设计说明--梁滩大桥

1、沙坪坝区梁滩大桥病害整治设计工程 施工图设计说明第11页 共11页一、前言受重庆市沙坪坝区公路养护段委托，重庆路威土木工程设计有限公司于2014年3月 接受了沙坪坝区梁滩大桥病害整治设计工程设计任务。施工图设计之前，我公司人员到现场进行了认真调查，对梁滩大桥现状进行了认真分析；参考了重庆市县道X713 凤回路沙坪坝区梁滩大桥（K5+830）定期检查报告，并同业主进行了沟通，确定了桥梁整治方案。二、设计依据及设计原则1、重庆路威土木工程设计有限公司与沙坪坝区公路养护段签订的勘察设计合同书。2、设计采用规范公路工程技术标准（JT B01-2003）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）公

2、路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）公路交通安全设施设计规范（JTG D81-2006）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范（JTG D622004）混凝土结构加固设计规范（GB 50367-2006）公路桥梁加固设计规范(JTG/T J22-2008)公路桥梁加固施工技术规范（JTG/T J23-2008）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）3、重庆市县道X713 凤回路沙坪坝区梁滩大桥（K5+830）定期检查报告陕西海嵘工程试验检测有限公司4、设计原则（1）维修加固后荷载等级维持原桥设计。（2）维修加固设计严格按照相关

3、规范进行。（3）维修加固设计应综合考虑技术可靠性、结构耐久性、后期养护方便和养护费用低廉等。三、工程概况梁滩大桥位于重庆市沙坪坝区县道X713凤回路K5+830处，跨越河流，是一座五跨预应力混凝土T梁桥。实测桥梁全长168.0m，桥宽9.0m，净宽7.0m，跨径组合5×30.0m。桥面横向布置：0.25m（混凝土栏杆）+0.75m（人行道）+7.0m（行车道）+0.75m（人行道）+0.25m（混凝土栏杆）。（见图1）图1梁滩大桥全貌图本桥上部结构为4片预制预应力混凝土T梁；马蹄宽0.4m，高0.28m，腹板高1.4m；全桥共7片横隔板，桥台上方各一个，两跨间设置5道横隔板；全桥支座

4、为板式支座。（见图2）图2梁滩大桥T梁及桥墩布置图本桥桥墩为混凝土结构，桥台为浆砌块石。桥墩采用双柱式桥墩，桥墩基础采用桩基础（见图3）；桥台采用重力式U型桥台，桥台基础采用明挖扩大基础（见图3）。图3梁滩大桥桥台布置图本桥桥面铺装材料采用水泥混凝土；两侧均设置1.15m高的钢筋混凝土栏杆和0.65m高的防撞栏杆，桥面设置有交通标志线、桥梁管养公示牌、限载限速牌、人行道、伸缩缝；未设置照明设施。（见图4）图4梁滩大桥桥面布置四、桥梁病害介绍,成因分析.(一)主要病害根据现场实地详细调查和重庆市县道X713 凤回路沙坪坝区梁滩大桥（K5+830）定期检查报告介绍，梁滩大桥存在以下病害：1. 0#

5、、5#桥台侧墙均出现贯通裂缝。（见图5、图6）图5 0#桥台裂缝图6 5#桥台裂缝2.T梁马蹄出现破损与露筋。（见图7）图7 T梁露筋破损3.第五跨T梁橡胶支座横向剪切变形破坏。（见图8）图8 橡胶支座剪切破坏4.大量人行道栏杆出现破损、露筋。（见图9） 图9 栏杆破损5. 全桥伸缩缝的伸缩装置内有泥土填塞，影响伸缩装置正常工作；由于前墙出现位移，伸缩量已减小，不能满足桥面伸缩要求。（见图10）图10 伸缩缝破损6. 桥面混凝土铺装局部出现纵横向裂缝，裂缝宽0.1-0.2mm。7. 0#、5#桥台搭板均有跳车现象，台后混凝土路面有沉降及断板现象。(二)成因分析上部结构本桥修建于2004年，随着

6、使用年限的增加，桥梁表面风化，砌缝砂浆脱落。栏杆混凝土破损主要是由于混凝土强度不足加上自然剥蚀和碰撞所致；梁体破损露筋主要是钢筋保护层厚度不足加上自然剥蚀所致；主梁开裂主要是使用年限增加，加之车辆超载等原因导致面层混凝土的开裂；梁体马蹄面局部混凝土浇筑不密实、坑洞主要是施工、拆模缺陷导致；桥面铺装出现局部裂缝是由于使用年限增加，加之车辆超载等原因导致。下部结构桥台台帽以上侧墙及前墙裂缝，是由于浆砌块石砌缝砂浆强度偏低，且侧墙和前墙尺寸过小，导致车辆冲击荷载长期作用下，前墙发生位移，拉动侧墙剪切破坏，产生裂缝。附属结构支座的剪切破坏是由于板式橡胶支座的老化，以及支座尺寸选择偏小所致，同时超限车辆

7、的增加也有一定影响；桥台台后跳车现象是由于台后填土不密实，出现沉降，导致混凝土板断裂引起；伸缩缝破损是由于前墙发生位移，导致伸缩装置变形及宽度缩小，且长期清理不到位，缝内被垃圾及灰尘填塞。本次整治的重点是：(1)对桥台前墙及侧墙进行处置，拆除台帽以上的部分，采用C30混凝土重新浇筑，增大尺寸，提高前墙及侧墙的刚度及强度(2)采用环氧树脂砂浆修补T梁马蹄。(3)更换第五跨T梁的板式橡胶支座。(4)对破坏严重的栏杆栏板进行更换，对破损不严重的栏杆栏板采用环氧树脂砂浆进行修补。(5)更换0#桥台及5#桥台伸缩缝。(6)对桥面裂缝进行修补。(7)重新回填拆除部分的台后填料，浇筑搭板。(8)0#桥台及5

8、#桥台台后10m范围的混凝土路面板拆除重新浇筑。五、材料及要求1.普通钢筋及钢材1.1钢筋及接头连接设计普通钢筋采用HRB400和HPB300，抗拉设计强度分别为330MPa、270MPa。主要受力钢筋采用HRB400，其它分布钢筋采用HPB300。钢筋的主要技术性能必须符合国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499.2-2007）、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 1499.1-2008）的有关规定。1.2钢材及焊接设计用钢板除特殊规定外，均采用普通碳素结构钢Q235q，其技术性能必须符合国家标准碳素结构钢(GB/T700-2006)和桥梁用结构钢（GB/T714-2008）的规定。焊接

9、钢材应满足可焊性要求。钢结构焊接材料应按如下要求采用：1）焊接材料应结合焊接工艺，通过焊接工艺评定试验进行选择，保证焊缝性能不低于母材，工艺简单，焊接变形小；焊条应采用低氢型焊条，焊丝应采用药芯焊丝；相关材料均应符合相应的国标要求。2）CO2气体保护焊的气体纯度应大于99.5%。2混凝土2.1混凝土混凝土应采用高品质的强度等级为52.5和42.5的硅酸盐水泥，所用砂、石料、水的技术质量必须符合公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）有关条文规定。混凝土粗骨料应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产的坚硬碎石，最大粒径不宜超过2cm。混凝土细骨料应采用中粗砂，不得采用细砂，不宜采用机

10、制砂。混凝土的抗压、抗拉强度及弹性模量等指标必须满足相应强度等级的混凝土的要求。2.2耐久性基本要求为提高结构耐久性，混凝土须满足以下基本要求：最大水灰比0.5，最小水泥用量为300kg/m3，最大氯离子含量为0.15%，最大碱含量3kg/m3。2.3混凝土外加剂建议拌制混凝土过程中掺入适量的混凝土外加剂，如减水剂、防水剂等，但混凝土拌和中应慎用早强剂。但外加剂的掺用必须符合国家标准混凝土外加剂（GB 8076-2008）和混凝土外加剂应用技术规范（GB 50119-2003）的规定。六、设计要点由于无该桥竣工图，桥梁部分尺寸及工程量为经验取值，具体尺寸应以施工时现场测量尺寸为准，工程量以实际

11、发生为准。1.桥台加固设计1.1为了减小施工对道路通行的影响，因此采用半幅施工的方案。首先对桥台台帽以上的浆砌块石拆除，挖除搭板及台帽以上台后填土。对结合面进行凿毛及清理。半幅施工时，拆除台后填料时应作临时支护，确保通车半幅路基稳定。施工单位应选择有效的支护方案，可采用钢板桩、锚喷支护、灌浆等工艺对台后填土进行加固。1.2预埋连接筋: 桥台块石与混凝土连接采用嵌钉连接，嵌钉采用钻孔插入；施工工序：钻孔-灌入植筋胶-插入钢筋。施工时应注意钻孔应分批进行，一批孔钻好后应马上灌胶、插入钢筋，完成整个工序后再进行下一批的钻孔施工。植筋胶性能要求性能项目性能要求胶体性能劈裂抗拉强度（mpa）8.5抗压强

12、度（mpa）60抗弯强度（mpa）50黏结能力钢-钢拉伸抗剪强度标准值（mpa）16约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土黏结强度（mpa）C30A25 L=150mm11C60A25 L=125mm17不挥发物含量（%）991.3 最后按拆除后的侧墙及背墙平面尺寸，以矩形形式重新立模浇筑C30混凝土。1.4台后回填透水性材料，按设计重新浇筑搭板混凝土。1.5恢复桥台人行道、栏杆及路缘石。2.裂缝修补应参照检测报告及现场观测定位裂缝位置，按设计要求分类处理。2.1灌缝材料要求用壁可法修补的裂缝，不仅对裂缝的空间有填充作用，更重要的是对裂缝的两壁具有强力粘结作用，使裂缝处的强度达到或超过结构原有基材的强

13、度。裂缝修补用胶（注射剂）的安全性能指标性能项目性能指标胶体性能抗拉强度（mpa）20抗拉弹性模量（mpa）1500抗压强度（mpa）50抗弯强度（mpa）30，且不得呈脆性破坏钢钢拉伸抗剪强度标准值（mpa）10不挥发物含量（固体含量）（%）99可灌注性在产品说明书规定的压力下，能注入宽度为0.1mm2.2裂缝封闭工艺1）用钢丝刷沿裂缝走向清理宽约5cm范围的混凝土表面，使混凝土表面保持清洁；2）用锤子和钢纤凿除两侧疏松的混凝土块和沙粒，露出坚实的混凝土表面；3）用略潮湿的抹布清除表面灰尘，并彻底晾干，用丙酮去除表面的油污，如缝内潮湿，要等其充分干燥，必要时可用热风机烘干。4）裂缝表面处理后

14、，用小铲刀将树脂封闭胶抹到裂缝上，厚度1mm左右，宽度2030mm，抹胶时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠。2.3裂缝灌注工艺1）表面清理用角磨机对裂缝进行表面打磨，要求裂缝两边2厘米表面上整洁无浮浆等，用丙酮沿裂隙方面除去灰尘、油污等。2）布设灌浆嘴根据裂纹的具体情况，布置灌浆嘴，其布设原则为34个米，裂缝分岔处的交叉点应设灌浆嘴，用胶粘剂将灌浆嘴密实牢固地固定在裂纹中心线上。注意在粘结灌浆嘴时不能堵塞灌浆孔。对于贯通缝，可在一侧布置注入座，另一侧完全封闭，缝宽较大且内部通畅时，可以按每米2个的密度来布置；3）裂纹密封用密封胶粘剂沿裂隙进行密封，用小铲刀将树脂封闭胶抹到裂缝上，厚

15、度1mm左右，密封宽度左右为12厘米，抹胶时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠，灌浆时不能出现漏浆现象。密封完成后，让封口胶自然固化，在固化过程中禁止其接触水；固化时间：当气温20约为12小时；当气温30约为6小时。4）检查裂缝封闭效果灌注胶粘剂前，逐一加压检查灌浆嘴的连通和裂缝封闭效果即试漏，试漏需待封缝胶有一定强度时进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从灌胶嘴压入压缩空气，凡漏气处，继续修补密封直至不漏气为止；5）恒压灌注胶粘剂在密封胶固化后，将建筑专用裂缝灌注胶粘剂按规定要求调配均匀，注入恒压灌注器内，将灌注器固定在灌浆嘴上，进行恒压灌注。要求灌注时间大于10分钟孔，若单孔灌注量过

16、大，超过预计胶粘剂用量时，一般超出用量两倍后停止灌注，查明原因后再指定相应的处治措施。6）灌注后处理在灌注胶固化后，用角磨机等工具除去灌浆嘴并磨平裂缝。3. 支座更换（同步顶升）3.1顶升方案采取整体同步顶升的方案。此外，确保支撑结构有足够的时间稳定，顶升应分阶段进行，同时顶升可使得结构在一定的时间内缓慢变形并分散转移附加力，确保桥梁安全。同时根据现场更换情况，最终顶升量可视情况进行增加。施工单位必须按照施工规范和钢结构规范对杆件支架进行设计计算。3.2顶升步骤仔细检查现有桥梁支座及墩台工作状况，根据加固设计图纸，准确确定千斤顶的安放位置，并在梁底板处予以标记。顶升时千斤顶应放置在桥墩盖梁或桥

17、台上，尽量靠近原支点。另外，在顶升过程中应考虑临时支撑的放置时间。本次顶升的步骤：预顶升 顶升 临时支撑 拆除旧支座 安放新支座 解除临时支座 落梁1）预顶升顶升前应切断桥面连续钢筋并拆除伸缩装置，断开桥面连续处及伸缩缝处人行道栏杆及路缘石。预顶升作为施工前的准备步骤，其主要目不仅是检验整个顶升施工系统工作运转的正常性，还可有效的消除主梁的部分弹性变形及主梁与顶升千斤顶间的微小缝隙。预顶升不必将梁体顶起，千斤顶的合力可以是结构恒载支反力的50为控制荷载。当顶升合力达到控制荷载，并在此基础上持荷一段时间后，结束预顶升。预顶升前后、持荷过程中，应对桥梁整体受力变化情况进行观测记录，其主要内容有：A

18、、千斤顶支顶处局部范围内主梁底板混凝土变形、裂缝开展情况；B、桥墩台表面混凝土变形、裂缝开展情况；C、千斤顶上、下补垫板的受力变化情况； D、整个顶升工作系统运转性能校验，保证千斤顶油路畅通、油压均匀，工作正常，以免工在施工过程中出现不均匀顶升。2）顶升顶升前，为保证梁体是整体抬升，先将墩台各支座下多个顶力点应同步均速缓慢顶升，其合力值以支反力（见表）为控制值，顶升速率应不大于5mm/min，同时采用位移辅助控制；所用千斤顶顶升力应保证有不小于2的安全储备。整体顶升需按照步骤分阶段进行，每一顶升阶段中最大顶升位移不得超过2mm，相邻阶段间应留有一定的时间间隔，以供梁体逐步分散转移内力以及临时支

19、撑的稳定，此时间间隔至少达到10分钟以上。每次顶升完成后应立即在顶升点附近增设临时支撑，当确保临时支撑放置稳定后方可开始下一步的顶升。注意：顶升速度控制，同时，同一墩顶处横向支座的顶升量亦应保持一致，避免因横向内外侧出现不均匀位移而使梁体产生扭转。3）临时支撑当主梁被顶至预定高度后，立即采取搭设支架架设横梁等方式支撑梁体，其放置位置应尽量靠近墩台，并必须保证临时支撑总面积不小于原梁支撑的总面积。临时支撑的架设应注意以下几点：A、临时支撑的位置必须靠近原支撑位置（墩支座附近）；B、临时支撑的位置应考虑支座的拆装宽度；C、临时支撑要有足够的刚度和稳定性，在施工前应进行相关计算；D、临时支撑放置的相

20、互高差应按照支座安装允许误差作为控制误差，并应紧贴上梁表体；E、全部临时支撑放置好后，可由同步控制台统一落梁，落梁标准以千斤顶恢复零载情况为准，落梁控制程序与顶升程序相反。4）拆除旧支座A、顶升到位后、支座脱离梁体后，迅速抽出原桥橡胶支座；B、拆除时应注意小心取放，严禁用电锤等电动工具对支座进行破坏性的取出方式；C、取出的过程中和取出后严禁工具或橡胶支座碰撞千斤顶；D、取出的橡胶支座严禁向下直接摔地，避免可能发生的砸断高压油管，通电线路等情况。5）新支座安装A、新支座采用与原桥相同型号的支座。支座安装前应校核安装位置，对梁底上垫板，垫石顶下垫板等部位进行处理。因高度主调整可用合适厚度的钢板来实

21、现，必须保证上下垫板处于水平位置，调节施工完毕后，重新安装新的支座。B、支座安装后应保证各支座共同受力，共同工作。6）落梁支座安装完成后，去除临进支撑和千斤顶，将顶起的梁缓慢落下，落梁程序与顶升程序相反，亦要遵循同步，匀速原则。落梁时要注意观测各支座受力情况是否一致，若相差过大时须立刻停止落梁并查明原因后再实施落梁。7）恢复原有结构T梁整体就位后，重新浇筑4#桥墩墩顶桥面连续混凝土；恢复拆除的人行道栏杆及人行道板。4.混凝土破损、渗水泛碱修补4.1新老混凝土粘结面的处理1）对混凝土出现破损部位以及渗水泛碱区域，采用人工凿除法将该处松散、破损、污损的混凝土清除干净，并使部分骨料露出表面，得到粗糙

22、面以提高粘结性能。新老混凝土粘结关键是粘结面的质量。粘结面打毛处理方式、粘结面粗糙度、新混凝土种类和配比等都是影响粘结面性能的主要因素。2）对于缺陷深度10cm，面积（10cm×10cm）时，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混凝土粗骨料为宜；4.2粘结面的清洗浇筑新混凝土前，粘结面保持洁净对新老混凝土粘结十分重要。去掉粘结面上所有损坏、松动和附着的骨料、灰浆、油脂等杂物；并用丙酮清洗粘结面。4.3涂刷阻锈剂处理1）在对破损部位以及渗水泛碱新老混凝土结合面清理完毕后，可以进行阻锈剂处理；2）对外露的钢筋涂刷阻锈剂，阻锈剂的选用应满足设计提出的材料特性要求，

23、涂刷时满足施工规范要求；4.4混凝土修补1）环氧混凝土的搅拌环氧树脂胶接混凝土（砂浆）的配合比根据试验确定；因环氧树脂胶接混凝土的黏性较大，如不迅速搅拌，会使其发生硬化反应而无法混合均匀。故环氧混凝土必须选用搅拌机进行机械搅拌，本项目拟选用搅拌盘与滚轮同时作反向回转的强制式搅拌机进行环氧混凝土的搅拌。环氧砂浆建议配合比：1.0(树脂)：0.16(乙二胺)：0.15(二丁酯)：2.0(水泥 )：4.0(砂 )2）环氧混凝土的浇筑和成型环氧混凝土搅拌后，应立即送到施工现场铺开，尽可能在短的时间内全部用完，不能在搅搬机内存放，使反应热尽快散发。浇筑环氧混凝土时，应严格控制每次的浇筑厚度，通常每层为5

24、0100mm。若浇筑厚度过大，由于储热过多的影响，将会出现不良后果。环氧混凝土对各种材料均具有良好的粘结性，使用模型浇筑成型时，应选择适当的脱模剂。浇筑、抹平所用机具与普通水泥混凝土相同。混凝土破损区域修补示意图3）环氧混凝土的养护环氧混凝土的养护是保证其质量的关键环节，它与普通水泥混凝土不同，其硬化条件随液态树脂和固化剂的种类及掺量多少而发生变化。根据当前的温度条件，可采用常温养护硬化法进行养护。3.5涂刷聚合物水泥浆修补后的混凝土表面涂刷聚合物水泥浆,使修补区域与原砼颜色一致;按施工技术要求进行养护。5.更换伸缩缝在桥台加固及T梁加固完成后，对0#、5#桥台重新更换80型伸缩缝。注意浇筑桥

25、台混凝土时预埋伸缩缝钢筋。6.台后路面整治路面整治范围为台尾后10m，凿除原有路面混凝土，对路基进行压实，压实度不小于96%，重新浇筑C30混凝土22cm。7.施工顺序1）修补梁体裂缝及破损处。2）对桥台进行加固，采取半幅施工方案。3）待桥台浇筑完成后，再浇筑搭板混凝土。4）整体顶升，更换第五跨T梁支座。5）恢复桥面连续及人行道系。6）更换伸缩缝。7）台后路面整治。七、交通组织措施1、做好交通组织宣传工作。改道前要提前发布施工公告，提醒过往车辆注意改道绕行。2、完成交通标志的设置工作。在改道前三天，完成整个交通组织系统的标牌、标线及交通维护设施的安装工作；完成临时路口的交通组织方案的实施，使整个交通组织体系完全形成。3、做好施工人员的交通安全教育。在工程开工前，要对全体施工人员进行交通安全教育。通过大会、小会宣传，安全知识问答，粘贴交通事故宣传案例等多种形式，提高施工人员