《拱橋加固施工工法》是中太建設集團股份有限公司、鵬達建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是謝良波、張明禮、董翔、袁雅傑、廖永。該工法適用於拱形橋樑、帶拱建（構）築物的整體加固補強施工。
《拱橋加固施工工法》主要的工法特點是：具有保持橋樑原貌、保證質量、降低工程造價、節能、環保等優點。採用的移動貝雷桁架，運輸、安拆簡單方便，勞動強度低、施工速度快。
2011年9月30日，《拱橋加固施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：拱橋加固施工工法
- 工法編號：GJEJGF236-2010
- 完成單位：中太建設集團股份有限公司、鵬達建設集團有限公司
- 主要完成人：謝良波、張明禮、董翔、袁雅傑、廖永
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
在遭受2008年5·12汶川大地震後，災區的道路橋樑受到不同程度的破壞，有的報廢，有的經過修復加固後仍可繼續使用。通過加固修復可節約能源，降低工程造價，縮短工期，減少垃圾，保護環境。中太建設集團股份有限公司與鵬達建設集團有限公司承建的四川平武縣涪江飛龍橋加固工程，採用新型材料及新的橋樑加固施工技術，對受損橋樑進行加固，圓滿完成了施工任務，取得了社會效益和經濟效益。為便於推廣，經研究總結成功經驗後形成《拱橋加固施工工法》。
工法特點
《拱橋加固施工工法》的工法特點是：
一、對遭到破壞或承載力不足的拱形橋樑進行補強加固。
二、在主拱圈底部增加一層鋼筋混凝土，使橋樑恢復到原設計承載能力。
三、採用水泥基滲透結晶型防水膠結材料對結構裂縫進行高壓灌縫處理，採用結構膠植筋技術和建築結構加固料進行混凝土施工等方法。
四、該技術具有保持橋樑原貌、保證質量、降低工程造價、節能、環保等優點。
五、採用的移動貝雷桁架，運輸、安拆簡單方便，勞動強度低、施工速度快。
操作原理
適用範圍
《拱橋加固施工工法》適用於拱形橋樑、帶拱建（構）築物的整體加固補強施工。
工藝原理
《拱橋加固施工工法》的工藝原理如下：
在不改變原結構受力的情況下進行補強加固，主要原理是對橋拱和裂縫進行補強灌縫、原混凝土剔毛、橋面開澆灌孔、植筋，清洗、刷截面處理劑，綁紮主筋，支底模，澆灌自密實混凝土使其與橋樑形成一體，拆模後與原結構共同實現橋樑的承載力。
施工工藝
- 工藝流程
《拱橋加固施工工法》的施工工藝流程見下圖。
加固施工工藝流程示意圖
- 操作要點
《拱橋加固施工工法》的操作要點如下：
一、加固用施工滿堂腳手架體搭設與拆除
1.搭設該施工架體的總體構想
該架體只適用於橋樑加固施工腳手架體，不用來承擔支模，架體搭設高度約18米，無需計算，按常規搭設即可。其基礎設定在橋墩及河底灘上，經過開挖澆灌混凝土處理後，採用貝雷架作施工架體的搭設平台，在其上搭設施工腳手架。
2.工藝流程
平整開挖河灘→澆灌貝雷架基礎一→組裝搭設貝雷架支墩→河流中部滿搭設貝雷桁架梁→搭設施工用滿堂腳手架體→搭設剪刀撐等構造連線措施→鋪施工用腳手架板→掛安全水平網及密目網→檢查驗收。
3.架體的搭設
（1）搭設要求：立桿橫、縱間距1.5米，步距1.5米，在搭設滿堂腳手架時，其立桿下鋪設250毫米×50毫米的通長木板。
（2）桿件：搭設時立桿間距垂直度不應大於架高的1/200，相鄰兩根立桿的接頭應錯開500毫米，並力求不在同一步上。各桿件相交伸出的端頭，均應大於100米，以防止桿件滑脫。內外立桿加設掃地桿。
（3）剪刀撐：剪刀撐與地面夾角為60度，每隔3步5根布設一組剪刀撐，剪刀撐除兩端用旋轉扣件與腳手架的立桿扣緊外，在其中間應增加2~4個扣節點，搭接長度1米用3個旋轉扣件與腳手架的立桿扣緊。
（4）腳手板：所有操作層滿鋪腳手板，側邊鋪設一塊腳手板作為擋腳板。對接頭處鋪設的腳手板，其接頭下面設兩根小橫桿。
（5）掛網處理：所有外露面均滿掛密目網及苫布封閉，在操作層底部掛大眼水平網。
4.外架拆除
（1）外架拆除順序，應為先搭的後拆，後搭的先拆。
（2）根據工程實際情況，如腳手架採取分段式分立面拆除時，不拆除的腳手架兩端應先設連結桿及斜向橫撐。
（3）腳手架拆除應注意成品保護，不得損壞已施工完的橋面。
（4）各構件必須及時分類放置，扣件裝袋運出，嚴禁拋扔，鋼管由人工傳至地面，不得在外架上集中堆放。
二、植筋施工
1.施工工藝流程：定位→鑽孔→清孔→鋼材除銹→錨固膠配製→植筋→固化、保護→檢驗拉拔試驗。
2.施工要點
（1）定位
按設計要求標示鑽孔位置、型號，若孔位碰到基材上已有鋼筋，鑽孔位置可適當調整。但均應植在箍筋內側（對梁、柱）或分布筋內側（對板），且鑽孔可儘量靠近欲接長的已有鋼筋（力傳遞效果更好）。
（2）鑽孔
①鑽孔採用電錘鑽成孔，如遇鋼筋宜調整孔位避開。
②鑽孔孔徑d+4~8毫米（小直徑鋼筋取低值，大直徑鋼筋取高值，d為鋼筋、螺栓直徑）。
③當基材強度等級不低於C20，對HRB335（Ⅱ級）、HRB400、RRB400（Ⅲ級）級螺紋鋼筋，Q235、Q345級螺栓和5.6級螺桿，鑽孔孔深15d，單根拉拔試驗錨固力一般大於鋼材屈服力值。對無螺紋（即光圓）鋼筋或螺桿，鑽孔深度宜再增加5d以上。
④實際鑽孔深度可參考15d的基準，根據實際所需錨固力大小，並考慮構造長度要求，按照《混凝土結構加固設計規範》GB 50367-2006計算確定。
（3）清孔
①鑽孔完畢，檢查孔深、孔徑合格後將孔內粉塵用壓縮空氣吹出，然後用毛刷、棉布將孔壁刷淨，再次用壓縮空氣吹孔，應反覆進行3~5次，直至孔內無灰塵碎屑，最後用棉布蘸丙酮拭淨孔壁，將孔口臨時封閉。若有廢孔，清淨後用植筋膠填實。
②鑽孔孔內應保持乾燥。
（4）鋼材除銹
鋼材錨固長度範圍的鐵鏽、油污應清除乾淨（新鋼筋、螺栓的青色氧化外皮也應除去），並打磨出金屬光澤，採用角磨機和鋼絲輪片速度較快。
（5）錨固膠配製
①LYJGN®植筋膠為A、B兩組分，配膠宜採用機械攪拌，攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可採用電錘鑽頭端部焊接十字形Φ14鋼筋製成。少量（指0.5千克以內）也可用Φ6、Φ8細鋼筋棍人工攪拌。（注意：如僅用膩刀拌合，不能保證攪拌均勻。）
②取潔淨容器（塑膠或金屬盆，不得有油污、水等雜質）和稱重衡器按配合比混合，並用攪拌器攪拌10分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌，儘量避免混入空氣形成氣泡。
③膠應現配現用，每次配膠量不宜大於5千克。
（6）植筋
該工程所植結構加固用筋，還用作吊模加固（焊）螺栓。
①垂直孔植筋將膠直接流、搗進孔中即可。
②水平孔植筋可用Φ6細鋼筋配合托膠板（乾淨木板）往孔內搗膠，也可讓施工人員戴好皮手套，將配好的膠成團塞、搗進孔內。
③倒垂孔植筋請選用高觸變型植筋膠，該膠不流淌，可成團塞、搗人孔。
④鋼筋、螺栓可採用旋轉或手錘擊打方式入孔，手錘擊打時，一手應扶住鋼筋或螺栓，以保證對中並避免回彈。若先將一較短電錘鑽頭端部焊接6毫米厚小鐵板，然後將電錘功能調為衝擊狀態，利用電錘的持續衝擊力，可克服植筋膠的阻力，快速無回彈地將鋼筋送至孔底。大量或大直徑植筋推薦採用該方式。
⑤錨固膠填充量應保證插入鋼筋後周邊有少許膠料溢出。
（7）固化、保護
①植筋膠有一個固化過程，日平均氣溫25攝氏度以上12小時內不得擾動鋼筋，日平均氣溫25攝氏度以下24小時內不得擾動鋼筋，若有較大擾動宜重新植。
②LYJGN®植筋膠在常溫、低溫下均可良好固化，若固化溫度25攝氏度左右，2天即可承受設計荷載；若固化溫度5攝氏度左右，4天即可承受荷載，且錨固力隨時間延長繼續增長。
（8）檢驗
植筋後3~4可隨機抽檢，檢驗可用千斤頂、錨具、反力架組成的系統作拉拔試驗。一般載入至鋼材的設計力值，檢測結果直觀、可靠。
三、模板工程
1.情況介紹
模板是施工過程中的臨時結構，依靠它控制結構物尺寸的精度，直接影響工程質量、施工進度和工程造價。模板必須具有足夠的強度、剛度和穩定性，能可靠地承受施工過程中可能產生的各項荷載。同時模板應便於製作，裝拆容易，施工操作方便，保證安全。
2.施工工藝及要點
材料選用→受力分析→焊接吊桿→放樣加工模板→模板支設→加固模板→支設澆灌及觀察孔模。
（1）材料選用：模板採用膠合木板加工製作。每片膠合木板尺寸為2.44米×0.6米。用斷面為100毫米×50毫米的方木作方格骨架，膠合板固定在方格骨架上，方木方格骨架作為模板的肋。模板沿拱跨度方向和橫向分塊，製作成獨立單元塊件，安裝時拼裝成整體拱形模板。模板板面應光滑平整，接縫嚴密，模板縫隙用泡沫塑膠填塞，並注入801膠水，以確保密封可靠，灌注混凝土時不漏漿。
（2）受力分析：
絲桿受力計算：絲桿數量：19×101=1919根。模板重量：（900平方米×0.03米+0.1米×0.06米×11米×50）×900千克/立方米=27270千克。鋼管重量：11米×100×3.5千克/米=3850千克。混凝土重量：90立方米×2500千克/立方米=225000千克。其他附加荷載：5000千克。每根絲桿承受的重量：（27270+3850+225000+5000）千克/1919=136.07千克。每根絲桿承受拉力的能力由試驗確定。絲桿與植筋的焊接試件送試驗室作拉力試驗，其抗拉強度為：30千牛，故滿足該方案強度要求。
（3）在拱圈植筋上焊接鋼製絲桿，絲桿間距600毫米。
（4）測量放樣，根據原有拱的矢跨比（該項目為1/5）放樣出截面加大後的拱圈弧度及弧與玄的距離利用螺帽固定。從而確定了自流平混凝土的厚度。
（5）絲桿固定拱腹模板。在拱腹模板的方木肋條上開圓孔，方木肋條兩側布鋼管，絲桿穿過圓孔，加蝴蝶扣、螺帽，將鋼管連線在絲桿上，以固定拱腹模板（具體做法見模板構造詳下圖1）。為了施工安全，在拱下位置絲桿進行加密，間距採用300毫米（具體做法見植絲桿詳下圖2）。
（6）觀察孔及入料孔的設定
根據拱實際情況設定觀察孔及入料孔，每排（縱、橫向）觀察孔為300毫米×300毫米，四周邊間距為1米、中間間距為2米設定觀察孔和人料孔，以觀察自流平混凝土的澆築情況。考慮到混凝土的整體密實性和模板的密實性，觀察孔和入料孔設定為同一孔洞。
四、混凝土灌注工程
1.情況介紹
由於是在原拱腹下面加厚拱圈，若採用一般混凝土，灌注和振搗都很難進行。因而加固拱圈混凝土採用HUAYU-45建築結構加固料，這是一種流動性很好、不需振搗、強度很高的材料，稱之為自流平混凝土。
2.工藝流程及施工要求
澆灌方法的選擇→澆灌線路確定→混凝土攪拌及輸送設定→各班組分工與配合→澆灌控制要點→養護→拆模→吊桿拆除及處理。
（1）經研究採用拱下（橋墩兩側斜面）模板上開窗灌注與拱上開孔灌注相結合。施工過程處於可觀察、可控制、可連續順利進行狀態。拱圈混凝土灌注應遵循兩側對稱同步進行的原則。工人24小時三班倒，人息機不停、一氣呵成、連續灌注的方法。
（2）在拱下模板上開窗灌注靠近拱座的傾斜段的混凝土，在原主拱圈頂部開孔灌注拱頂接近水平的段落的混凝土，先拱下灌注、後拱上灌注相結合的方法完成加固拱圈混凝土的灌注。拱腹模板上開窗位置和數量，從減少混凝土流程和加快進度兩方面考慮。灌注時，混凝土料斗可安置在橋面上，自流平混凝土通過膠管通向灌注視窗，灌注混凝土。
（3）機械設備的設定
在橋面上設定四台滾筒式攪拌機，（橋的左幅和右幅各設定兩台，在攪拌機旁設定蓄水池或者蓄水桶）設定專用的下料通道和上下行人通道和足夠的照明設施。
（4）各班組分工與配合
在出料端和接料端設定接料斗以及施工操作平台。操作人員分為三組：制料班組、運料班組、澆築班組。
①制料班組：在橋面的人行道上對材料進行製作，並負責通過出料斗運至接料斗（出料斗和接料斗採用特製溜槽連線）。
②運料班組：在施工平台中操作，負責從接料斗處運至澆築位置。
③澆築組：在施工平台中操作，負責澆築自流平混凝土並時刻觀察混凝土密實程度和模板有無漏漿情況。
（5）澆灌控制要點
①必須按照廠方提供的技術要求拌合，特別要注意加水量的控制（12%~14%），以保證混凝土的流動性和強度。加水量的控制根據設計加水量和每罐材料用量，稱量出每罐需加水量並用專門的容器進行度量。
②在澆築過程中派專職的觀察員通過預留的觀察孔對自流平混凝土的密實程度進行觀察。如發現有流動不通或發現密實度不好的地方可以用木製榔頭輕擊模板。
③當澆築至橋面預留孔洞時應繼續澆築，待橋面預留孔洞冒濃槳後方可停止澆築。當澆築至預留孔洞或觀察孔的時候，應採用已經準備好的斜口（下端300毫米×300毫米、上口310毫米×310毫米）模板將孔洞封閉。檢查封閉牢固、不漏漿後方可繼續澆築。
④在混凝土灌注過程中，模板工程必須派專人值班，應備齊工具和維修模板的材料；認真觀察模板在施工過程中有無變形、下墜、漏漿現象，發現問題，立即採取措施，對模板進行加固、修補，保證混凝土灌注施工順利進行。
（6）混凝土澆築完後應連續濕潤模板3天以上，隨後養護至設計強度。
（7）模板的拆除：待模板養護至設計強度的80%時方可脫模。在拆模時按照先支後拆、後支先拆的原則。拆後的模板和材料應及時轉運，不得長期堆放在腳手架及施工平台上並且堆放高度不得超過1米。
（8）預埋絲桿的處理：拆模後把吊模施工用的預埋絲桿，採用手砂輪切割，切割完後，對絲桿頭用5毫米細篩對加固料進行篩選，篩余的細料按照12%加水的配合比拌製成砂漿對絲桿頭進行封堵。
材料設備
《拱橋加固施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、材料
1.混凝土選用HUAYU-45建築結構加固料，自密型免振混凝土。
2.鋼筋必須符合《鋼筋混凝土用鋼》GB 1499.2-2007的規定，鋼筋的規格型號等必須滿足設計要求，鋼筋要有出廠合格證、檢驗報告和力學性能複式檢驗報告。
3.所用型鋼應附質量證明書，並符合設計檔案的要求，如對材質有疑議時，應抽樣檢查，其結果應符合國家標準的規定和設計檔案的要求方可採用。連線材料（焊條、焊絲、焊劑、高強度螺栓、精製螺栓、普通螺栓及鉚釘等）均應附有質量證明書，並符合設計檔案的要求和國家標準的規定。嚴禁使用藥皮脫落或焊芯生鏽的焊條、受潮結塊或已燒過的焊劑及鏽蝕、碰傷或混批的高強螺栓。
二、機械及設備
1.土方開挖：挖土機、裝載機、自卸汽車。
2.混凝土施工設備：混凝土振動器、混凝土攪拌機、混凝土運輸泵。
3.加固用主要機具：電錘、風鎬、空壓機、角磨機、攪拌器、衡器。
4.監測系統：水準儀、經緯儀、測力儀表、對講機、播音設備。
5.其他設備：汽車起重機、混凝土切割機、空心壓縮機、風錘、電焊機、鋼筋切割機、鋼筋調直機、鋼筋彎曲機、萬能桿件、貝雷梁。
質量控制
《拱橋加固施工工法》的質量控制要求如下：
一、有關標準、規範（下圖）。
該工法應滿足的有關標準、規範
二、質量保證措施
1.技術人員認真堪察現場情況，熟悉設計圖紙，並認真向施工班組交底。針對每道工序，嚴格檢查監督，認真落實工程“三檢制”，與時俱進地做好各種工程材料的填報與簽字確認工作。
2.做好原材料檢驗，合格方可使用。針對質量通病編制出切實可行的糾正和防治措施。各項施工及原始檢查記錄，及時整理、記錄、時歸檔。
3.施工過程中，必須嚴格按照鋼筋施工工藝標準、混凝土施工工藝標準及鋼結構施工工藝標準中質量保證措施執行。
安全措施
採用《拱橋加固施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、遵守《施工現場安全技術操作規程》和地方有關施工現場安全生產管理規定。
二、認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針及國家有關規定、條例，結合工程的具體特點，組織成立以項目經理全面負責、專職安全員、班組長及用電負責人組成的安全生產領導小組，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。確保全全生產目標的實現。
三、認真落實安全生產崗位責任制、交底制和獎罰制。每道工序施工前必須逐級進行安全交底，並全面落實。對特殊工種人員，必須持證上崗，對違章作業造成事故的追究當事人直接責任。
四、混凝土澆築施工作業中，要注意觀察模板、吊植及支架等有無過大變形或鬆脫現象，發現問題，應及時處理。
五、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規定執行。使用的手持照明燈應採用36伏的安全電壓。現場臨時用電按規範要求接駁，不允許違章用電。為確保全全，在施工現場布置足夠的照明燈光，警示標誌，圍護設施。
六、該工程施工在河流上空的高架上作業，對腳手架的穩定性、牢固性應仔細認真檢查，確保全全。腳手架四周及腳手架下方均應安裝防護網。施工人員必須系安全帶、戴安全帽、戴防護手套。避免人員失足墜落受傷，避免墜物傷人，避免加固料對手的腐蝕傷害。在拱腹模板的安裝和拆除及運輸過程中，應注意安全。
七、各類房屋、庫房、料場等消防安全距離做到符合公安部門的規定，室內不堆放易燃品；嚴格做到不在木工加工場、料庫等處吸菸；隨時清除現場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。
八、氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂。乙炔發生器有防止回火的安全裝置。
九、電纜線路應採用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規定要求進行外，將其布置在專用電桿上。配電設施的金屬外殼應有可靠的保護線連線，移動式電動工具及手持電動工具的保護線必須採用銅芯軟線，並應採用高靈敏的漏電保護裝置。
十、施工現場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，並完善各種安全標識。
環保措施
《拱橋加固施工工法》的環保措施如下：
一、成立施工環境衛生管理機構，在施工過程中嚴格遵守國家和地方的有關法律、法規，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守防火及廢棄物處理的規章制度，做好交通疏導，充分滿足便民要求，隨時接受相關單位的監督檢查。
二、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。
三、設立專用排水溝，對施工污水進行有序集中排放，認真做好無害化處理，從根本上防止施工污水污染河流等。
四、定期清運施工棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，施工污水除按環境衛生指標進行處理達標外，還應按當地環保要求到指定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處置。
五、優先選用環保機械。杜絕混凝土運輸車輛遺灑以減少環境污染，混凝土運輸車輛進出大門時必須清理乾淨。
效益分析
《拱橋加固施工工法》的效益分析如下：
一、隨著5·12汶川大地震的災後重建與修復，該工法為避免該橋樑的拆除，最大限度地保存該橋的特點及歷史原貌，為橋樑修復提供了新的方法。
二、該橋樑加固施工技術將橋樑的造價降到了最低，施工期最短，恢復通車時間最快，對橋樑本身結構影響較小，對鄰近相鄰橋段及周圍環境無影響。為災後重建順利打通了道路，加快了災區經濟建設，為老百姓生活提供了便利的交通。
三、橋樑補強加固技術節省能源、成本低、省工省時，據統計，橋樑加固所需費用約為拆除重建費用的30%，還減少拆除引起的環境污染。
四、該工法在橋樑加固過程中，採用了貝雷架與普通鋼管腳手架系統相結合，縮短了施工工期。
套用實例
《拱橋加固施工工法》的套用實例如下：
中太建設集團股份有限公司與鵬達建設集團有限公司援建的四川平武縣飛龍大橋加固改造項目於2009年6月20日開工，2009年12月20日竣工，在2010年元旦順利通車。該項目投資近1700萬元，是河北省援建四川平武縣110個建設項目之一，也是平武縣城災後重建路網規劃的最重要的橋樑。
平武縣飛龍大橋始建於1986年，是一座26孔多跨上承式圬工拱橋，橋樑橫跨涪江兩岸，全長487米，是平武縣2009年前城區惟一一座可供機動車通行的橋樑，也是平武縣城出入綿陽及九寨溝的重要交通節點。在5·12汶川大地震中，大橋橋樑損壞嚴重，不能正常使用，需維修加固後才能投入使用。經加固補強後，使用後未發現任何質量問題，證明加固後的承重性、穩定性良好，工程加固成功。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《拱橋加固施工工法》被評定為中國國家二級工法。
