武城某大桥钢筋混凝土系杆拱增设吊杆工艺

xx大桥钢筋混凝土系杆拱增设吊杆工艺1、概述xx大桥是省道xx通往河北、跨越xx大运河的一座特大桥。老桥始建于1958年，主孔为1孔－50米的钢筋混凝土系杆拱，旧引桥为5孔－22M的五梁式钢筋混凝土T型梁，下部结构为高桩承台、混凝土予制块砌筑重力式墩身、悬臂式墩帽。设计荷载标准汽－10级，拖－60。为满足防洪要求，1972年运河展宽，沿桥轴线东延接长，接长部分上部结构为37孔－14.1M的五梁式式工型梁微弯板，下部结构为双柱式钻孔灌注桩。桥梁全长689.7M，桥面净宽6M。该桥经40余年的运营，相继出现了一系列的病害。为确保大桥安全，均适时予以维修，历次维修加固情况如下：第一次维修于1965年，主要维修项目为：高标号水泥砂浆修复系杆拱吊杆之混凝土保护层；老桥栏杆系水泥砂浆抹面，增大栏杆柱及栏杆扶手断面。第二次维修于1988年10月～11月，主要维修项目为：树脂砂浆修复系杆拱吊杆之混凝土保护层；不饱和树脂粘贴玻璃布封闭系杆拱拱肋、吊杆、抗构；全桥栏杆系：更换、增补栏杆、扶手，高标号水泥砂浆修补局部混凝土保护层；不饱和树脂砂浆修补老桥人行道外侧的混凝土保护层；老桥主孔滚支支座换油。第三次维修于1990年8月～10月，主要维修项目为：新引桥增设竖向泄水孔；新引桥边梁混凝土保护层修补、环氧树脂涂刷边梁闭水；老桥支座防腐。第四次维修于1994年5月～12月，主要维修项目有：1、5#墩抛石防护；2、新引桥更换支座；3、全桥增设填料式伸缩缝；4、新引桥增设防震挡块；5、老桥人行道加铺混凝土防护层；6、西桥头增设桥头搭板。随着公路运输业的发展，车辆载重日益增大，原设计荷载等级已不能满足现行车辆通行的要求。为确保桥梁安全运营，2001年10月由交通部公路科研所对该桥进行提高荷载等级到汽－20，挂－100的承载力检算，并进行相应的荷载试验鉴定，根据试验、检算结果，结合桥梁现状及使用情况对该桥进行加固设计。第五次维修于2001年8月～12月，及2002年3月～8月，主要维修加固项目有：1、5#墩混凝土板桩防护、承台喷射混凝土防护层；2、系杆拱增设予应力吊杆；3、系杆拱涂装；4、改造全桥伸缩缝，主孔为毛勒缝，其余为TST碎面填充型伸缩缝；5、系杆拱横梁粘贴钢板；6、老引桥T梁及主孔系杆粘贴碳纤维加固；7、新引桥增设钢横隔梁；8、新引桥更换微弯板及加铺水泥混凝土桥面铺装；9、老桥更换桥面铺装。主孔吊杆加固是该桥加固设计的重要项目之一，加固方式是在原吊杆的两侧各增设一对冷拉Ⅳ级螺纹钢筋，每根钢筋的张拉控制力为15KN，旨在活载作用下，使新增吊杆与原吊杆共同受力,从而达到提高荷载标准的目的。新增吊杆的布置形式如图（附原交通部公路科研所设计图）。现就主孔吊杆加固方案进行研究。2、增设吊杆施工工艺研究2.1工艺流程图2.2施工要点2.2.1搭设脚手架搭设脚手架人员必须戴安全帽。系安全带、穿防滑鞋。2.2.1.1桥面下脚手架的搭设搭设桥面下脚手架，采用横桥向吊篮与园木搭设，其吊篮由手扳葫芦提升到合适的高度后用槽钢焊制的吊钩卡固于系杆的下翼缘上，吊篮系组成该脚手架的主要承重构件，因此，从吊篮的制作到提升卡固要严格按照设计尺寸和操作规程施工。安设吊篮时须根据园木长度和新增吊杆位置统一确定吊篮的安放位置，尽量避开新增吊杆位置以防影响穿置钢筋。用铁丝及铁件将园木固定于吊篮的上、下弦杆上，其上铺设脚手板组成平整的工作平台，脚手板采用竹材料制作，每块质量不宜大于30kg，脚手架的四周设置防护栏杆及防护网，立网采用2000目密目安全立网，符合GB16909-1997规定。确保操作人员的安全。2.2.1.2桥面上脚手架的搭设桥面上脚手架的搭设需待系杆钻孔完成后进行，以免影响系杆钻孔。根据桥上维项目及工作内容，该脚手架采用钢管及扣件按满堂脚手架搭设，具体要求为：（1）用于拱肋施工项目的脚手架，应满足肋顶设置混凝土楔形块相关项目及肋腹喷射补强混凝土施工的要求，脚手架外缘到拱肋侧面的距离不小于1.5m。该部位的脚手架按悬臂形式搭设。（2）用于原吊杆维修及新增吊杆防腐的脚手架为井字形，脚手架外缘到构件的净距不小于1m。（3）用于抗风构防护的脚手架按U型搭设，并与两侧双排脚手连为一体。纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；2.2.1.3纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。对接、搭接应符合下列规定：1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3（图6.2.1-1）；2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mmm。3）竹笆脚手板，纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm。2.2.1.4横向水平杆的构造应符合下列规定：1)主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；2)作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；3)竹笆脚手板，双排脚手架的横向水平杆两端，应用直角扣件固定在立杆上；6.2.3脚手板的设置符合下列规定：1作业层脚手板应铺满、铺稳：2脚手板应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。脚手板的铺设采用搭接铺设。接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。另外注意：1栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；2上栏杆高度应为1.2mm3挡脚板高度不应小于180mmm4、脚手板的铺设应符合：脚手板应铺满、铺稳，脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆件上；3在拐角、斜道平台口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，防止滑动；2.2.2施工放样放样前先用钢筋保护层测试仪探明结构的主筋位置并做好标记，以防钻孔时伤及主筋。先放新增吊杆沿桥轴线方向的位置。以原吊杆中心沿桥轴线方向对称布设，新增吊杆距原吊杆中心1.15米，桥两侧均放好新吊杆位置后，沿桥横向按所放点位挂线，并分别在系杆顶面及桥面上标好该位置线，并以此为该断面的放样基线（以下称横断基线）。新吊杆在系杆横断的位置以系杆腹板为控制面，参照原桥设计图在距腹板边缘0.5cm处开孔，放样时沿横断基线放置钢板直尺，并使其零点悬出系杆1cm左右，将垂球沿刚板尺顶端下垂，用一直角钢尺顶在腹板上（零点在腹板端），依垂线在直角钢尺上的读数，在钢板直尺上找出系杆的腹板边线，并据此放出孔位中心，根据设计开孔直径用园规画出孔位边缘线。内侧开孔位置放样时，先量出腹板的实际厚度，根据腹板厚度和已放好的外侧孔位推算出内侧孔位。拱肋位置新增吊杆位置放样时，在横断基线上安置全站仪，将系杆上的开孔位置垂线放于上、下游拱肋翼缘上，过此点拉通线找出拱肋开孔位置的横断基线。沿此基线，根据肋腹厚度，按系杆开孔位置的放样方法放出新增吊杆在拱肋顶面的位置。2.2.3钻孔为确保孔位准确及同一断面各孔在同一垂线上，施钻前先由石匠沿孔位边线凿深0.5cm，采用水钻钻孔时，将水钻与专用支架固定在一起，调整钻架使钻杆垂直，并与凿好的孔位对中，开启水钻，按照先慢后快的原则钻孔，施钻时钻进速度控制在4cm/min为宜，集中精力注视钻沫颜色及顷听钻进时的声音，发现钻到钢筋时，立即停钻并组织专业技术人员认真分析所遇钢筋的种类，判断是否是主筋，必要时人工将钻心取出探明所遇钢筋性质，确遇主筋时须调整孔位避让主筋。系杆或拱肋上翼缘成孔后，用垂球在下翼缘顶面放出孔位中心及开孔边缘，严格校核后凿槽定位，如遇腹板干扰可视具体情况将腹板混凝土保护层适当凿除，以不影响钻孔为度。下翼缘钻孔时需接长钻杆，操作时要力求使接长钻杆顺直，确保钻孔垂直。2.2.4补强混凝土位置打毛为确保后浇混凝土与结构粘结良好，根据设计尺寸，认真放样后，将原结构表面打毛，其坑点深度为1cm，坑点间距3cm，露出新鲜混凝土面。2.2.5布设予留孔道钢管按拱肋及系杆的上下翼缘净距，予留孔道钢管分A、B两种，A、B钢管的内径与钻孔直径相同，下料时须根据孔位处上、下翼缘净距现场下料，力求A、B钢管与成孔密贴，布设A、B钢管时在上、下孔内穿置一较规格的导向管，连同A、B钢管同时与成孔定位，确保A、B钢管与成孔内壁顺直。固定A、B钢管时在其外侧埋植Φ12钢筋并与钢管点焊，A、B管与所钻孔道间的缝隙用玻璃胶封闭，以防喷射混凝土时水泥浆进入予留孔道。2.2.6布设钢筋网按设计图纸尺寸，在腹板上钻孔植埋架立钢筋，钻孔前按原结构设计图纸找出主筋位置做为标记，在空白混凝土位置钻孔埋植架立钢筋，埋植钢筋的形位尺寸要控制准确、规则。钢筋网采用Φ12钢筋绑扎，并与架立钢筋焊接。2.2.7喷射混凝土根据拱肋及系杆的断面型式，新增吊杆位置的补强混凝土采用喷射混凝土工艺实施。2.2.7.1安设模板按补强混凝土的设计尺寸在拱肋及系杆腹板上安设侧模，并用楔型木块固定牢固，模板与混凝土的接触面涂刷脱模剂。2.2.7.2机具设备（1）转Ⅳ型混凝土喷射机11台（2）9m3/minn柴油移动动式空气压压缩压机1台（3）250L反转出出料式混凝凝土拌和机1台（4）高压储水罐11台2.2.7.33材料要求求及配合比比（1）水泥：喷射混混凝土要求求凝结快，早早期强度高高，宜采用用普通硅酸酸盐水泥，水水泥标号不不低于322.5级。（2）砂：采用中粒粒式或粗粒粒式河砂，含含泥量不大大于5％。为减减少堵管现现象，砂的的含水率不不宜大于5％，含水水量过高时时应摊开凉凉晒，并用用1.0ccm的方孔筛筛过筛后使使用。（3）碎石：采用粒粒径约1.0ccm的碎石，其其质量须符符合《公路路桥涵施工工技术规范范》的要求求，用1.0ccm的方孔筛筛过筛后使使用。（4）水：采用饮水水用。（5）速凝剂：为缩缩短喷射混混凝土时的的层间间隔隔时间，喷喷射混凝土土时按水泥泥用量的2％掺入速速凝剂。（6）施工配合比：：根据喷射射混凝土施工工工艺的特特点，在选选择混凝土土配合比时时，即要满满足混凝土土的力学性性能的要求求，又要放放滤喷射作作业的工艺艺要求，根根据该工程程的特点，采采用如下配配合比：水水泥：砂：：碎石＝1：2：2。水灰比由喷射手手目测掌握握，以混凝凝土表面出出现微量秘秘水为度。2.2.7.44机具准备备（1）施工机具的平平面布置根据喷射混凝土土的工艺特特点，其施施工机具的的布置力求求集中，实实际施工中中将其分两两部分布置置，混凝土土拌和机、喷喷射机与压压力水罐布布置在一起起，空压机机到喷射机机的水平距距离控制在在15－20M，喷射机机到喷射面面的距离宜宜控制在20－30M。（2）机具检查与试试运转喷射作业前要认认真检查所所有机具的的技术状况况、各机具具间的风、水水管道连接接情况，风风管、水管管、输料管管路须无泄泄漏现象，各各机具的操操作手把必必须灵活可可靠。然后后开机试运运转，检查查风水管有有无堵塞、泄泄漏，风压压表的指针针摆动是否否灵活、准准确。2.2.7.55干混合料料拌和采用混凝土拌和和机拌制，拌拌和时将砂砂、碎石、水水泥、速凝凝剂装入拌拌和机内拌拌和，拌和和时间不少少于2min。为防水水泥风耗，拌拌和机的出出料口须设设置防风筒筒。2.2.7.66喷射混凝土土喷射机的开、停停机顺序：：开机：送风→送送水→给料停机：停料→停停水→停风转V型喷射机使用的的干混合料料由混凝土土搅拌机拌拌制，人工工装入料斗斗内，喷射射机通过定定量器的转转动将物料料喂入旋转转体的“U”型料腔内内，工作中中只要人工工向料斗内内供料，即即可正常作作业。用水水量由喷射射手调节喷喷枪上的阀阀门开度来来调节。喷枪的操作以二二人配合为为宜，一人人掌握喷枪枪及调节水水阀，另一一个人协助助移动输料料管，另外外视工作面面及输料管管的长度配配备适量人人员整体移移动输料管管，防止输输料管出现现硬弯、死死弯。喷射射手可根据据喷射面的的高度情况况将喷枪扛扛在肩上、夹夹在腋下或或双手平端端，一手掌掌握喷射方方向，另一一手握住水水环进水阀阀门控制水水量大小。喷枪的运动规律律。由于喷喷枪水环的的供水管是是在水环的的一侧，故故靠近供水水管处的水水孔水压较较远离供水水管处的水水孔水压为为大，且干干混合料以以很高的速速度通过水水环，因此此，干料与与水的混合合并不十分分均匀；同同时，由于于混合料中中各颗粒的的质量不同同，在其重重力作用下下，至使喷喷料束的横横截面上部部骨料较少少，下部骨骨料较多，为为改善这些些情况，喷喷射作业中中，须将喷喷抢作螺旋旋状运动，以以一圈压半半圈的方式式沿横向层层层捣射，从从而起到人人为搅拌的的作用，保保证混凝土土的匀质和和密实，喷喷枪旋转运运动的直径径以15－20cm为宜。喷枪与受喷面的的角度以不不小于75°为宜，角角度太大（垂垂直）回弹弹物将直接接打在喷射射手身上，从从而增加操操作困难；；而角度太太小则会加加大回弹率率。喷枪与受喷面的的距离是影影响喷射混混凝土质量量和回弹率率的重要因因素，它与与喷射机工工作压力大大小有关。喷喷射距离过过大，会使使料束分散散，以致射射捣无力影影响混凝土土质量和加加大回弹率率；而喷射射距离太小小，则会引引起已喷混混凝土层的的灰浆浅落落。因此，喷喷射距离的的大小应根根据料束到到达受喷面面的速度决决定，由于于风压的波波动，喷速速也会随之之波动，所所以喷射距距离也要随随着喷速的的波动而改改变，一般般情况下，当当工作力在在0.2--0.3mmpa时，喷枪枪至受喷面面的距离为为80－120ccm。喷射混凝土的厚厚度：一次次喷射混凝凝土的厚度度宜控制在在5cm以内，过过厚会因混混凝土的重重力作用出出现坍塌现现象，故设设计较厚的的混凝土应分分层喷射，层层间间隔时时间应根据据先喷混凝凝土的终凝凝时间确定定，气温30－35℃，速凝剂剂掺量2％时，分分层喷射的的层间间隔隔大致为10－15miin。喷射混凝土的表表面修整：：喷射混凝凝土不能直直接形成平平整的光滑滑面，因此此，喷射混混凝土完成成后，要在在其初凝前前进行修整整，用平板板将表面搓搓刮平整后后外表面抹抹一层水泥泥砂浆并压压光，以改改善喷射混混凝土的外外观。2.2.8设置予应应力吊杆2.2.8.11予应力吊吊杆的制作作新增吊杆采用ΦΦ32冷拉1V级螺纹钢钢筋，下料料前用钢尺尺丈量每根根新增吊杆杆的实际高高度，并计计入锚垫板板、锁紧螺螺帽及锚固固长度，丈丈量高度与与丈量下料料长度须使使用同一钢钢尺。下料料时采用型型材切割机机按计算下下料长度下下料，不同同长度的钢钢筋分别堆堆放，并按按要求支垫垫、覆盖。钢筋防腐：将截截好的钢筋筋，用钢丝丝刷刷净浮浮锈，按设设计要求涂刷两层层特制酚醛醛红丹底漆漆，每隔24小时刷一一层，面漆漆待张拉完完成后再作作涂刷。2.2.8.22锚垫板制制作及锚具具护套制作作锚垫板、锚固垫垫圈及锚具具护套均采采用Q235号钢制作作。制作锚锚垫板及锚锚固垫圈时时，先用气气割将钢板板割成毛坯坯，再用车车床按设计计尺寸加工工成品，加加工好的锚锚垫板及锚锚固垫圈两两个大面必必须平行，开开孔尺寸准准确，表面面光洁平整整。锚具护护套采用Φ200mmm的园管及及钢板焊制制，严格除除锈后按钢钢筋的防腐腐措施涂刷刷防锈漆。为防止锚垫板及及锚固垫圈圈安装时不不同心，用用环氧树脂脂将其粘结结在一起，并并用中孔模模具控制同同心度，粘粘结面上不不做防腐处处理。用于于拱助顶面面的锚垫板板及锚固垫垫圈需待焊焊接好锚固固钢筋及予予留孔道钢钢管后再行行粘结。2.2.8.33浇筑拱助助顶面的混混凝土楔型型块（1）肋顶打毛为确保混凝土楔楔型块与原原拱肋混凝凝土粘结良良好，浇筑筑混凝土前须须将拱肋顶顶面打毛，打打毛深度视视原拱肋坚坚实程度而而定，以露露出坚实骨骨料层为度度，打毛表表面力求平平整，坑点点均匀。（2）布设钢筋网按设计要求植埋埋锚固钢筋筋，用Φ12钢筋制作作钢筋网，并并与植埋钢钢筋点焊，确确保钢筋网网位置准确确。（3）安设模板根据不同位置混混凝土楔型型块尺寸，用用木板制作作框形模板板并将其与与供肋固定定，模板与与混凝土的接接触面涂刷刷脱模剂。（4）浇筑混凝土按浇筑混凝土前前，须将模模板内的粉粉尘清吹干干净，将原原拱肋混凝凝土表现洒洒水湿润，但但不得积水水。拌和混混凝土采用用混凝土搅拌拌机拌和，浇浇筑混凝土土时采用插插入式振捣捣器与平板板式振捣器器振捣，振振至混凝土土表面泛浆浆，混凝土土不再下沉沉和无气泡泡产生为度度，不得过过振、漏振振，最后将将混凝土顶面面修抹平整整，覆盖塑塑料薄膜养养生。2.2.8.44安装锚垫垫板按照设计要求，用用于系杆底底面的锚垫垫板及锚固固垫圈须与与系杆底粘粘结，故穿穿置吊杆钢钢筋前，应应先将锚固固垫圈粘贴贴于系杆底底面，实施施中采用环环氧树脂粘粘贴，要确确保锚垫板板中心与予予留孔道同同心，粘贴贴前将系杆杆底面之粘粘面清洗干干净，并用用钢丝轮拉拉毛，涂刷刷环氧树脂脂后将锚固固垫圈连同同锚垫板密密贴在系杆杆底面，并并经由予留留孔道穿置置螺栓加压压固化。用于拱肋顶面的的锚固垫圈圈需焊接锚锚固钢筋及及予留孔道道钢管，要要严格控制制锚固垫圈圈的高程，予予留孔道钢钢管的下料料尺寸要在在满足锚固固垫圈高程程的前提下下确保底端端与拱助顶顶密贴无缝缝隙，安装装就位后在在予留孔道道钢管与拱拱肋的相贯贯线上涂抹抹玻璃胶封封闭，以防防浇筑混凝土土时漏浆，最最后将锚垫垫板粘贴于于锚固垫圈圈上。2.2.8.55穿置新增增吊杆钢筋筋在拱肋顶面安置置手摇葫芦芦，将细钢钢丝绳，沿沿予留孔道道，系至桥桥下，并与与钢筋的一一端固定，摇摇动手摇葫葫芦使钢筋筋直立，人人工扶正使使之穿入予予留孔道，继继续摇动手手摇葫芦直直至将钢筋筋提至露出出拱肋顶，用用专用卡具具在系杆顶顶面将钢筋筋临时卡固固，解下钢钢丝绳，旋旋上锚固螺螺帽，将钢钢筋临时固固定。2.2.8.66孔道闭水水先将各孔道底部部2cm深度范围围压入玻璃璃胶封底，并并使予应力力钢筋居中中，从孔道道顶端灌入入AM－131型聚胺酯酯防水胶，灌灌入过程中中要用细钢钢丝插捣，用用以排除孔孔道内的空空气，灌致致高出孔道道顶5mm。2.2.8.77新增吊杆杆张拉与锚锚固（1）予应力的施加加根据设计予应力力较小的特特点，其新新增吊杆的的予应力采采用扭力板板手施加。（2）张拉顺序由跨中开始向支支点方向对对称张拉，依依其新增吊吊杆的编号号其张拉顺顺序为⑦→⑤→③③→①→⑧⑧→⑥→④④→②。吊杆的的编号每四四根为一组组，张拉过过程中必须须保证横向向对称的四四根吊杆同同时张拉。（3）应力控制采用用应变仪精精确控制应应力，每根根吊杆上均均粘贴一片片应变片，施施加予应力力时，依据据试验确定定的应变值值精确控制制张拉力，最最后统一调调整各吊杆杆的拉力使使之符合设设计要求。（4）予应力吊杆锚锚固各吊杆调整好拉拉力后，放放置锁片，旋旋紧锁紧螺螺母，操作作时须用一一呆板手固固定锚固螺螺母，防止止锚固螺随锁锁紧紧螺母的旋旋紧而转动动，从面改改变吊杆张张力，最后后锁紧防松松卡片。2.2.8.88钢构件及及钢筋防腐腐将钢构件及钢筋筋表面清刷刷干净，刷两层特特制红丹底底漆，层间间间隔24小时，最最后在表面面涂刷一层层聚胺脂防防水胶。2.2.8.99安设锚具具护套根据护套法兰盘盘上的孔位位，在其相相应位置埋埋值螺栓，在在法兰盘上上涂刷一层层聚胺脂防防水胶后将将护套紧固固。2.2.9拆除除脚手架拆除脚手架前的的准备工作作：1全面检查脚脚手架的扣扣件连接、支支撑体系等等是否符合合构造要求求；2根据检查查结果补充充完善施工工组织设计计中的拆除除顺序和措措施。3由单位工工程负责人人进行拆除除安全技术术交底；4清除脚手手架上杂物物及地面障障碍物。7.4.2拆除脚手手架时，符符合下列规规定：1拆除作业业必须由上上而下逐层层进行，严严禁上下同同时作业；；3当脚手架架拆至下部部最后一根根长立杆的的高