老爷岭三座桥桥改造工程设计说明

1、宁安市小塘村至老爷岭三座桥维修工程设计说明一、原桥概况1.自然情况：由于电力能源建设的需要，委托单位拟在宁安市附近修建风力发电厂。为此，需运输风力发电设备，途径宁安市小塘村至老爷岭三座桥，但这3座桥梁无设计图纸，承载能力不详。3座桥梁位于黑龙江省宁安市小塘村至老爷岭段乡道上。检测中，对3座桥涵进行了编号，从小塘村至老爷岭，编号依次为1号至3号。经现场确定，1号桥3号桥桥型见下表。1号桥3号桥桥型一览表编号桥型1号桥六跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台2号桥两跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台3号桥四跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台经场量测，测得此三座

2、桥的结构形式均相同，上下部及桥面系尺寸相同。上部结构均为整体现浇钢筋砼矩形板简支梁桥，桥面铺装为4cm厚水泥混凝土；下部结构均为扩大基础，重力式石砌墩、台；桥面系的布置均为桥宽7.5 m，桥面宽度为净7m+2*0.25m护栏。未收集到原桥的设计图纸，其他资料不详。2.技术指标距调查，原桥的设计荷载标准为：1）荷载标准设计荷载：人群荷载:3.0KN/m2，汽车荷载：汽-15验算荷载：挂100行车3）桥面净宽净7m+ 2×0.25m二、原桥主要病害1、检测结论与建议国家林业局工程质量监督管理总站检测中心于2011年8月21日至8月26日对此三座桥梁进行全面的检测。这3座桥的技术状况及建议

3、分别如下：(1)1#桥：经检测该桥的现有技术状况等级为三类，通过对桥的现有技术状况评定为三类，荷载结果表明，该桥墩、台地基的竖向承载能力、桥墩、台抗滑稳定性、抗倾覆稳定性满足特载过桥的使用要求；特载在规定的行驶方式下，整体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、纵向弯矩作用下的抗裂性均满足规范要求。但在多年运营荷载的作用下，板梁梁底出现纵向通缝，系由横向受弯所致。建议主板板底黏贴一层横向碳纤维布。全桥桥面混凝土脱落，部分形成坑槽现象，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。（2）2#桥：该桥的现有技术状况评定为三类，结合同跨径桥梁的荷载试验结果，特载在规定的行驶方式下，整

4、体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、抗裂性均满足规范要求。考虑到甲方提供的运输车辆较重，确保临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤，对该桥进行加固，建议：1）对桥梁两侧伸缩缝锚固区破损混凝土，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。2）主板板底黏贴一层横向碳纤维布。（3）3#桥：经检测该桥的现有技术状况等级为三类，通过对桥的现有技术状况评定为三类，荷载结果表明，该桥墩、台地基的竖向承载能力、桥墩、台抗滑稳定性、抗倾覆稳定性满足特载过桥的使用要求；特载在规定的行驶方式下，整体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、纵向弯矩作用下的抗裂性均满足规范要求。考虑到甲方提

5、供的运输车辆较重，确保临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤，对该桥进行加固，建议：1）对桥梁两侧伸缩缝锚固区破损混凝土，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。2）主板板底黏贴一层横向碳纤维布。2、桥梁主要病害：（1）1#桥病害1）桥面系病害全桥桥面混凝土脱落，部分形成坑槽现象；全桥两侧均有泥土堆积；全桥伸缩缝均堵塞；全桥栏杆均不完整，有不同程度的破坏；泄水孔全部堵塞或安装不规范。2）主梁病害全桥各孔板梁两侧面风化严重，混凝土疏松、剥落；箍筋锈蚀，且表面混凝土脱落；板梁底面局部振捣不实，出现蜂窝麻面，且普遍存在渗水、泛白现象。主梁侧面跨中部位无裂缝，底面中心线墩顶处出现纵向

6、裂缝，长度1.3m，宽度0.08mm。3）桥台病害桥台表面状况较好，未见结构性裂缝；（2）2#桥病害1）桥面系病害桥面有部分积水现象；桥面在小塘村侧距1#伸缩缝78cm处有一道横向贯通裂缝，在老爷岭方向距3#伸缩缝65cm处有一道横向贯通裂缝；桥面两侧有泥沙堆积，宽度1.2m，厚度1.5cm；全桥1#、3#伸缩缝两侧混凝土破损，且形成坑槽；全桥两侧栏杆表面防腐漆大面积脱落，表面锈蚀；全桥共计8个泄水孔，部分堵塞。2）主梁病害主梁整体良好，无明显病害。3）桥台病害全桥桥台表面有少量泛白现象；0#桥台下游侧八字墙与台身错位，纵向距离20cm，横向距离15cm；其他八字墙均有横向位移10cm；八字墙

7、顶杂草丛生。3）桥墩病害桥墩的整体状况良好，表面有少量泛白现象（3）3#桥病害1）桥面系病害该桥桥面混凝土表层凹凸不平；桥面两侧栏杆底座处均堆有大量沙石、泥土；全桥伸缩缝均部分软木条破损、堵塞；全桥伸缩缝两侧锚固区混凝土均出现破裂现象；桥面混凝土局部碎裂；全桥两侧栏杆护栏大量缺失、松动变形；全桥共计8个泄水孔。全部堵塞，丧失排水功能。2）主梁病害主梁两侧侧面有水迹现象，主梁底面有渗水、泛白现象。各孔主板板底沿桥梁中线附近出现纵裂裂缝，其中以第2孔主梁底面沿为重，板底横向纵向裂缝贯通全板，宽度达0.8mm，原因为横向受弯所致。3）桥台病害两侧桥台前墙有少量水迹泛白现象；0#桥台底部有轻微冲刷现象

8、，冲刷范围0.2m。4）桥墩病害2#墩墩帽两端及跨中表层混凝土均被压碎、脱落，面积0.4m×0.25m0.2m×0.1m；2#桥墩墩帽上游侧端部混凝土破碎露筋。三、维修原则及标准因宁安市小塘村至老爷岭三座桥为临时需运输风力发电设备，因此，三座桥仍保持原桥的设计标准，仅保证临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤的原则对此三座桥梁进行维修。四、设计依据1、公路工程技术标准（JTGB01-2003），中华人民共和国交通部2、公路桥涵设计通规范（JTGD60-2004），中华人民共和国交通部3、公路养护技术规范（JTGD63-2007），中华人民共和国交通部4、路桥用材料标准九项（

9、JT/T 531538、539-2004，中华人民共和国交通部5、公路桥梁加固设计规范（JTG/T J22-2008）中华人民共和国交通部6、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范（JTGD60-2004）中华人民共和国交通部7、公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）中华人民共和国交通部8、公路圬工桥涵设计规范（JTGD63-2007）中华人民共和国交通部9、公路桥涵养护技术规范（JTGH11-2004）中华人民共和国交通部10、公路工程水泥混凝土试验规程（JTJ053-94）11、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013-1991）12、钢筋混凝土热轧带肋钢筋（GB1499-

10、1998）13、GB 700-8814、混凝土用钢纤维（YB/T1510）15、混凝土外加剂（GB8076-87）16、混凝土外加剂应用技术规范（GBJ50119-2002）17、公路工程抗冻设计与施工技术指南五、维修内容根据桥梁病害及保证临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤的原则本次维修的主要内容有： 1、桥面铺装 首先应清除三座桥桥面上的泥土堆积物，然后对桥面铺装中存在坑槽的进行修补，坑槽修补按照“圆洞方补，斜洞正补”的原则，划出大致与路中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓线，沿轮廓线用切割机切割，浇注C40微膨胀防渗混凝土。2、主梁此3座桥主梁均采用黏贴一层横向碳纤维布进行加固。经检查3#桥

11、第1孔主梁底面在距1#墩顶老爷岭方向1m处，有一道长度为0.6m，宽度为0.15mm的纵向裂缝，对此裂缝先进行化学注浇封闭，然后再采用黏贴横向碳纤维布进行加固。3、伸缩缝对2#桥和3#桥两侧的伸缩缝进行行修补，凿出伸缩缝两侧各10cm范围内的砼，凿出深度5cm，然后采用C40防水砼进行修复。4、桥墩由于2#桥2#墩墩帽处部分砼碎露筋，采用环氧树脂砂浆进行修复。六、维修主要材料1、混凝土（1）混凝土及砂浆强度等级，设计图纸中均有明确的规定，施工时应严格按设计的强度等级执行，并应满足公路工程水泥混凝土试验规程JTJ053-94的有关规定。（2）水泥：采用强度等级42.5Mpa以上的硅酸盐水泥或普通

12、硅酸盐水泥。（3）粗集料：采用连续级配，碎石的最大粒径不宜超过20mm（主要承重构件），以确保混凝土振捣的密实性。不得使用含有二氧化硅的粗集料。（4）细集料：细集料应选用中、粗砂，其细度模数宜控制在2.63.7之间。（4）各部件混凝土强度等级：桥面铺装：C40聚丙烯纤维抗渗混凝土。3、钢材其它钢材均采用Q235钢材，其技术性能指标应符合GB 700-88的有关规定。4、防水材料采用QBZ-B型防水剂，其掺入量为混凝土中水泥重量的3.8%。5、外加剂混凝土中掺入的早强、防水、防冻、防腐、防渗的外加剂的质量应符合混凝土外加剂（GB8076-87）6、混凝土外加剂应用技术规范（GBJ50119-20

13、02及有关环境保护的规定。7、碳纤维布及胶碳纤维：小丝束（不大于12k，1k=1000）聚丙烯碃基；单层质量：不小于200g/m2,不大于300g/m2。碳纤维布材料的力学性能指标见公路旧桥加固设计规范表4.5.1。配套底层树脂、找平材料、浸渍树脂和粘结树脂胶应采用公路旧桥加固设计规范中规定的A级胶，其性能要求见公路旧桥加固设计规范表4.6.4.。七、耐久性设计1、混凝土耐久性设计水泥要求采用强度等级为42.5Mpa以上的硅酸样水泥或普通硅酸盐水泥。粗集料5次冻融循环试验质量损失不大于3%，直接抗冻试验不小于25次。压碎值不大于10%，针片状含量不大于5%；细集料满足5次5次冻融循环试验质量损

14、失不大于8%，含泥量不大于2%，云母含量不大于1%；最大氯离子含量不大于0.15%，最大碱含量不大于1.8kg/m3，最大水灰比0.5，最小水泥用量300 kg/m3。2、混凝土抗冻性要求桥面系中的水泥混凝土桥面铺装及缘石、防撞护栏底座、桥梁下部结构墩台外漏部分应符合抗冻设计要求：抗冻等级F300。均按引气混凝土设计，设计引气量按混凝土体积的5.5%控制，引气剂掺量为混凝土胶凝材料重量的万分之五。混凝土设计及施工严格按公路工程抗冻设计与施工技术指南7.1.17.2.5执行。其他未尽事宜，请按交通部部颁有关规范、标准办理。抗冻耐久性混凝土含气量与平均气泡间距系数要求项目抗冻等级强度等级C30、C

15、35C40、C45C50C55C60含气量（%）F30054.54.03.53.0F3505.55.04.54.03.5平均气泡间距系数（mm）F3000.250.300.350.370.39F3500.230.280.330.350.37八、裂缝与粘贴碳纤维的施工工艺1、裂缝处理对于裂缝宽度大于0.15mm的主梁裂缝进行注胶处理，可采用以下工艺：（1）对裂缝部位进行详细检查、记录，进行材料配重、埋嘴、灌胶注射等设备的用量计算。（2）表面用砂轮机、钢丝刷将混凝土表面沿裂缝走向宽50mm范围进行打磨，清除粉尘、沙粒、松散混凝土。（3）埋设注胶嘴，间距为150mm。（4）每条裂缝不少于2个注胶嘴。

16、埋贴前，先将注胶嘴底盘用丙酮擦洗干净，再用灰刀将环氧胶泥抹于底盘周围，骑缝埋贴于构件裂缝处，注意不要堵塞注胶口及裂缝灌胶通道。（5）将注胶嘴布设完毕后，可配置缝胶，沿裂缝走向均匀涂抹环氧胶液，宽度约70mm；其次，在其上面分段密贴一层玻璃丝片，宽约50mm，各注胶嘴底盘5-10mm范围内不贴玻璃丝片，用灰刀沿嘴子周围抹环氧胶泥，抹成鱼脊状，最后再涂一层环氧胶液。（6）待注胶嘴粘结牢固后，封闭胶达到一定程度时（约10h），配置注缝胶液，将注射器连接端牢固地安装在注胶嘴上，用黄油枪注入胶液。当橡胶管膨胀充满限制套时停止注入，如注入中膨胀后收缩较快，则说明裂缝空隙较大，应补充胶液。注浆压力大小，一般

17、视注浆的稠度而定，一般为0.10.4Mpa。对于竖向裂缝、斜向裂缝，一般自下而上注胶。（7）胶液固化一般需1034h，可用手捏胶管的硬度，随时了解胶的硬化程度，当胶液完全固化，去出注胶嘴和注入器，并用砂轮机将密封胶打磨平整。2、粘结碳纤维工艺1）施工必须遵循下列工序进行； (1) 施工准备 (2) 混凝土表面处理； (3) 配制并涂刷底层树脂： (4) 配制找平材料并对不平整处修复处： (5) 配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂； (6) 粘贴碳纤维片材：(7) 表面防护。2）施工宜在5以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度环境温度低于5时，应使用适用于低温环境的配套树脂或采用升温处

18、理措施。3） 施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。4） 树脂配制时应按产品使用说明中规定的配比称量置于容20中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污及杂质.应根据现场实际环境温度决定树脂的每次拌合量，并按使用要求严格控制使用时间。 5） 施工准备（1） 应认真阅读设计施工图。 （2） 应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况，拟定施工方案和施工计划。（3） 应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。（4）应按设计要求对裂缝宽度大于0.15mm的进行灌缝或封闭处理。（5）被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面.转角粘贴处要进行导角处理井打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。（6） 混凝土表面应清理干净并保持干燥. 6）涂刷底层树脂：应