摘　要:结合洛河大桥旧桥加固工程实例,详细介绍了锚喷混凝土技术加固旧桥的工作原理、施工工艺和经验教 训。 

关键词:锚喷混凝土;大桥;加固;施工技术 

1 　工程基本情况 

洛河大桥位于河南省洛宁县S249 三邓线上,跨 越洛河,是联系洛河南北两岸大原至吴村的交通要 道。该桥始建于1971 年,大桥设计荷载为15 t ,桥面 净宽为7 + 0150 ×2 m ,全长440 m。上部构造为18 孔20 m 的双曲拱,矢跨比1/ 6 ,横向6 肋5 波,拱波 为素混凝土结构,厚度6～8 cm ,拱肋为20 cm ×18 cm的钢筋混凝土结构,下部构造为重力式实体桥墩 和加后座的U 型桥台。 随着改革开放后经济的迅速发展,越来越多的 超荷载运输车辆穿越于该大桥,甚至有超过大桥设 计荷载300 %的矿石及砂石料运输车辆,不仅桥面 变得凹凸不平,而且自2003 年下半年开始,许多拱 波开始出现裂缝,拱波连接处的勾缝砂浆也发生脱 落,该桥已开始向危桥方向发展,急需加固。 

2 　锚喷混凝土技术加固原理 

锚喷混凝土加固大桥的方法是“新奥法”隧道施 工技术在桥梁加固中的应用。其原理是:通过新增 加混凝土及受力钢筋与原结构的紧密粘结,形成喷 射混凝土(内含补强钢筋网) - 锚杆- 原混凝土的整 体组合结构,一方面能根治局部应力集中病害,阻止 原结构继续变形位移和开裂,充分发挥原结构的作 用而共同承受上部荷载的作用;另一方面,大桥加固 后增加了原结构的外形尺寸,增强了其变形的协调 性,使其承载能力有所提高。 

3 　设计要点 

为保证春运前大桥加固完工,2003 年12 月初我 单位与洛阳市公路规划勘察设计院联合提出了采用 锚喷混凝土技术加固的方案:对受喷面清理、凿毛以 后,先在拱波上钻设é12 mm、深6 cm 的钻孔并安装 é10 mm 膨胀螺栓,然后在拱波底部挂设é8、10 及16 mm 的组合钢筋网,最后在拱波及拱肋内表面喷射 10 cm 厚的C25 补强混凝土。 

4 　锚喷混凝土施工 

锚喷混凝土的施工程序可分为:搭设作业脚手 架→受喷面清理凿毛→钻孔和安装膨胀螺栓→挂设 钢筋网→喷射混凝土→混凝土养生。 

411 　受喷面清理与凿毛 为了使喷射混凝土与原结构之间有足够的粘结 力,保证两种混凝土达到整体受力的设计要求,需对 拱波进行清理和凿毛。清理时主要使用钢刷子、铁 锤、小铲子等工具清除拱波上的油毡、泥土及其它表 面杂物,对拱波联结处已松散的勾缝砂浆也要清理; 凿毛时使用电锤在拱波及拱肋内表面钻凿深度约5 mm 的小坑,密度视原混凝土表面粗糙程度而定。 

412 　钻孔和安装膨胀螺栓 钻孔前技术人员先测定孔位并用粉笔标出十字 记号。膨胀螺栓平面呈梅花形布置5 排,排距014 m ,纵向间距靠拱肋处2 排为016 m ,靠中间3 排为 018 m ,每个小拱波下共布孔120 个;钻孔采用出力 大、钻孔速度快的ZIC - 22 型电锤及é12 mm 的钻头 钻凿深度6 cm 的锚栓孔,膨胀螺栓起挂设钢筋网, 加强新旧混凝土结合和增大结合面抗剪能力,以达 到新旧结构共同变形的重要作用。设计采用é10 mm带弯钩的厚壁高强度膨胀栓,锚入长度6 cm ,外 露长度4 cm ,安装时用开口扳手将螺帽拧紧直至膨 胀栓丝毫不动。 

413 　挂设钢筋网 钢筋网设计为满布于拱波腹面,网格尺寸在拱 顶处(10 m 长) 为15 cm ×15 cm ,在两端拱脚处(各 615 m 长) 为20 cm ×20 cm。纵筋为3 根é16 mm 螺 纹筋(10 cm 搭接双面焊) 和6 根é8 mm 圆筋,横筋在 拱顶处为é10 mm ,在两端拱脚处为é8 mm。单根钢 筋在仓库加工好后运送到施工现场,先将3 根主纵 筋及6 根普通纵筋挂在膨胀螺栓的弯钩上并点焊, 然后逐根挂设横向筋,先绑扎后与主纵筋点焊连接。 另外在桥台上钻凿é20 mm、深10 cm 的钻孔,先 填入纯水泥浆,再插入主纵筋。 414 　喷射混凝土 为了不影响大桥正常通行,喷射混凝土作业分 3 处进行:桥北端为材料堆放及混凝土搅拌场;桥面 上占用半幅车道(3 m 宽) 放置3 台空压机和3 台喷 射机,用料由三轮车随用随运,桥上设备随施工进度 向南推进;桥下由3 支喷枪施喷,其中2 支分别从两 端拱脚处向拱顶进行,另外一支在混凝土初凝后、终 凝前进行第二次扫平喷射。 喷射前先用高压水冲洗、湿润受喷面,目的是保 证新混凝土与原结构的粘结。 为减少混凝土拌制、运输中产生粉尘,上料前应 对粗骨料淋水使其达到5 %的含水率。按照配合比 (水泥∶砂∶碎石∶速凝剂∶早强防冻剂= 1∶1153∶2111 ∶0105∶0104) 上料,上料顺序为:碎石1 车→水泥2 袋→速凝剂和早强防冻剂→砂1 车→碎石1 车。 干式喷射拱顶混凝土时喷头出水量至关重要, 需靠喷射手的经验通过调节喷头出水闸阀来调节, 水量过小时会发生喷雾现象,料束分散,回弹量大; 水量过大时会出现滑移流淌、自动脱落现象(设计水 灰比为0145) 。喷射时应尽可能使喷嘴与受喷面垂 直,因横梁影响而无法垂直时,倾角应小于30°;喷嘴 与受喷面应保持016～112 m 的距离,每次喷层厚度 以3～4 cm 为宜,两次施喷间隔20～30 min。 拱部喷射混凝土不可避免地要发生回弹现象, 回弹量的大小与原材料、配合比及水灰比、风压、喷 射方向及距离、受喷部位、喷射设备、喷射手的技术 熟练程度等众多因素有关,回弹料的成分主要为粗 骨料,水泥仅占10 %左右。洛河大桥喷射混凝土的 回弹率经检测达55 %左右,因桥下为砂土地,加上 气温过低,回弹料不能回收利用。 

4. 5 　养生 

冬季混凝土养生的关键是防冻,为此施工时采 取了一系列的增温保暖措施:喷射前将拱桥西侧用 彩条布封堵好(因为冬季主要以西北风为主) ,喷射 作业完成后立即将东侧也用彩条布封堵起来,并在 密闭的桥拱下面燃烧木头以增加温度,养生7 天后 可拆除彩条布。 经检测,当室外气温在- 8 ～ - 3 ℃时,桥拱下 面的温度始终在2～5 ℃,混凝土的7 天强度及28 天强度均符合设计要求。 洛河大桥加固工程合同工期只有1 个月,为确 保工程进度,我单位投入3 台套设备,76 名作业人 员,仅用了20 天时间就完成了任务。 

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结语 

洛河大桥是河南省首次采用锚喷混凝土技术进 行加固补强的双曲拱桥,该项工程于2003 年12 月 10 日开工,至12 月30 日完工,取得了质量和工期的 双丰收。 通过实践,取得了如下一些经验和体会: (1) 锚喷混凝土具有高速、高压的作用,可将混 凝土射入宽度2 mm 以上的裂缝,加上钢筋网的共 同作用,可以使新旧混凝土紧密结合,形成一个整 体。具有质量好、施工快、投资小、不影响交通的优 点,是加固旧桥较好的方案。 (2) 向顶面喷射混凝土时,下垂脱落和回弹性过 大是两大问题。下垂是喷层过厚或过湿造成的,当 喷射混凝土的自重大于粘结强度时,就容易出现下 垂或脱落,所以混凝土应分层喷射,厚度以不脱落、 回弹量小为准。 (3) 喷射混凝土时,速凝剂是必不可少的外加 剂,但掺入速凝剂的混凝土其后期强度与不掺者相 比会降低,实验表明,当掺量为2 %～5 %时,混凝土 强度会降低15 %～30 % ,因此选用外加剂时应谨慎 并需经试验确定用量,同时当速凝剂掺量为水泥用 量的3 %～4 %时,混凝土设计标号应比实际需要提 高一级,如洛河大桥加固需要的混凝土强度等级为 C20 ,考虑速凝剂的影响,设计混凝土标号为C25。

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