t，是用轻型混凝土可减轻118.89t，减轻53%以上。从以上材料的对比可以看出，选用轻型混凝土可以减轻桥梁的自重，但却增加了桥梁的承载能力。

解决方法

　　由于是采用新工艺来加固桥梁，其中有很多施工环节必须正确执行，否则会达不到加固的目的，严重的还会加重桥梁的损坏程度。

1.水泥混凝土桥面的凿除

　　娄子水桥的桥面为15cm的素混凝土结构，凿除时不能使用大型机械或空压钻，而且凿除时必须是对称凿除。

2.石灰土的挖除

　　娄子水桥原有的24 块拱波均已损坏，一旦受力不均匀，极易引起更多的拱波损坏，所以在挖除石灰土的时候，必须使用人工挖除，不能使用机械挖除。在挖除的过程中，要分两组人员对称挖除，并且挖除的速度要大致一样，这样可以使桥梁两端的受力状况一样，避免更大的损坏。

3.拱波的清理

　　娄子水桥的拱波和 拱背混凝土加起来 只有12.5cm厚度，加上修建年代较远，一些混凝土老化，许多地方的拱波已经很脆弱，稍有不慎，就会凿穿拱波，所以在清理拱波时，必须使用人工清理，用钢钎慢慢剔除。

4.损坏的拱波修理

　　已经损坏的拱波不做进一步处理，对于裂缝大的，采取灌注环氧树脂砂浆的办法，以免使裂缝加大。

5.轻型混凝土的拌制

　　轻型混凝土的质量关系到整个加固工程的好坏。刚开始时 ，我们采用的配比为水泥：陶粒：沸石：水＝2：5：4：1，在实际拌制时，试拌第一次料 的时候，发现陶粒和其它材科发生拌和不均的现象，导致碾压时，粗粒径颗粒漂浮在上层 ，达 不到设计要求。经过分析后，决定加大水泥用量，每立方米的轻型混凝土比设计配合比多加100千克水泥，同时在搅拌时，将搅拌时间从3分钟减至2分钟，避免产生离析现象。

6.轻型混凝土的碾压

　　由于娄子水桥已经损坏，经不住强烈的振动，同时也为了 避免振动导致轻型混凝土中粗粒径骨料产生离析作用，所以采用正确的碾压方法至关重要。为避免振动破坏拱波，在施工中采用平板夯振捣，但由于平板夯振动不够，轻型混凝土 的密实度达不到规范要求。为解决碾压不密实的问题，在 实际中我们采用平板夯结合1吨震动碾静压碾压的办法。先用平板夯预压一遍，然后再用1吨的碾压机进行静压，从主拱和拱波的对称方向由外到里进行碾压，直至达到设计要求。

7.防水层的铺设

　　防水层采用复合土工布，主要注意在接缝处的搭接长度要不小于20cm，并且不能有破损的地方。

8.钢筋的铺设

　　为避免重车行驶造成桥梁单梁受力现象的形成，将钢筋网的横向钢筋设为ф12mm的螺纹钢筋，纵向的设为ф8mm的光圆钢筋。

　　整个过程中的养生跟水泥混凝土的养生方法一样，要保证水份足够，不能缺水。

经验总结

　　娄子水桥加固 工程完工后，通过一年来的观察，整个桥梁的受力状况较以前有很大的改善，桥面的不均匀沉降的情况得到解决，桥面没有裂缝现象发生，整个娄子水 桥的漏水现象也没有发生，同时观察到损坏的24块拱波没有继续扩大损坏的趋势，其它没有损坏的拱波也没有出现裂缝，所以说，用轻型混凝土加固拱桥的办法还是比较可行的。

　　通过在娄子水 桥上的试验，可以得出结论：轻型混凝土在拱桥加固时它 可以解决加固时增加桥梁自重的问题，同时轻型混凝土的抗压强度也比较符合桥梁加固的需要，既达到加固的质量要求，同时有节省使用资金，施工过程比较简单，易于掌握使用。

　　在实际运用 过程中 还发现，如果用轻型混凝土的砌块来做拱上填料，效果还会更好一些，用砌块不但可以避免拌和不均和碾压不当导致的强度不够的问题，还可以批量生产，宜于现场的搬运和施工。

受教育了 呵呵

非常感谢楼主的分享。

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