旧桥下部结构加固方案

旧桥下部结构加固方案盖梁加固施工1施工工艺流程图4.2.1粘钢加固施工工艺流程2施工准备(1)钢板的性能及规格加固用钢材应按现行国家标准规定采用，一般以3号钢或16锰钢为宜。连接螺栓及焊缝的强度设计值应满足《钢结构设计规范》。(2)外部粘钢加固粘结胶的性能及规格见表4.2.1-1。表4.2.1-1JGN结构胶的粘结强度被粘基层材料种类破坏特征抗剪强度（MPa）轴心抗拉强度（MPa）试验值（fov）标准值（fvk）设计值（fv）试验值（fot）标准值（ftk）设计值（ft）钢—钢胶层破坏≥1893.6≥3316.56.6钢—砼砼破坏≥fovfcvkfcv≥foctfctkfct砼—砼砼破坏≥fovfcvkfcv≥foctfctkfct（3）施工所需机具、设备见表4.2.1-2。表4.2.1-2施工所需机具、设备一览表种类名称切削工具角向砂轮、锤子，凿子、钻、錾子画线工具墨斗、卷尺、水平仪、铅锤调和用工具台秤、搅拌容器、搅拌器、粘贴用工具抹子、抹灰板、塑料刮板固定、加压用工具电锤、锤头、螺栓、支撑杆安全用具安全帽、安全带、防护眼镜、橡胶手套、口罩施工管理用器具温度计（测量材料、大气及砼表面温度）、湿度计其他空压机、电焊机、氧割设备、剪板机、台钻、风铲、通风设备、养护复合材料、棉纱3施工方法(1) 表面处理表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理，是粘钢加固施工过程最关键的工序，应认真进行。对于混凝土构件结合面应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度，分别按以下四种情况处理：①若混凝土构件表面有≥0.2mm的裂缝，可采用低压速灌工法对其进行环氧树脂灌缝处理；若裂缝宽度<0.2mm，则仅需使用环氧树脂对其进行封闭即可。②对原混凝土构件的粘合面，可用硬毛刷粘高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm厚表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒。如混凝土表面不是很脏很旧，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm厚表层，用压缩空气除去粉尘或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。③对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾洗涤剂洗刷表面，或用有压冷水冲洗，待完全干后即可涂粘结剂。④对于龄期在3个月以内，或湿度较大的混凝土构件，尚需进行人工干燥处理。(2)卸荷为了减轻粘贴钢板的应力、应变滞后现象，粘贴钢板及胶液固化期间应封闭交通。粘贴钢板前，应对被加固构件进行卸荷。如采用千斤顶顶升方式进行卸荷，对于承受均布荷载的梁，应采用多点（至少两点）均匀顶升，对于有次梁作用的主梁，每根次梁下要设一台千斤顶。顶升吨位以顶面不出现裂缝或计算数据为准。(3)配胶目前结构加固用胶粘剂中最常用的是环氧类粘结剂。环氧类粘结剂分为甲、乙两组分，使用前应进行现场质量检验，合格后方能使用。使用时将甲、乙两组分别按说明规定混合在一起，用转速为100～300r/min的轴式搅拌器搅拌，至色泽均匀为止。容器内不得有油污，搅拌时应避免水进入容器，并按同一方向进行搅拌，以免带入空气形成气泡，降低粘结性能。(4)粘贴钢板粘贴前，需对其粘接面进行除锈和粗糙处理。如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越粗糙越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮打磨出纹道。粘贴钢板用胶量为：≈7kg/m2。用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1～3mm，中间厚边缘薄。然后将钢板贴于预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝布。粘好钢板后，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应剥下钢板补胶，重新粘贴。(5)固定与加压钢板粘贴好后立即用特制U型夹具夹紧或用木杆顶撑，以使胶液刚从钢板边缝挤出为度。若用膨胀螺栓M12固定，用小铲刀将配制好的结构胶均匀涂抹在钢材清理面和混凝土清理面上，抹胶厚度1～3㎜，中间厚、边缘薄。在钢材上按照螺栓的位置打孔，将钢材上的孔与锚栓对准粘贴到位后，立即上紧螺栓，紧固螺栓时要求顺着同一方向逐个拧紧，使胶从钢材边缘挤出，同时要不断清理挤出的胶。(6)固化环氧类粘结剂在常温下固化，保持在20℃以上，24h即可拆除夹具或支撑，若低于15℃，应采用人工加温，一般用红外线灯加热。固化期间不得对钢板有任何扰动。(7)检验撤除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度。如锚固区粘结面积少于90％，非锚固区粘结面积少于70％，则此粘结件无效，应剥下重新粘结。对于重大工程，为了真实检验其加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即在标准荷载作用下，加固结构的变形和裂缝开展应满足设计的使用要求。(8)防腐处理水、日光、大气（氧）、盐雾、温度及应力作用。会使胶层逐渐老化，粘结强度逐渐降低，钢板逐渐锈蚀，为延缓胶层老化，防止钢板锈蚀，钢板及其连接的混凝土表面，须进行密封防水防腐处理，设计在钢板表面粉刷丙乳砂浆防护层、聚丙烯网状纤维保护层。桥墩墩柱包钢施工方案1概述包钢加固就是在混凝土结构受力构件的外侧用结构灌注胶或混凝土浆料外包钢板，以补强或提高其受力强度，提高结构的安全性。钢板与混凝土受力构件共同作用，使原构件的刚度、强度都大幅度地提高，特别是耐久性及抗疲劳能力增强。路基改桥的桩柱一体施工，桥下被交路土方开挖后采用此墩柱包钢加固方法。2主要机械设备表4.2.2-1主要机械设备一览序号名称数量1电锤32电凿33角向磨光机104空压机25电焊机46砼切割机17砂轮切割机18氧气、乙炔设备19灌浆设备13施工流程施工工艺流程如图4.2.2所示。图4.2.2包钢加固施工工艺流程4施工方法(1)钢板表面处理①根据设计图纸结合现场实际尺寸加工钢板，钢板材料选用Q235C，在钢板上、下端确定灌浆、出浆孔孔径5mm。用砂轮磨光机对钢板表面打磨，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，要求钢板出现金属光泽、无锈迹、打磨粗糙度越大越好，表面无灰尘、无油污；②放样应按施工图纸及施工现场实际情况，以1：1的大样放出构件几何尺寸及各部分连结节点，并交质检人员检查，确定无误后，方可下料施工；③根据大样制作样板和样杆，作为下料、弯制、切割的依据，样板和样杆应核对无误后，方可下料施工。样板或样杆多次使用时，应进行实样复核；④样板及样杆制作应考虑下料切割的预支留量及多层焊接的收缩余量和安装时水平基础的水平误差的留量。⑤应按下料样板或样杆进行，下料划线宽度应控制在0.5mm～1.0mm内；⑥切割时应控制切割火焰的温度、切割速度、切割缝的宽度，对于长厚板缝的切割应用自动或半自动切割机进行；⑦切割后应及时去掉氧化铁，气割的允许偏差及切割精度应符合所切割质量标准，对于未达到质量要求的切割截面要求进行机械打磨处理；⑧下料待加工的零件应进行分类编号，并按加工的先后顺序进行堆放。堆放时应临时加支撑点，避免因构件积压或自重引起的变形。⑨矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面和损伤，划痕深度不得大于0.5mm，大于0.5mm时应进行焊补并打磨平整。(2)混凝土表面处理根据已确认的包钢位置线，对柱子粘合面用磨光机进行打磨，除去2~3mm厚的面层，直至完全露出砼骨料，用无油压缩空气吹去粉尘，或清水冲洗干净，待完全干燥后用棉丝沾丙酮擦拭混凝土表面2~3遍。包钢施工最适宜的温度15℃~35℃，湿度不大于70%，施工环境必须无化学腐蚀，混凝土标号大于C15。(3)外包钢板焊接安装将加工成两个半圆形的钢板现场吊装就位，采用坡口焊缝将两块钢板焊接，焊缝需焊透；焊接完成后，对焊接位置打磨光滑。调整钢板与混凝土表面之间的空隙，空隙控制在50mm。采用早强混凝土或粘土对包钢底部边缘进行密封，待砼强度达到75%以上或粘土夯实后方可进行注浆施工，密封后的钢板不得锤击、焊接或振动。(4)灌浆采用P.O42.5普通硅酸盐水泥、水灰比为1:2的水泥浆对墩柱和外包钢进行填充密实，浆液要随拌随用，拌合均匀，拌好的浆液应在初凝前用完。拌浆时要防止杂物混入浆液，作业中途或注浆结束时，应清洗注浆泵和注浆管。灌浆压力0.3MPa，待灌浆孔停止吸浆后延续灌注10min即可结束。灌浆结束后，排除钻孔内积水和污物，采用干硬性水泥砂浆将钻孔封填密实孔口压抹齐平。回填灌浆孔如要加深作为固结灌浆使用，则待固结完成后再封孔。(5)防腐涂装包钢涂装防护体系如表4.2.2-2所列：表4.2.2-2包钢涂装防护体系涂层涂层名称道数干膜厚度(μm)底漆层环氧富锌底漆160中间漆层环氧云铁中间漆2120面层漆丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆280总干膜厚度5260为防止误涂，在涂装前必须进行遮蔽保护。如与混凝土紧贴或埋入的部位等。涂装施工过程中，应控制油漆的黏度、稠度、稀度，兑制时应充分地搅拌，使油漆色泽、黏度均匀一致。调整黏度必须使用专用稀释剂，如需待用，必须经过试验。涂刷第一层底漆时，涂刷方向应该一致，接槎整齐。涂层有缺陷时，应分析并确定缺陷原因，及时修补。修补的方法和要求与正式涂层部分相同。旧桥桩基防护施工根据设计图纸，对因河道冲刷或何地规划断面下挖导致桩顶外露，采用桩顶防护进行加固。具体施工工艺流程及方法如下：图4.2.3桩基防护施工工艺流程1施工准备由于是在原桩基周围进行基坑开挖，对基坑进行开挖过程之中，开挖过程中要进行不断的抽水，同时要连续不断的快速施工，弃土堆尽量远离基坑，开挖到桩基混凝土面无病害后，确定其完整性，然后浇筑10cm厚素混凝土封底。并留取好积水坑，以便及时抽水，有助施工。2植入钢筋(1)先准确定位，定出植筋位置，做好标记。钻孔时如遇钢筋，应在偏离原孔位3~5cm处重新钻孔。(2)用水钻进行钻孔。根据设计钢筋的直径大小、植筋深度选择钻头。钻头直径大于植入钢筋直径3~6mm，成孔深度大于设计深度5~10mm。另外应注意原混凝土构件厚度不能满足深度要求时，应将深度适当减小，以免将原混凝土壁穿透。钻孔前把结构物表面的水、油等液体清理干净，以防污染孔洞。(3)成孔后首先用无油压缩空气把孔内粉尘清除一遍，同时把结构物表面的粉尘也清除掉；然后用专用电动毛刷把孔壁上的浮尘刷掉；最后再用细软管将无油压缩空气通入孔底清除2~3遍。(4)水、油等液体会破坏植筋结构胶的强度，所以植筋孔内如果不慎进入水、油等液体，必须对孔壁进行干燥处理。孔壁干燥一般有两种方法：一是火焰干燥，如果孔内只进入污水就可以采用火焰干燥，火焰干燥一定要掌握好火焰的强度，不要烧坏结构砼。二是化学干燥，如果孔壁被油污染，就采用能溶解油且挥发性强的化学试剂进行干燥。孔内进入水也能采用化学干燥法。(5)化学清孔分为两步：第一，用沾丙酮的棉刷反复刷孔壁直到孔壁浮尘完全粘到棉刷上，棉刷较脏后应重新换新棉刷，保证孔壁完全清洁。第二，待孔内丙酮完全挥发后，用清孔胶清孔。清孔胶由主剂和辅剂组成，使用时现场按照比例配制。清孔胶清孔时先给孔内注入适量胶体，然后用钢筋充分搅拌胶体把孔壁上的浮尘粘在胶体内，直至清孔完成。(6)制胶植筋用结构胶由三部分组成：主剂、辅剂、催化剂，制胶时把三种材料按比例及次序放入容器，用搅拌器充分搅拌直到均匀。制胶时一定要严格按照比例配制。(7)钢筋首先要按设计尺寸进行下料并弯曲成型，然后用人工或机械进行除锈，除锈一定要彻底，否则影响植筋质量。另外，钢筋植入端用砂轮把尖角磨掉，以便顺利植入。(8)清孔、制胶及其它准备工作都完成后，给孔内注入适量结构胶，轻轻植入钢筋。植入钢筋时不能太快太猛，应尽量缓慢一边植入一边转动。另外，钢筋一定要植到底，结构物侧面及底面植筋时钢筋植入后一定要用支撑支撑好，以防钢筋松动或脱掉。钢筋植入后把洞外多余的结构胶刮掉。(9)养护植筋养护主要是指在结构胶强度形成以前防止钢筋被碰动或被水、油等侵蚀。(10)植筋胶的原料因具有腐蚀性、挥发性和易燃性，所以应密封保存，操作配制时，工作人员应穿防护服、戴口罩和防腐蚀手套。3模板安装及混凝土浇筑(1)模板安装①桩基施工前，首先进行精确放样，在基础底部放样出墩、台身控制线。②桩基模板采用专业厂家精加工的整体不变型钢模板，钢板厚度不小于5mm，严格控制加工精度和拼装精度。桩基模板采用定型钢模板。③模板安装时采用在现场拼装，分片起吊安装。④安装前，应对模板内面进行除锈或清理，涂刷模板油。⑤模板接缝必须严密，并应在接缝处使用海绵胶条防止漏浆。(2)混凝土浇筑浇筑前，对桩基钢模板周边缝隙进行封闭处理，避免浇筑过程中出现漏浆。混凝土采用细石混凝土，混凝土振捣采用附着式振捣器与φ30型插入式软轴振捣棒配合振捣密实，软轴振捣棒移动距离不超过振捣棒作用半径的1.5倍，振软轴振捣棒振捣过程中，应做到快插慢拔，插入点要均匀排列，逐点移动的顺序进行，严防漏捣、欠捣和过振。当空隙小时，采用附着式振捣器进行模板外侧振捣的方法，提高混凝土的密实度。振捣上层混凝土时要插入下层混凝土5~10cm，使两层混凝土结合牢固，且对每一振捣部位要振捣至混凝土停止下沉、不冒气泡、表面平坦、泛浆为止。混凝土浇筑必须连续进行且浇筑速度适当，不得间歇。当因故间歇时，其间歇时间宜缩短，（通过实践总结得出：其间歇时间不得超过2h，当温度高达30℃左右时，不得超过1.5h；当温度低于10℃左右时，可延至2.5h）。浇筑过程中，设专人对桩基模板的稳定性、连接加固件的巡视，发现问题应及时处理。浇筑完成后应派专人对桩基进行覆盖洒水养护。桥台加固桥台加固台身外包混凝土：旧桥桥台台背墙及台帽经凿毛与植筋处理后，进行外包混凝土加固，厚度可根据加宽侧桥台台身前墙位置进行调整，使新旧桥梁桥台前墙对齐，以K416+787.1通道桥台为例，设计加宽桥台台身利用左侧匝道桥台，凿除原有台帽，加固台身，整体浇筑新台帽。图4.2.4-1外包混凝土示意图4.2.4-2台身加固工艺流程(1)表面处理首先凿除原有台帽、耳墙、挡块，对新老混凝土结合处劣化混凝土凿毛至坚硬、结实的混凝土表面，对外露钢筋除锈后涂刷阻锈剂，然后用并入砂浆修补。过程中密切关注结构的变化，注意不得损坏混凝土主体结构。凿除区域周边宜凿成规则的多边形，开凿范围以见新鲜密实混凝土为止，开凿区以及孔洞的四周边宜做成台阶状，台阶高差以不小于3cm为宜。(2)钢筋加工放样应按施工图纸及施工现场实际情况，以1：1的大样放出构件几何尺寸及各部分连结节点，并交质检人员检查，确定无误后，方可下料施工。将钢筋表面清理干净，对于焊接点附近的浮锈和陈锈必须清除。加工台上各弯折点应精确放出，以保证钢筋成型精度。钢筋的切断应采用钢筋切断机、砂轮机、断线钳，不得使用电弧焊、氧焊切割钢筋。钢筋应平直无局部弯折，加工后的钢筋不应有消弱钢筋截面的伤痕。(3)植筋绑扎施工前必须按施工图定位放样出植筋位置，做好标记。钻孔时如遇钢筋，应在偏离原孔位3~5cm处重新钻孔。给孔内注入适量结构胶，轻轻植入钢筋，钢筋植入后把洞外多余的结构胶刮掉。布置正方形网片，用扎丝间隔绑扎，钢筋搭接要牢，为保证浇筑砼时钢筋保护层厚度，且必须保证在砼表面看不到垫块痕迹，可采用塑料垫块或钢筋骨架外侧绑扎特殊造型的同级砼垫块，以增加砼表面的美观性。图4.2.4-3桥台补强层钢筋构造(4)模板安装检验合格后，即可进