龙桥沟桥施工图设计说明.doc

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关于“黔江区龙桥沟桥加固改造工程施工图设计文件评审意见”的执行情况

2011年5月20日下午，重庆市公路养护行业协会在重庆市公路局三楼会议室主持召开了黔江区龙桥沟桥加固改造工程施工图设计文件评审会，参加会议的有重庆市交委、重庆市公路局、黔江区交委等单位的有关领导及专家。

参会人员审阅了设计文件，听取了设计单位安徽省交通规划设计研究院对设计情况的介绍，经讨论形成了评审意见（见前页）。

现将评审意见的执行情况阐述如下：

1、按照评审意见已对原桥现状进行了补充。

2、按照评审意见已补充桥梁加固前后的计算资料。

3、按照评审意见已补充桥梁所跨河沟的水文情况。

经现场调查和询问，该桥建成至今桥孔从未被洪水淹没，故该桥采用加厚拱圈的套拱方案不影响其泄洪能力。

4、按照评审意见已优化桥梁加固层结构的加固方案。

5、按照评审意见已补充施工期间的安保、环保措施及要求。

6、按照评审意见已补充施工期间的交通组织与施工组织。

一、工程概述

龙桥沟桥地处重庆市黔江区，位于省道S209务利路，桥位桩号为K15+210。

该桥全长19m，桥宽7m。

上部结构为净跨径10m的实腹式石拱桥，下部结构为重力式桥台（如图1所示）。

由于桥梁建设年代较久远，设计荷载等级低，建筑质量不高，随着使用年限的增加和超载车辆的日益增加，桥梁结构已出现较为严重的病害情况。

为了保证桥梁结构使用的安全性和耐久性，满足交通运输发展的需要，黔江区公路养护一段委托安徽省交通规划设计研究院对该桥进行加固设计。

图1龙桥沟桥全貌

二、加固设计标准和依据

1、设计依据

（1）设计合同

（2）重庆市黔江区公路桥梁定期检查报告

2、加固设计荷载标准

荷载标准：

公路—Ⅱ级

3、设计规范和参考资料

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

（2）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）；

（3）《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）；

（4）《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）；

（5）《公路旧桥承载力鉴定方法》（试行）；

（6）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；

（7）《桥梁病害综合治理研究报告》（重庆市科技攻关项目成果）。

三、桥梁病害状况及成因分析

1、原桥现状检查

由于该桥的设计、竣工资料缺失，设计人员到现场测量、了解、搜集、整理了该桥的基本资料及桥梁的病害状况。

经现场调查和询问，该桥建成至今桥孔从未被洪水淹没，故该桥采用加厚拱圈的套拱方案不影响其泄洪能力。

2、病害状况

设计人员在现场收集资料的基础上，针对该桥病害的成因进行了分析，为后续加固整治设计提供依据。

经调查，龙桥沟桥主要存在以下病害：

（1）主拱圈条石开裂、风化；（如图2、图3所示）

（2）侧墙杂草丛生、侧墙沿砌缝开裂；

（3）拱座基础部分悬空。

（如图4所示）

图2主拱圈条石开裂、风化

图3拱圈砌缝砂浆脱落

图4拱座基础悬空

3、成因分析

（1）由于桥梁基础埋设较浅，加之该桥施工质量不高，桥台基础在水流的冲刷下局部掏空，由于基础冲刷，桥台前墙失去支撑，致使拱圈开裂。

（2）桥面的防排水系统已经失效，雨水透过泥结碎石桥面及拱上填料渗透到拱圈，致使拱圈渗水泛碱，加速石料风化、砌缝砂浆失效脱落。

（3）桥梁养护不及时，周边杂草丛生，加速石料及砌缝砂浆的风化、脱落。

四、加固整治设计

1、设计原则

本着安全性、可靠性、经济性和可行性的原则，对龙桥沟桥的加固整治进行设计。

2、加固整治设计要点

（1）主拱圈及桥台裂缝进行封闭

对主拱圈及桥台裂缝进行封闭灌浆处理。

（2）对砌缝进行压浆处理

对拱圈砌缝采用C30水泥浆进行压浆处理,确保砌缝饱满。

（3）对桥台基础进行加固

因基础冲刷较严重，现挖除两桥台之间松散砂石至岩层，拟定挖除深度为1m。

要求基底承载力不小于350Kpa。

前墙加固层底部必须位于冲刷线以下，以保证加固后基础不会再次被掏空，工程量以实际计量为准。

在开挖松散砂石的整个施工过程中，必须保证基础不能外露，以确保原桥的整体稳定性。

应分段开挖松散砂石，开挖时需边开挖边植筋浇筑混凝土，以防桥台基础的脱空引起桥台及拱圈的进一步开裂。

开挖松散砂石时，应对老桥拱圈增设临时支架，以保证施工期间的安全。

在前墙底部植筋并浇注C25钢筋混凝土扩大基础进行加固，基础高度为1m，襟边为0.5m；若挖深大于1m，则应相应增加扩大基础的高度，并相应增加工程量。

基础采用钻孔植筋，植筋植入基础或基岩40cm，采用A级植筋胶锚固（植筋的施工工艺及要求与加固层植筋相同）。

植筋胶强度达到后，绑扎钢筋，形成钢筋笼，立模浇筑C25砼。

（4）对拱圈以及桥台前墙采用浇筑20cm厚钢筋混凝土套拱进行加固

为了提高原桥的承载力和整体性、增强结构的耐久性，采用钢筋混凝土增大截面技术对拱圈及桥台前墙进行加固，加固层厚度为20cm，两侧为15cm，采用C40混凝土。

为减少水泥用量，方便施工，按水泥用量的1%掺入高效减水剂，要求减水率大于25%以上。

要求严格按照加固设计文件施工，以达到新增钢筋混凝土层与原结构协调变形、共同受力及原拱圈抗风化、防水蚀的目的。

（5）对侧墙开裂进行灌浆、砌缝勾缝

对侧墙开裂处，用C30水泥浆进行灌浆封闭侧墙裂缝，并对砌缝进行勾缝处治。

（6）防水层和排水系统恢复

根据龙桥沟桥的病害情况，该桥的防水和排水系统已经失效，本次加固应予以恢复。

要结合桥面系的改造，根据设计的要求挖除部分拱圈上的填料和原防水层，重新铺设防水层，并设置倒滤层，疏通或重新埋设泄水管。

除此之外，重新铺设桥面泄水管，恢复全桥的防排水系统。

（7）新建防撞护栏

由于原桥无护栏，按现行规范予以新建防撞护栏。

新建桥梁的防撞护栏并设置护栏的钢筋混凝土基座。

护栏基座埋置在拱上填料和C30混凝土内。

为了增强防撞护栏与桥面基层的整体连接性，在护栏基座与桥面基层间设置长度为70cm，间距为90cm的拉杆。

（8）桥面铺装改造

通过挖除原桥面，增设钢筋混凝土桥面铺装予以改造。

桥面构造自上而下为：

10cm厚C40防水混凝土桥面铺装＋25cm厚C30混凝土＋砂卵石拱上填料＋10cm防水层。

桥面标高以顺接两侧道路路面标高为准，桥面横坡按双向1.5%设置。

3、加固前后计算结果

该桥承载力检算采用MIDASCIVIL有限元软件进行。

通过对该桥承载力检算与加固后内力分析，确定桥梁加固设计有关尺寸、材料，达到科学、安全、经济加固设计的目的。

下表列出了该桥在加固前、后拱脚、L/4、拱顶截面区段最不利截面的内力分析计算结果。

表2.1 加固前强度验算

位置

计算轴力

N（kN）

抗力设计值

N（kN）

富余量

拱脚截面

6088

6884

-10.6

L/4截面

4611

6946

17.0

拱顶截面

4342

7875

31.1

说明：

富余量=（1-|Nj/Nu|）×100%

表2.2 加固后强度验算

位置

计算内力

N（kN）

抗力设计值

N（kN）

富余量

拱脚截面

6804

9514

10.6

L/4截面

4648

10513

44.7

拱顶截面

3707

10938

57.4

说明：

富余量=（1-|Nj/Nu|）×100%

五、施工步骤与工艺

主拱圈及桥台裂缝封闭→拱圈砌缝压浆处理→基础加固→拱圈及桥台前墙加固→侧墙灌浆、勾缝→防水层和排水系统恢复→防撞护栏施工→桥面铺装施工

1、主拱圈及桥台裂缝封闭

主拱圈及桥台裂缝采用灌浆机进行压力灌浆，其工序如下：

裂缝清理→钻孔埋嘴→压水（气）试验→灌注环氧砂浆→封闭灌浆嘴。

灌浆压力处于0.1Mpa至0.4Mpa之间，或根据实际试验情况进行调整。

达到强度后进行下一步的施工。

2、对拱圈砌缝进行压浆处理

（1）砌缝处理

检查砌缝情况，将砌缝内的旧砂浆较薄处或松动处剔除，并清理干净。

（2）钻孔埋嘴

嘴子是灌浆材料的喷入口，嘴子大小要适当，自重要尽可能地轻，以防因不易贴牢而坠落。

嘴子的布置原则是按50×50cm的梅花形布置（具体位置可根据施工现场适当调整），埋贴之前，先把嘴子底盘用丙酮擦洗干净，然后用灰刀将水泥浆抹在底盘周围，埋贴到布置点。

（3）嵌缝止浆

嵌缝止浆的目的是防止浆液流失，确保浆液流在灌浆压力下将砌缝填充密实，如嵌缝质量不好，则灌浆压力不能升高，即使是低压，浆液也会大量外漏，以致砌缝内不能得到有效的灌注，影响灌浆质量。

因此，当嘴子埋贴后，必须把其余砌缝全部封闭，进行嵌缝和堵漏处理。

封闭密实程度是压浆补强成败的关键，必须认真对待。

封闭的方法是：

挖除松散砌缝砂浆，深为3~5cm。

各个嘴子底盘周围5~10cm范围内用灰刀沿嘴子周围抹上水泥浆。

（4）压水（气）试验

上述封闭工作完成后相隔一天后，即可进行压水和压气试验，以便检查砌缝的封闭及嘴子的通畅情况。

（5）灌浆

经压水（气）试验检查，认为嵌缝质量良好，无渗漏现象后，即可配置浆液、准备灌浆。

往砌缝里灌注浆液，根据拱圈的砌缝脱落情况及施工条件的不同，可选择采用手压泵灌注或灌浆注射器灌注两种方法，灌注压力在0.2MPa左右，施工时从拱脚向拱顶对称注浆，每个注浆嘴的注浆量不应超过0.02m3，若达到0.02m3时还未灌满，则待所有灌注孔灌注完毕后，且在本次灌注三天之后进行第二次灌浆，以确保饱满且尽量少灌入拱上填料中。

3、基础加固

基础加固两边分开进行，先对一边基础围堰，把水引向另外一边，对松散砂石进行开挖，开挖时需分段，以防桥台基础的脱空引起桥台及拱圈的进一步开裂。

每段宜不大于1.5m，开挖一段后，打孔，植筋，绑扎钢筋，浇筑混凝土，待混凝土强度达到一定强度后方可进行下一段松散砂石的开挖及后续工作。

基础分段浇注时需做好钢筋的搭接工作。

4、增设钢筋混凝土套拱加固层

根据该桥的病害现状和计算结果，拱圈及桥台前墙采用增设20cm厚的C40钢筋混凝土加固层来提高原拱圈和桥台的整体强度、刚度和承载力。

为了保证施工质量，主拱圈的加固施工一定要严格按照下面的施工步骤进行施工：

（1）先围堰，将桥台施工面四周用粘土和袋装粘土填筑围堰，围堰应高出施工水位0.5m，单侧围堰长度为桥台宽加上4m。

挖除围堰内土体至原桥台基础，注意开挖时不要破坏原有桥台基础的安全。

用水泵抽排围堰内的河水。

（2）搭设支架，将拱圈腹面和桥台前墙的块石进行凿毛，清除松动的块石，并清洗孔洞及表面。

浇筑套拱混凝土前应充分湿润原拱圈底面及桥台前墙腹面。

为了防止新旧拱圈在拱顶部位脱开，应采取以下有效措施：

1）支架实施预压，浇筑混凝土时逐步卸载以消除支架变形的影响。

总预压量可取为套拱混凝土重量的1.1~1.2倍。

2）拱顶段预留压浆孔，在浇筑混凝土强度达到70%以上时，高压注入水泥胶浆。

3）拱顶段2~4m范围的支架设计为可顶升，在拱顶浇筑完混凝土且尚未初凝前，顶升该段支架模板，以消除塑形流动产生的空隙。

（3）对加固层钻孔植筋，同时进行钢筋下料。

1）植筋施工工艺流程：

植筋位置定位→钻孔→清孔→注胶→植入钢筋→养护→检验→合格后进行下一道工序。

植筋应按照以下步骤进行：

a．钻孔：

按设计要求锚固深度用冲击钻（电钻）钻入石块，锚固钢筋的钻孔直径按18mm进行控制；钻孔时，钻杆应垂直，确保钻孔深度符合设计要求，孔深偏差小于3mm。

b．清孔：

钻孔完毕后，用高压气吹出灰尘，同时用高压水冲洗及用钢丝刷清刷；第二次用高压气吹出清洗的水并用湿布擦去灰尘。

孔内要达到清洁、干燥、无尘。

c．注胶：

清孔完毕后，用手动注射枪开始注入符合国家标准的优质植筋胶。

胶水从孔的底部开始慢慢往上注，使孔内空气排出，注胶量为孔深的2/3。

但需注意的是，注胶前一定要确保孔内为干燥无尘。