芝峰一桥加固工程实践
芝峰一桥位于省道秀里线K496 368处，为石拱桥，全桥长34m，净跨10m，桥台高14m，桥宽9m，矢跨比为1/2.该桥于1996年7月竣工后，即发现桥台和主拱圈有裂缝，并及时进行了加固整治，后因整治效果不明显，于2002年7月再次进行加固整治，现就该桥病害发生发展情况和前后两次加固整治方案进行介绍。
2 早期病害发育情况及处治对策
2.1早期病害发育情况
该桥于1996年7月建成，在拆缺拱架时发现主拱圈顶部有微小纵向裂缝，经仪器观测：两桥台基础均有不同程度下沉，且同一桥台上下游下沉较均匀；其中建宁台平均下沉1.6cm，江西台平均下沉1.0cm，两台沉降差为0.6 cm；两桥台开始出现细短裂缝。一周后再次观测结果：两桥台基础下沉明显，建宁台平均下沉4.25 cm，江西台平均下沉3.3 cm，一周内累积平均沉降差为：建宁台2.65 cm，江西台2.2 cm.此时，主拱圈中部裂缝已发展为纵向贯通裂缝；建宁台前墙中部原细短裂缝也贯通至基础底部；前墙两侧位于前墙与侧墙结合部自下而上发现各有一条短细垂直裂缝；江西台前墙中部起拱线有一粗料石被拉裂。三天后又一次观测结果：两桥台继续下沉，建宁台平均下沉达4.95 cm，江西台平均下沉4.3 cm，主拱圈与两桥台裂缝情况与前次观察结果基本相似，未发现有较大变化。
2.2原因分析
（1）两桥台基础均有不同程度的下沉，但下沉大致均匀，由此产生主拱和桥台的裂缝；同时由于两台背的高填土所产生的土侧压力，加强了主拱圈和桥台裂缝的延伸与分离，目前该桥已形成两个半桥
（2）两桥台侧墙未发现有裂缝，说明圬工砌体的工艺与质量是符合要求的。
（3）设计尺寸与标准图不符，未作特殊设计的前提下，将桥台前墙厚度减少60 cm（与标准图比照）；两桥台地基承载力未说明，桥台地基土持力层的承载力无理论或检测依据。
2.3处治对策
（1）减载：调整纵坡至平坡，并隆低拱上填料高度，原则上包括路面厚度在内拱顶填料不超过50 cm厚。
（2）加固：在裸拱拱顶沿顺桥向两侧各3.5 cm范围内全幅9 m宽浇筑钢筋砼套拱加固。钢筋布置横桥向为主筋ф16螺纹钢，间距25 cm；顺桥面为分布钢筋Ф8圆钢，间距25 cm，套拱砼厚度20 cm，设计标号为C25.
（3）继续观测，跟踪处治效果。
3 近期病情况及加固方案
由于采取了上述早期加固措施，该桥病害得到一定程度的遏制，但未从根本上解决问题。二OO二年六月以后，发现病害仍在发展，2002年7月再次组织会诊，决定采取；以桥内套拱、下设仰拱、框架支撑为主的方案进行加固，工程于二OO二年十二月完工，目前效果较好。
3.1近期病害情况
3.1.1主拱圈裂缝
该桥主拱圈两侧及中部有明显的纵向裂缝，两侧向裂缝沿起拱线向拱顶边缘斜向开裂，中部裂缝沿桥中心线开裂，缝宽由宽而细沿顺桥向（建宁-江西）发育不等，最大裂缝宽度位于建宁台起拱线处，侧向裂缝最大宽度3 cm，中部裂缝最大缝宽0.5 cm.
3.1.2桥台裂缝
（1）建宁台前墙两侧及中部均有垂直裂缝，两侧向裂缝大致沿桥台侧墙宽度自下而上垂直发育，并贯通，最大缝宽位于前墙底部；两侧缝宽发育不等，左缝宽0.5 cm，右缝宽2.5 cm；两裂缝之间前墙墙体外倾，底部最大外倾1.5 cm，有发展趋势并伴有下沉；中部纵向裂缝自上而下，缝长2.5 cm，缝宽0.3 cm，未贯通。
（2）江西台前墙两侧及中部均有竖向裂缝，位置与建宁台对称，裂缝自上而下发育，未贯通；缝长3 m，缝宽0.3 cm.
3.1.3河床冲刷
建宁台附近河床为主流方向，河床有严重冲刷现象，建宁台基础被局部冲刷。 3.2原因分析
3.2.1主拱圈裂缝产生的原因
该桥在卸拱后，主拱内力重新调整，同时作用两台背的高填土所产生的土侧压力共同起主拱圈裂缝的产生和分离（张开），并逐步延伸至桥台前墙中部（未垂直贯通）。
（1）经查，建宁台地基土质不均匀，该台后半部分地基土质为强风化泥质页岩，前半部分（主要是前墙基础位置）为粉质亚粘土；江西台地基土质为粉质亚粘土。由于建宁台地基土质明显不均匀，加之河床冲刷、桥台基础局部被淘空等影响，造成建宁台前墙的破坏。桥台地基土质不均匀，引起建宁台基底应力分布的不均匀，不均匀的基底应力分布引起基底应力重分布和应力集中，以及桥台的不均匀沉降。
（2）桥台高14m，台内填料为亚粘土，透水性差，且桥台侧墙未设置泄水孔，台内高填土产生的土压力的水平分力、土压力的垂直分力对桥台产生的附加应力、台内填土遇水膨胀产生的侧胀力等，加剧了桥台裂缝的发展，并由此向上延伸产生主拱圈两侧裂缝以及建宁台前墙局部自下而上顺桥向外倾变形。
（3）桥台前墙设计厚度不足（比标准图小60 cm），满足不了因基础下沉和土侧压力引起的剪切应力要求。
3.2.2全桥破坏的主要原因
从江西台前墙垂直裂缝自上而下未贯通的情况来看，均匀的粉质亚粘土基本满足经扩大处理后该桥基础承载力的要求；根据建宁台与江西台垂直裂缝发育的程度（是否贯通以及不同的宽度），建宁台本身的垂直裂缝发育情况（自下而上、下宽上窄，下部墙体伴有外倾），以及主拱圈裂缝发育情况（顺桥面自建宁台至江西台发展，前者宽后者窄）等情况表明：建宁台破坏是主动的，是加剧主拱圈裂缝发展的主要原因，即建宁台台内填土产生的土压力的影响，建宁台地基土质不均匀以及其基础长期受严重冲刷的影响是造成全桥破坏的最主要原因。
3.3加固方案
根据上述原因分析和桥梁的技术状况及交通状况，以"确保安全，注意美观，减少影响"为原则，采取|考试-大|桥内套拱、下设仰拱框架支撑为主，辅以桥台注浆加固地基，设置锚杆联结新旧拱圈，注浆封缝和填充两拱间隙，骑马钉箍缝等综合加固方案进行整治。
3.3.1内套拱及下仰拱框架支撑
（1）在桥内增设门型套拱，与仰拱联结成一体形成闭合框架，以约束垂直变形及顺桥向水平变形，仰拱既是上套拱基础，又是两台基础之间的异形支撑桥梁，以约束建宁台前墙外倾变形。
（2）门型套拱为40 cm厚C25钢筋砼，套拱净跨9.2m，与桥同宽，矢跨比与原桥一致为1/2.布设ф16间距为20 cm×20 cm的单层钢筋网。
（3）仰拱为30 cm厚C25钢筋砼，仰拱净跨9.2m，矢跨比为1/12.钢筋布置与上套拱相同，并在端头2m范围内进行加强，上套拱与仰拱搭按1m.仰拱底部下设20 cm砂垫层，垫层的深度与第一层基础底齐平，宽度10.2m，上铺30 cm厚浆砌片石层，宽度9.6m；仰拱两端下三角部分用C20砼填充。
3.3.2桥台基底注浆
针对建宁台地基土质不均匀所产生的不均匀沉降，对建宁台前半部进行基底注浆加固，以"人工造土"提高地基土的承载力。注浆压力不低于5MPa，水泥浆水灰比为1：0.4.首先在桥台外围1.5m处先注浆，深度3~5m，分里外两层，间隔50 cm交错进行，孔间距为50 cm，形成一道栏栅。待水泥浆达一定强度后（7d后），再对桥台基底土层进行注浆，二次注浆压力有明显提高时即可停止注浆。
3.3.3封缝和和套拱与旧桥的联结。
（1）沿桥台与拱圈的裂缝垂直方向每间隔50 cm采用Ф25骑马钉箍缝，并用1：2的水泥砂浆将裂缝表面封住，每隔20 cm留压浆孔，待封浆固结后，用水灰比1：0.8，沿裂缝方向以0.4~0.6 MPa的压力对裂缝进行压浆填充修补。压浆时，压浆孔的邻孔为排气孔，待排气孔冒浆后即可封住此两孔，然衙进行第三号孔的压浆，第四号孔为排气孔，依此类推，逐次注浆。
（2）为保证套拱与旧桥的联结在桥台与拱圈全范围内设置长73 cm、ф22锚杆。锚干孔间距为100cm按梅花型布置，锚杆嵌入旧桥体35cm，外露38cm，露出部分的端头与套拱钢筋网焊接。孔眼直径比锚杆大2cm，用40号膨胀水泥砂浆锚固。砂浆比例：水泥：砂：SH外掺剂=1：1.835：0.2，每m3水泥用量704kg.
（3）为保证新旧拱圈的结合紧密，在拱顶埋设ф60钢筋作为注浆预留孔，并注以水泥砂浆填充两拱间隙。
4 建议
总结该桥设计、施工和二次病害整治的经验，提出以下几点建议：
（1）桥梁设计中套用标准图，应特别注意其适用条件，超出适用条件范围的要做|考试-大|特殊设计，图纸中要说明适用条件详细内容，以指导施工。
（2）按图施工是原则，但施工人员应注意读图审图，了解设计者全部意图，并且尽可能在实施前发现其中错误，以把好设计的最后一道关。在施工中若发现与设计不符的情况应严肃对待，及时组织专家会诊，作出合理的变更。正确的设计，经严谨的施工方可成就优质的产品。
（3）在桥梁病害整治上，应注意充分了解病害，发生发展情况，并对其进行全面、系统的分析。找准原因，对症下药，才能从根本上解决问题。
（4）认真做好桥梁养护的经常性检查和定期检查，发现病桥倾进行特殊检查，分析病害发生的原因；对存在安全隐患的桥梁应及时进行加固设计与施工，恢复其技术状况，保证桥梁和行车的安全。同时应对加固效果进行跟踪观测，以便总结病危桥加固设计与施工经验。
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