4.2 结构维护
4.2.1 圬工拱及拱上建筑病害修复
1. 对砌缝脱落的,要采取砂浆修补和压浆的方式恢复整体性。
2. 对石料风化、剥落病害,应及时维修。可采取喷刷水泥砂浆的防护方法, 水泥砂浆等级 M10,喷浆可分2~3层,每隔1日喷一层,总厚度为1~3cm。 必要时可加铺一层钢丝网,以增强喷涂层的强度。
3. 圬工砌体的边角压碎、砌块断裂,干砌石拱桥砌缝张口等,可用水泥砂浆修补。若个别块体压碎或脱落,应用新的块体填塞更换,更换时应保证嵌挤或填塞紧密。砌缝砂浆若发生脱离,应凿除后重新用干硬性砂浆或微膨胀砂浆填筑,表面重新勾缝。
4.圬工拱桥的恒载裂缝宽度最大限值应符合表4.2.1的规定。恒裁裂缝超过最大限值时,应进行特殊检测或其他可靠性评估查明原因,按设计文件给定的维修养护方案进行加固。
(1) 对于拱桥出现横向裂缝时,可采取顺桥向设置钢筋或钢拉杆施加预应力的方法进行加固。
(2) 圬工拱桥横向刚度较小,纵向产生裂缝时,应采取钢板描锚(或钢拉杆) 与螺栓锚固的加固措施:即在拱圈的跨中和1/4处加设三道(或多道)钢板箍(钢板厚度6~8mm)或钢拉杆,用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固,并注意将锚同点设在拱圈厚度的1/3处,如图4.2.1所示,其锚固孔用膨胀水泥砂浆填塞牢固 。
如图4.2.1拱桥钢板统与螺栓锚固法示意
表4.2.1 恒载裂缝宽度最大限值
5. 圬工拱桥结构变形超过限值时,应进行特殊检测成其他可靠性评估查明原因, 提出结构加固或改造方案, 经评审后,根据设计文件及时进行维修与加固。
(1)砌体损坏严重、拱轴线严重变形时,应进行翻修。
(2)当圬工桥结构变形超过限值时,当拱轴线发严重变形时,必须对供圈内力进行计算分析。 在条件许可时可采取调整供上填料或拱上建筑布置的方法,改善结构受力状况,达到结构加固的目的。
6. 砖、石拱桥均应有排水设施。当原桥无防水层或防水层已损坏失效时,应重铺防水层。
7. 对圬工拱桥产生的较深裂缝,应及时根据设计文件进行修补。圬工拱桥一经开裂往往容易发展,可采用压注水泥浆或其他化学浆液的方法进行修补,提高砌体强度。圬工桥因下列原因产生较深的裂缝:
(1)拱桥变形产生的拱上构造的外加应力,可能使空腹拱小拱发生裂缝;
(2)墩台移动、拱圈受力不对称或基石沉陷的影响,在拱顶下部或拱脚上部产生裂缝;
(3)拱桥原为干砌,或砌体结合不好,且裂缝较大
8. 当圬工拱桥拱圈损坏、强度不足或需提高其荷载等级时,应根据设计文件加固拱圈。
(1)在桥下净空容许,或桥下泄水面积容许缩小时,可在拱圈下部增设拱圈,即紧贴原拱圈下面浇筑钢筋混凝土新拱圈,也可采用钢丝网水泥内壁喷射加固的方法进行维修。
(2)加固时将原拱顶填土层挖开直至拱背,并将原拱背清洗、修补、凿毛后加筑钢筋新拱圈。
(3)在加厚拱圈的同时考虑墩台受力是否安全可靠。
(4)当多孔石拱桥需全部增加新拱圈时,拆除拱上填料料须特别注意保持两边对称、同时进行,以确保联拱的均匀受力。
4.2.2 钢筋混凝土拱及拱上建筑病害修复:
1.混凝土外观病害修复
参见本手册3.2.1条执行。
2. 实腹拱的侧墙若发生较大变形、开裂,应查明原因并根据设计文件做相应处理。
(1)若是填料不实,或拱腔积水,应挖开拱上填料,修补防水系统,拆除鼓凸部分侧墙后重新砌筑,重新回填拱上填料及重做路面。也可酌情换用轻质填料或加大侧墙尺寸。
(2)若发现侧墙与拱圈之间脱开,或侧墙上有斜向(若是砌体通常沿砌缝成锯齿状)开裂,应检查墩台与主拱的变形。
(3)开裂轻微且不再发展的,可作一般修补裂缝处理。若开裂严重或裂缝在发展中,应考虑加固、改造方案。
3. 空腹拱的主拱圈(肋)若发现渗水,应用砂浆等材料抹平或堵塞裂缝。实腹拱若发现主拱圈渗水,应检查拱腔排水系统必要时可开挖拱上填料,修补防水层,修理排水管道。
4. 拱脚产生位移应及时采取加固措施。可采用钢杆拉结法加固,其方法为在拱圈根部圬工砌体钻孔植筋设置钢拉杄锚座,安装拉杄螺栓(常用法兰盘和螺栓伸缩装置的拉杆)锚固拱脚(图4.2.2)。
当拱脚发生下沉时,为减少拱脚基础荷载,可将拱上填料改为质量较小的轻质材料。
图4.2.2钢拉杆加固拱桥示意
5. 当拱桥主拱圈强度或刚度不足时,应进行加固,参考加固方法如下:
(1)将原横隔梁(板)进行凿毛处理;
(2)在拱肋上植筋;
(3)按计算钢筋数量进行加强或新増拱梁(板)的钢筋骨架绑扎并与植入钢筋焊接;
(4)清理旧混凝土表面并支模浇筑混凝土、钢纤维混凝土或采用喷射混凝土。
6. 当钢筋混凝土拱桥拱圈开裂超过限值时,应限制或禁止通行,并应通过特殊检测查明原因,进行处理。
7. 对基础不均匀沉降引起的结构物附加内力,应按设计部门提出的时限进行检测调整,并应消除温差影响。
4.2.3 拱桥吊杆、系杆的维护
1. 对套管式吊杆或柔性系杆,套管表面应每年涂刷防锈材料。
2. 对挤塑式套管外包材料老化、脆裂及人为损伤的应采用玻璃丝布或其他防护材料包扎。
3. 系杆拱桥的锚夹具出现松弛、锈蚀或锚垫板预埋钢管内积水时,应及时维修。酷暑、严寒季节应加强检查和养护。
4. 当锚头内地防腐油脂出现劣化时,要及时更换。
5. 吊杆出现损坏,及时处理。需要更换的,应进行力学分析,由设计单位制定更换方案。
6. 当发现吊杆、系杆钢丝出现锈蚀,影响桥梁结构安全时,经评估须对吊杆、系杆进行更换的,按设计文件执行。
7. 当吊杆连接叉耳出现开裂、损坏时,要及时更换。
8. 吊杆减振装置应保持正常工作状态,当发现异常或失效时,应及时维修。