北外环大桥维修加固方案设计说明.doc

巢湖市2017年度市政大中修工程项目 QS-1北外环大桥维修加固工程方案设计说明安徽国顺交通咨询设计有限公司一、桥梁概述 北外环大桥位于巢湖市北外环路上，长江西路与皖维路之间，跨越巢湖石油分公司运输铁路线及巢湖北路。该桥为行人和车辆通行桥，目前交通状况较为繁忙，且有较多重车通行。 图1为该桥的地理位置示意图。 图1 北外环大桥地理位置图该桥为东西走向的双向 6 车道连续箱梁桥，桥梁全长778.0m，分为独立的南、北两幅，两幅桥间净距为0.75m，南幅桥共31跨，跨径组合为： 325.0m+26.0m+30.0m+26.0m+20.0m+2425.0m，北幅桥共32跨，跨径组合为： 325.0m+26.0m+30.0m+26.0m+20.0m+1525.0m+15.0m+20.0m+25.0m+15.0m+625.0m。图2为北外环路大桥桥面实景图，图3为北外环路大桥侧面实景图。北幅桥主桥27#-29#跨、南幅桥26#-28#跨上部结构为单箱多室等截面连续箱梁，其余均为 3-7 跨一联先简支后连续的小箱梁，小箱梁底宽为1.0m，中心距为3.1m，下部结构采用桩柱式桥墩、轻型桥台，连续箱梁下设盆式橡胶支座，小箱梁下均设板式橡胶支座。南、北两幅桥桥面总宽均为 15.8m，桥宽布置均为： 0.6m 防撞护栏+14.6m 车行道+0.6m防撞护栏。桥面铺装为沥青混凝土铺装层，桥面两侧采用 1.1m 高的混凝土防撞护栏。 图2 北外环大桥桥面实景图 图3 北外环大桥侧面实景图二、设计采用的规范及标准1、城市桥梁设计准则（CJJ69-93）；2、城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）；3、公路桥涵设计通用规范（JTGD602015）；4、工程结构加固材料安全性鉴定技术规范（GB 50728-2011）；5、裕溪路跨巢湖大桥检测报告 （2015年-2017年）；6、城市桥梁养护技术规范（DBCJJ99-2004）；7、其它相关技术标准和规范。三、桥梁主要病害1、伸缩缝被砂石堵塞，局部橡胶止水破损（见图4），南、北幅桥面各跨泄水孔均有不同程度的堵塞现象（见图5），泄水孔堵塞不利于桥面排水，栏杆变形（见图6）,防抛网竖杆局部锈蚀（见图7）, 桥面防撞护栏每跨均有钢筋外露锈蚀现象（见图8）。2、箱梁底面砼破损，钢筋外露锈蚀（见图10），湿接段存在横向裂缝，并伴有渗水淅白（见图10、11）。3、南幅31#桥台两侧渗水，其他墩盖梁处渗水（见图11），部分支座发生剪切变形，但剪切变形角度较小（见图12） 图4 伸缩缝堵塞、止水局部损坏 图6 桥面泄水孔堵塞 图7栏杆变形 图8防抛网竖杆局部锈蚀 图9防撞护栏钢筋外露锈蚀 图10箱梁底面砼破损，钢筋外露 图11湿接缝横向裂缝 图12湿接缝渗水析白 图13桥台两侧渗水图13支座剪切变形没写四、桥梁评估：通过分析本桥的技术状况，按照城市桥梁养护技术规范（CJJ 99-2003）关于桥梁技术状况评定标准进行评定，该桥当前的技术状况总体评定为B级（良好状态）。五、维修方案此方案主要包括：桥面铺装改造，栏杆更换，伸缩缝更换，梁底病害修复等。1、桥面系及排水改造（1）将原桥面铺装破损处铲除至梁板顶面，重新铺一层直径为10mm，间距为1010钢筋网，表面处理后分别采用防水砼和改性沥青砼层对全桥桥面重新铺装。（2）桥面砼采用C40防水砼。双向横坡1.0%，砼厚度817cm。（3）原桥的泄水孔堵塞及管盖缺失在施工中进行清理和修补。2、栏杆更换对防撞墩上变形的栏杆进行拆除更换，对防抛网竖杆局部锈蚀处应先清除表面的浮锈，在涂刷新的油漆。 3、梁板病害处理（1）对混凝土存在松散、破碎、剥落、钢筋锈蚀膨胀引起保护层破损等缺陷部位以及钢筋外露区域，可采用人工凿除法、气动工具凿除法或高速射水法将该处松散、破损、污损的混凝土清除干净，直至露出坚硬密实的基面，同时应注意保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等物资；（2）对于缺陷深度l0cm，面积(10cm10cm)时，混凝土表面要凿成方波型和锯齿状，且凿至坚实层，判断的标准是以能够看见新鲜混凝土粗骨料为宜；（3）清理混凝土病害部位时注意不要损伤梁体原有钢筋(尤其是主筋)；（4）在混凝土表面破损清理完毕后用钢刷清除钢筋表面的浮锈；（5）对钢筋锈蚀区域，应清除掉混凝土表面的油污、油脂、蜡状物等有机污物。（6）在混凝土破损区域的清理完成后以及钢筋防锈、除锈处理工作完毕后按照桥梁维修养护相关规定及要求，采用环氧砂浆对破损区域进行修补，要求修补后结构表面平整密实；（7）所用环氧砂浆应具有较低的膨胀系数、收缩率和放热温度，并且还应具有较高的粘结力、硬度及抗冲击性能，环氧砂浆的配合比根据试验确定；（8）修补区域如处于潮湿状态，应采取相应措施使修补位置保持干燥，或选用能在潮湿状态下施工的材料，确保修补质量；（9）应根据材料物理化学特性、修补厚度以及气候条件等因素做好养护工作。5、伸缩缝及桥面连续改造原伸缩缝锚固混凝土破损、型钢松动变形，此次维修为拆除伸缩缝型钢及砼，桥面铺装后预留槽安装C型D40伸缩缝，浇筑C40钢纤维砼，保证其平整度不超过3mm。原桥墩处2道伸缩缝砼局部破损，沥青嵌缝已损坏，本次维修为在拆除原有桥面铺装后，采用桥面连续铺盖原有伸缩缝。6、支座变形处理采用千斤顶顶升的方法更换损坏严重的支座，顶升前应先解除支座对应位置的桥面连续，凿除支座对应处桥面铺装层混凝土、断开连接钢筋，待更换完毕后再对桥面连续进行恢复六、.施工要点1 桥面铺装更换桥面铺装维修的主要工序如下1)凿毛：先用凿钻两用电锤钻凿除原桥面10cm厚混凝土铺装层，表面要求平整，局部要粗糙，且凿至坚实层。2)结合面处理：对凿毛表面进行清理、清洗，去处桥面浮浆和松散砼，保证面层无泥沙、无油污、无积水为使新旧混凝土有更好的粘结性，在凿毛混凝土面上涂抹一层胶结剂。3)植筋：保留现浇层顶面的剪力筋，并采用电锤钻TE钻孔、清孔并进行植筋；植筋规格为12，植筋孔径为14mm。植筋深度为12cm。植筋按梅花型布置，间距为30cm，若遇顶板钢筋或预应力筋阻隔，可适当调整位置。植筋应采用HILTI(喜利得)产品，其具体施工工艺见后。4)施工防水砼层：桥面铺设钢筋网规格为12，间距为10cm10cm的钢筋网,放置在植筋上面。钢筋网采用现场制作，钢筋网以绑扎为主，并辅以焊接固定。钢筋网要保证定位准确，设置在混凝土层中部，钢筋保护层厚度不得少于3cm，同时不允许出现钢筋网有局部下沉现象，钢筋网铺设完毕后浇注8cm厚C50防水砼层。5)施工沥青铺装层：在防水砼上面洒一层SBS改性乳化沥青，用量约为0.30.5L/m2，然后均匀的摊铺5cm厚改性沥青砼 (SMA-13)。2更换伸缩缝更换伸缩缝的具体实施工艺如下： 1)安装伸缩缝前应结合桥面铺装维修预留槽口：先凿除原桥面砼铺装层以及伸缩缝，在施工防水砼层时预留2cm作为更换伸缩缝的槽口，伸缩缝部位不需摊铺沥青铺装，使得预留槽口厚度为8cm。2)对预留槽口进行表面处理，表面要求平整，并清除杂物，用高压水冲洗，检查伸缩缝预留槽是否符合要求，不符合时应及时调整。3)在坑槽表面涂上一层防水底胶，然后正确的放置钢梁，调整好伸缩缝位置。4)伸缩缝正确就位后，在两侧凹槽内填充树脂粘结物，然后用泥刀抹平表面，使之与车道一致。5)伸缩缝施工完毕后应进行保养，保养期不小于3天，保养期严禁通车。6)伸缩缝的安装应在厂方技术人员现场指导下方可进行。3 裂缝修补实施工艺对结构上、下部存在的所有可见裂缝进行处理，对裂缝宽度w0.20mm且裂缝深度较小的细小裂缝可采用树脂封闭胶进行涂刷封闭处理，对于裂缝宽度w0.20mm的裂缝采用化学灌浆处理（参见图PM-07）。对于裂缝通过重新量测划分为两大类，并在现场做出标记。a、裂缝的表面封闭处理对于裂缝宽度小于0.20mm的裂缝，先用钢丝刷清除缝口表面面浆并打毛，若裂缝曾进行过修补，应清除裂缝表面的颜色较深的原补缝材料，然后用压缩空气吹尽缝口浮尘。用工业丙酮清洗缝口后，在裂缝对应位置涂刷34道裂缝封闭胶进行裂缝封闭。然后涂刷环氧水泥浆，以使修补后裂缝周边颜色尽可能与原砼颜色接近。裂缝封闭胶的性能应符合混凝土结构加固设计规范的要求。b、裂缝灌浆处理1)工艺流程：裂缝砼表面处理粘贴注浆嘴裂缝表面封闭密封检查配制裂缝灌注胶裂缝灌浆封口结束。2)施工要点：.裂缝砼表面处理：用钢丝刷反复刷裂缝表面左右2cm的砼直至表面浮浆脱落，用无油压缩空气除尘，用丙酮试剂擦洗表面。.粘贴压浆嘴：首尾各一个，中间缝宽则疏，缝窄则密，压浆嘴最大间距3050cm布置。在一条缝上必须有进浆嘴、排气嘴及出浆嘴。.裂缝表面封闭：用密封胶封闭裂缝表面，胶泥厚不小于1mm，宽度23cm。.密封检查：从最下或左的压浆嘴输入0.4 MPa无油压缩空气，相邻或右嘴排气时逐个关闭所有阀门，再沿缝附近涂刷肥皂水检漏；若有气泡冒出说明该处漏气，作好标记。用裂缝表面封闭胶对漏气的区域进行封闭，待达到强度后再气检，如此反复直至不漏气为止。 .按照供应商提供的产品说明书要求配制裂缝灌注浆，用低速搅拌器搅拌均匀。.裂缝灌浆：用0.2MPa无油压缩空气为动力缓慢起灌，当相邻嘴不夹气冒胶时关闭该阀,逐一排气冒胶关阀，直至最后一个阀。连通缝的裂缝灌浆在内侧灌胶外侧观测出胶情况，在灌胶时外侧压浆嘴出胶后由低到高逐个关闭阀门。.封口结束：待缝内浆液达到初凝而不外流时可拆下注浆嘴,再用封闭胶抹平封口。待胶材固化后涂刷环氧水泥浆，以使修补后裂缝周边颜色尽可能与原砼颜色接近。3)材料要求：砼裂缝修补用灌浆料应具有优异的渗透性能、良好的粘结性能，为保证质量，应采用进口优质改性环氧树脂类裂缝灌注胶，性能应符合混凝土结构加固设计规范（GB 503672006）的要求，其安全性检验指标须符合表1的要求。表1 修补裂缝用聚合物水泥浆料基本性能指标检验项目性能指标浆体性能抗拉强度（MPa）20抗压强度（MPa）50抗折强度（MPa）30受拉弹性模量（MPa）1500起始粘度（cp）550注浆料与砼的正拉粘结强度（MPa）2.5，且为砼破坏4)裂缝修补材料与施工质量的检验与验收.施工开始前，应由监理及业主确认裂缝表面封闭胶和灌注胶等产品合格证、产品质量检验报告，各项性能应满足性能指标表的要求。当工程的裂缝灌浆量大时，应作一组试样进行拉伸剪切强度检验。.施工质量检验与验收：灌浆结束后,应检查补强效果和质量。凡有不密实或重新开裂等外观不合格情况，应及时采取补灌等补救措施，确保工程质量。应在裂缝灌注胶达到完全固化期时，立即钻取芯样进行内在质量检验。芯样检验应采用劈裂受拉试验方法。当试验结果符合下列条件之一时判为合格：1）沿裂缝方向施加的劈力，其破坏应发生在砼内部（即内聚破坏）；2）破坏虽有部分发生在界面上，但这部分破坏面积不大于破坏总面积的15%。4 植筋工艺a、工艺流程：钻孔清孔孔干燥孔除尘钢筋及孔表面处理注胶插筋固定养护。b、施工要点：1)钻孔。 在钻孔前剔凿掉装饰层，露出结构基层。 根据结构竣工图或钢筋探测仪器（如Fs-10）普查原有混凝上结构内钢筋分布情况，并标记于结构表面。 按设计图纸要求在施工面划定钻孔锚固准确位置、孔径。如与原结构内部钢筋所在位置有冲突，则将植筋位置作相应调整，以避免在结构开孔时损伤结构内部钢筋，尤其是预应力筋不能损伤。 钻孔。根据钢筋直径、钢筋锚固深度要求选定钻头和机械设备，本次植筋工程全部采用冲击钻，钻孔按要求一次钻到规定深度。2)孔洞处理。清除孔内集水，异物等，可采用风机加导管伸人孔内吹净。视孔内干燥程度采用自然风干或用加热杆烘干，以不向外排放热气为准。用棉丝擦去孔内粉尘，用丙酮清洗孔壁。3)钢筋处理。对于钢筋的锈蚀部分，应用砂纸先打磨除锈，至露出金属光泽为止。钢筋锚固部分用丙酮清洗干净，成一定批量后经验收合格，方可使用。4)注入喜利得RE500植筋胶。5)插筋。将处理好的钢筋插入孔中，放入时缓慢转动钢筋，让孔与钢筋全面粘合，然后用堵孔胶堵口。放人钢筋时要防止气泡发生。全部过程所耗时间应小于粘结剂初凝时间，否则应清除粘结剂，重新进行清孔等工序。养护。在常温下自然养护，养护期间不应扰动，一般3天可