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拱桥加固维修中泡沫混凝土的应用

2020-06-09 251 上传者：管理员

摘要：“逢山开路、遇水架桥”是公路建设的宗旨，良好的桥梁建设将能够为公路建设提供最优化建设方案。双拱桥是我国特定时期所采用的一种桥梁结构，其所具有的钢材用量少、造价低、建设周期短等特点使得其在国内多地都得到了广泛的应用。由于双拱桥的独特结构形式需要在其桥面铺装与桥梁主拱之间填充拱上填料。但是在长期的使用过程中拱上填料不可避免的发生损坏进而影响桥梁的通行效果。为恢复双拱桥的正常使用需要更换修复拱上填料。文章在分析拱上填料特点的基础上就如何使用泡沫混凝土完成桥梁的修复进行了分析介绍。

关键词：
双拱桥
拱上填料
桥梁修复
泡沫混泥土
混凝土材料
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双拱桥具有良好的使用特性，在全国多地都有所使用。但是以往双拱桥所使用的拱上填料主要以石灰煤渣土为主，在长期的使用过程中难免发生损坏进而造成桥梁桥面损坏。为恢复桥梁的桥面质量需要对桥面进行修复。本文所介绍的双拱桥桥面修复方案以泡沫混凝土替代以往所使用的石灰石煤渣土，通过合理的工艺完成桥面的修复。

1、双拱桥桥面应用泡沫混凝土修复的优势

泡沫混凝土是一种内含大量封闭微气泡的轻质混凝土，具有良好的使用特性。相较于一般的建材其在自重、凝土性以及防水特性和保温性方面都有着较大的优势。泡沫混凝土的自重相比于以前应用于双拱桥上的石灰煤渣土在重量上减少了近60%，同时其承载力相比于石灰煤渣土反而增强了不少。泡沫混凝土内含的封闭微气泡能够更好的吸收车辆通过所产生的振动、冲击等，具有良好的稳固性。此外，泡沫混凝土在防水性能方面也得到了一定的优化，能够比石灰煤渣土优化近一倍，其良好的吸水特性能够为桥梁提供干燥的环境，提高桥梁的使用寿命。

2、泡沫混凝土应用于双拱桥拱上填料的技术分析

泡沫混凝土在建筑施工中多应用于保温隔音、路基地基、桥台背后填方等，将其应用于双拱桥的拱上填料需要注意解决好泡沫混凝土所存在的厚薄不均、顶面标高高差等问题，只有在解决好上述问题才能使得泡沫混凝土在桥梁修复中发挥出良好的效果。在将泡沫混凝土应用于双拱桥梁修复中时可以从控制泡沫混凝土的防裂措施、隔仓模板和顶标高等几个方面入手。

2.1 泡沫混凝土应用于拱上填料时的防裂控制

在将泡沫混凝土应用于拱上填料时，由于泡沫混凝土中并未使用粗骨料和外加剂，加之泡沫混凝土凝固过程中将会产生大量的水化热进而导致泡沫混凝土产生干缩裂缝从而影响泡沫混凝土的使用效果。为避免返一缺陷需要采取有效的控制措施，传统的开裂控制措施采用的是在泡沫混凝土拌合时加入一定量的塑料纤维并使用钢筋网作为泡沫混凝土浇筑后的骨架从而提高泡沫混凝土的稳定性。但是传统的方法所存在的问题在于使用钢筋骨架的施工难度较大，且容易造成双拱桥的拱背部分，此外，添加塑料纤维后泡沫混凝土的搅拌和浇筑都较为困难。

为解决上一问题，可以在泡沫混凝土施工中采用新工艺。使用玻纤格栅取代传统的钢筋网用以对泡沫混凝土进行加固。玻纤格栅其本身具有良好的耐腐蚀性和较强的延展特性，将其应用于泡沫混凝土中可以有效避免开裂。在施工时将玻纤格栅布设在泡沫混凝土内距离顶部约5cm的位置，在这一位置可以使得玻纤格栅发挥出最大的效果，依靠玻纤格栅自身和泡沫混凝土的张力能够实现玻纤格栅的稳固。此外在泡沫混凝土浇筑时需要划分区域，以30cm进行纵向分层，并以20m进行横向分区完成浇筑作业。并在后期养护时加强养护，提高泡沫混凝土的使用效果。

2.2 隔仓模板的支护

在泡沫混凝土浇筑时采取纵横分区可以有效的降低水化热对于泡沫混凝土固化的影响，但是在双拱桥中由于其结构特性使得其对于隔仓模板的需求量较大，从而增大了施工的难度。由于泡沫混凝土的湿密度小于水，在泡沫混凝土的施工中可以采用刚性模板。而对于泡沫混凝土侧面无平整度要求的区段则可以采用刚柔组合式模板如图1所示。模板的支护依靠的是水自重所产生的压力。刚性模板采用竹板、钢筋等所组成，以木方为肋条、钢筋骨架为支架通过在拱上钻孔对模板进行固定。在采用刚柔组合式模板时可以采用与刚性模板相似的骨架结构，不同的是刚柔组合式模板选用的柔性薄膜为聚酯薄膜等的不可透水的膜即可，在后期的养护中需要注意做好养护工作，确保泡沫混凝土不产生裂缝。

图1 刚柔组合式模板

2.3 双拱桥纵横坡顶标高的高度控制

双拱桥中存在纵横坡结构，而泡沫混凝土由于存在微闭气泡致使其施工精度较难把控，为了控制泡沫混凝土应用于双拱桥上时的厚度，确保双拱桥的桥面能够获得所期望的厚度，需要做好泡沫混凝土顶标高的控制。泡沫混凝土具有良好的流动性，为控制泡沫混凝土顶标高需要从这一方面入手：（1）在双拱桥的拱上填料施工时，为控制泡沫混凝土的标高可以采用双控制线控制法。在泡沫混凝土的上控制线设置为泡沫混凝土的设计顶标高允许线，下控制线则为泡沫混凝土的设计标高允许线。

（2）如在泡沫混凝土施工时采用的是分层分段浇筑法时，应首先将泡沫混凝土持续进行浇筑并浇筑至设计标高最低点，待到浇筑完成的泡沫混凝土初步凝结后使用5cm的木方将剩下的泡沫混凝土浇筑区段分层分区段的浇筑至设计标高，需要注意的是，在分层浇筑时，在初凝的泡沫混凝土上持续进行浇筑5cm以上时泡沫混凝土将不会产生开裂。在完成泡沫混凝土的分层浇筑后，待到泡沫混凝土初凝后确保其具有一定的硬度后可以拆除模具检查初凝的泡沫混凝土表面是否存在缺陷，如存在缺陷可以及时的对缺陷位置进行修补，用以确保泡沫混凝土凝固后具有平滑的表面。

3、某双拱桥梁采用泡沫混凝土加固维修实例

某桥梁兴建于70年代，在桥梁的引桥部分采用的是双曲拱结构，其拱上填料使用的是石灰煤渣土。经过多年的使用，该桥梁拱上填料已经损坏殆尽、不堪使用。同时对周边的桥面部分也造成了较大的影响，亟待加固维修。该维修加固工程顶上填料采用的是A06泡沫混凝土用以取代传统的石灰煤渣土，并在距离泡沫混凝土顶部5cm的位置布设玻纤格栅，用以增强泡沫混凝土的刚性。此外，从增强桥梁整体刚性方面还采取了诸如裸露部位的修复加固、钢筋加固等举措。

在使用泡沫混凝土作为拱上填料对双拱桥进行修复时，首先需要做好施工前的清洁工作，清理好待施工区域的杂物，并在各拱顶位置外侧墙标出泡沫混凝土施工所需要的上、下控制线。泡沫混凝土施工时所使用的泡沫混凝土是现场制备的，需要做好相关设备的维护与进场以及管路的布设，泡沫混凝土制备设备与现场的距离需要控制在100m以内。在完成了上述准备工作后需要进行模板的安装，在分区段的纵向位置设置刚性模板，其他的区域则可以采用刚柔组合式模板。刚性模板的布设需要顺直、牢固，对于接缝处需要做好密封工作，避免泡沫混凝土浇筑过程中产生渗漏。而对于刚柔组合式模板则需要做好刚性骨架的安装，而后在刚性骨架上安装柔性薄膜，待到柔性薄膜固定后使用压条进行位置固定，并向其内注入一定量的水用以使得柔性膜紧贴刚性骨架。

在完成了模板的固定后即可进行泡沫混凝土的浇筑工作，浇筑按照拱脚-拱顶的顺序浇筑，在每次浇筑前需要对泡沫混凝土的密度、湿度和流动性进行测量，只有满足要求的泡沫混凝土才可进行浇筑。在浇筑过程中泡沫混凝土输送管口需要埋入已浇筑的泡沫混凝土内，用以确保泡沫混凝土具有相应的特性。泡沫混凝土的浇筑作业应避免雨天以免影响浇筑质量。待泡沫混凝土浇筑到距设计上标高5cm的位置时在泡沫混凝土上布设玻纤格栅并做好固定。待到玻纤格栅固定好后即可进行后续的浇筑作业。在完成整体的施工后需要积极做好养护工作，确保泡沫混凝土具有良好的效果。

4、结束语

使用泡沫混凝土代替传统的石灰煤渣土用于拱上填料将能够取得良好的桥梁加固修复效果。本文在分析泡沫混凝土特性的基础上对其在某桥梁双拱修复过程中的应用工艺以及施工过程中所需要注意的要点进行了分析阐述。双拱桥在我国多地仍有使用，做好双拱桥的吸附加固将能够有效的提高其使用寿命，使其发挥出更好的效果。

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