桥梁加固施工设计方案.docx
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桥梁加固施工设计方案
国道205深圳段改建工程G5106标
桥梁加固施工方案
一、概述
由我公司承建的国道205深圳段改建工程G5106标段,起讫桩号K26+900〜K37+351.428。
设计起点K26+900位于龙岗街道办,终点K37+351.428位于深圳、惠州市域交界处,路线全长10.449km。
本标段共有现状主线桥梁6座,龙园路小桥、龙岗河中桥,西湖塘立交桥,丁山河中桥,屯梓河中桥和坑塘小桥,其中除丁山河中桥和龙岗河中桥II桥设计为拆除重建外,对其他的既有桥设计为加固利用。
加固设计的桥梁结构和加固概况如下表所示:
桥梁加固概况表
桥梁名称
结构形式
加固万式
上部结构
卜部结构
地基及基础
龙园路小桥
1x10m空心板,浆砌石墙式台身、扩大基础
裂缝封闭、梁体粘贴钢板、重做桥面铺装和台后搭板
桥台小孔子注浆加固、桥台框架锚杆加固
地基注浆加固
龙岗河中桥
1x21.6mT梁,桩
基础,柱式墩
梁体粘贴钢板、重做桥面铺装、伸缩缝和台后搭板、
盖梁植筋加大截面加固、重做挡块、
更换支座
无
西湖塘立交桥
2X20m空心板,磔墙式台身、扩大基础
梁体粘贴钢板、重做桥面铺装、伸缩缝和台后搭板、
桥墩粘贴碳纤维
无
屯梓河中桥
1x16m空心板,桩基础,柱式墩
梁体粘贴钢板、重做桥面铺装、伸缩
缝
盖梁、墩柱植筋加大截面加固、
桩基加固、承
台植筋加大
截面加固
坑塘小桥
1x10m空心板,浆砌石墙式台身、扩大基础
裂缝封闭、梁体粘贴钢板、重做桥面铺装和台后搭板
桥台小孔子注浆加固、桥台框架锚杆加固
地基注浆加固
二、加固材料的材料性能要求
1水泥和水泥混凝土
水泥和水泥混凝土的质量要求符合〈〈公路桥涵施工技术规范》
(JTJ041-2000)的有关规定。
2、普通钢筋
钢筋的材料性能必须符合国家标准(GB13013-91)的有关规定。
3、植筋胶
表2-1锚固用胶粘剂安全性检验合格指标
性能项目
性能要求
试验方法标准
A级胶
胶体性
能
劈裂"强度(Mpa)
>8.5
GB50367—2006
抗弯强度(Mpa
>50
GB/T2570
抗压强度(Mpa)
>60
GB/T2569
粘接性
能
钢-钢(钢套筒法)拉伸抗剪强度标准值(Mpa)
>16
GB50367—2006
约束拉拔
条件下带
肋钢筋与
混凝土粘
结强度
C30
①25
L=150mm
>11.0
GB50367—2006
C60
①25
L=125mm
>17.0
不挥发物含重(固体含重)(%)
>99
GB/T2793
4、封缝胶与灌缝胶
裂缝处理材料均要求达到下面指标:
表2-2裂缝修补胶安全性检验合格指标
性能项目
性能要求
试验方法标准
钢-钢拉伸抗强度标准值
(MPa)
>10
GB/T7124
胶体
性能
”强度(Mpa)
>20
GB/T2568
受拉弹性模量(Mpa)
>1500
抗弯强度(Mpa)
>30且不得呈脆性(碎裂状)破坏
GB/T2570
抗压强度(Mpa)
>50
GB/T2569
不挥发物含重(固体含重)(%)
>99
GB/T2793
可灌注性
在产品使用说明书规定的压力下能注
入宽度为0.1mm的裂缝
现场试验
注:
当修补目的仅为封闭裂缝时,可不做可灌注性试验。
5、粘钢胶
表2-3灌钢胶与粘钢胶安全性检验合格指标
性能项目
性能要求
试验方法标准
A级胶
胶体
性能
”强度(Mpa)
>30
GB/T2568
受拉弹性模量(Mpa)
>3.5X103
伸长率(%)
>1.3
抗弯强度(Mpa)
>45
且不得呈脆性(碎裂状)破坏
GB/T2570
抗压强度(Mpa)
>65
GB/T2569
粘接
性能
钢-钢拉伸抗男强度标准值
>15Mpa
GB/T7124
钢-钢小均匀扯离强度
(kN/m)
>16
GJB94
钢-钢粘接抗拉强度(kN/m)
>33
GB/T6329
与混凝土的正拉粘结强度
(Mpa)
>max(2.5,ftk},且为混凝土
内聚破坏
GB50367—2006
不挥发物含重(固体含重)(%)
>99
GB/T2793
6、钢构件的防腐涂装
对所有钢构件采用以下防腐涂装:
表2-4钢构件防腐涂装
涂层使用寿命
20年以上
表面处理要求
打磨处理到St2.5级(ISO8501-1:
1988)
涂层系统
产品名称
干膜厚度(um)
底漆
Primastic
锌加涂层
80
中间漆
Primastic
环氧云铁中间漆
100
二道面漆
FuturaAS
聚氨酯面漆
2X30
所有材料性能应严格符合国家相关行业标准,除上面所列标准之外,
所有胶体(灌缝、封缝、粘钢和植筋胶)的钢-钢粘结抗剪性能必须经湿热老化检验合格,湿热老化检验应在50C温度和98%相对湿度的环境条件下按〈〈混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)规定的方法进行。
老化时间不小于90d,经湿热老化后的试件,应在常温条件下进行钢-钢拉伸抗剪试验,其强度降低的百分率不大于10%。
三、施工准备工作
1、技术准备
桥梁加固的设计图纸已复核无误,施工测量放样,材料试验均已完成,具体资料附后。
2、人员准备
施工人员已进场,现场施工配备工人50人,现场管理人员配备见下表。
表3-1现场管理人员配备情况表
姓名
职务
职责
备注
张军
施工负责人
施工质量、施工进度
王予行
施工员
现场施工
王龙保
专职安全员
安全生产
王帮军
质检负责人
施工质量、施工工艺
黄培义
测重负责人
施工测量
曾文杰
试验员
试验
3、施工机械准备
表3-1主要施工机械、设备表
机械名称
规格
型号
额定功率
或容量(m3)
数量
(台)
备注
地质钻机
郑州
300mm
4
单斗挖掘机
PC400
0.9m3
2
轮式装载机
ZL50
2m3
1
自卸汽车
解放CA3160
15t
5
空压机
浙江、风神
11KW
1
手持式凿岩机
TO-18
2
潜孔钻机
KW-100
4.4kw
2
柴油发电机组
康明斯
150KW
1
手提砂轮切割机
1.5KW
1
压浆机
BW-150
7.5KW
1
扁式千斤顶
柳州
YC250
42
电钻
德国
喜得力
TE760,1.3
手磨机
德国
博世
[lb压吹风机
国产
碌振动棒
国产
钢筋弯切机
国产
GW6/40B
电焊机
国产
BY1250
高压压力灌浆机
国产
50L/min
碌切割机
国产
砂浆搅拌机
国产
150L
抽水机
国产
150mm直
径
洒水汽车
国产
8t
材料运输车辆
国产
8t
4、材料准备
水泥混凝土采用商品混凝土,从附近商品混凝土预拌站购买,用拌搅运
输车运至现场。
水泥、钢筋、钢板、碳纤维、结构胶、钢管、支座等均为外购材料。
1
裂缝灌注
m
2348.10
2
裂缝封闭
m
1700.00
3
缺陷修补
m2
166.00
4
重做桥面铺装
m2
2369.40
5
重做桥头拾板
m3
355.60
6
更换伸缩缝
m
213.00
7
更换支座
个
614.00
8
梁体粘钢板(6mm)
m2
982.40
9
梁体粘钢板(8mm)
m2
336.00
10
桥台小孔注浆
m
5241.00
11
桥台框架锚杆
m
3396.40
12
地基注浆加固
m
1635.00
13
桩基加固
处
1.00
14
墩柱加固
根
1.00
15
盖梁加固
根
4.00
主要材料用量见下表:
主要材料用量表
)丁与
名称
规格或型号
单位
数量
1
R235钢筋
R235
t
52.237
2
HRB335车冈筋
HRB335
t
292.936
3
冷轧带肋钢筋
D8.5
t
17.203
4
钢板
10mm、12mm厚
t
4.217
5
钢皎线
4S15.2
t
15.553
6
水泥混凝土
C50
m3
611.9
7
混凝土
C40
m3
192.9
8
混凝土
C30
m3
946.5
9
混凝土
C25
m3
497.4
10
混凝土
C10
3m
8.1
11
沥宵混凝土
m3
83.2
12
防水渗剂
GJ-921
m2
1928.5
13
橡胶支座
GJZ300X350X67mm
块
80
21
M10锚栓
M12
套
366
22
M10锚帽
M10
套
732
23
石粉
m3
3000
四、主要施工部位和工期安排:
1、全线桥梁的加固主要施工部位有:
地基及基础加固,墩台加固,梁
体加固,更换支座,重做桥面铺装、伸缩缝,台后搭板。
2、工期安排:
桥梁加固的施工工期为2008年10月25日-2009年7
月30日。
五、加固施工步骤
为确保加固效果,施工时须严格按照设计要求的加固施工步骤实施,
如需变更施工工序,需经过设计单位同意。
设计要求加固施工步骤做如下:
1、龙园路小桥和坑塘小桥的加固施工步骤:
(1)、修补梁体裂缝和破损位置混凝土。
(2)、对桥台进行地基注浆加固。
(3)、对桥台进行小孔注浆加固。
(4)、对桥台进行框架注浆锚杆加固。
(5)、进行梁体粘贴钢板加固。
(6)、重做桥面铺装与台后搭板、枕梁,回填夯实台后填土。
2、龙岗河中桥加固施工步骤:
(1)、修补梁体裂缝和破损位置混凝土。
(2)、进行梁体粘贴钢板加固。
(3)、对帽梁进行加固。
(4)、在桥台顶升梁体,更换支座。
(5)、重做桥面铺装和帽梁挡块。
3、西湖塘立交桥加固施工步骤:
(1)、修补梁体裂缝和破损位置混凝土。
(2)、进行梁体粘钢加固。
(3)、修补桥墩裂缝、粘贴碳纤维加固。
(4)、在桥台顶升梁体,更换支座。
(5)、重做桥面铺装和帽梁挡块。
4、屯梓河中桥加固施工步骤:
(1)、新增桩基和承台。
(2)、对1号墩盖梁和墩柱进行加大截面加固。
(3)、对梁体进行灌注钢板和粘贴钢板加固。
(4)、重做桥面铺装、修补台帽破损混凝土。
六、施工方法及施工工艺:
(1)、地基注浆加固
1、设计要求:
根据地质资料显示,龙园路小桥桥台下方持力层为粉砂土,容许承载
力为120kpa;坑塘小桥桥台下方持力层为粉砂土,容许承载力为150kpa;
两座小桥的地基承载力均不能满足使用要求。
设计要求对地基进行钢花管
注浆加固处理,挤密地基下方土体,提高地基下方土体的承载力。
地基注浆采用二次劈裂注浆,第一次为常压注浆,建议水灰比0.5;第二次为压力注浆,建议水灰比0.6,注浆最大稳定压力不得超过1.2MPa,注浆量按照每米钢管0.25T水泥计量,止浆标准原则上以注浆量为标准,但当注浆稳定压力超过1.2MPa时,可做为止浆标准。
如果前序孔注浆量过大,可适当调整浆液配比。
如遇以下任一情况,停止注浆:
1路面鼓起或局部冒浆;
2浆液沿注浆管壁击裂封堵层;
3台身局部变形。
地基注浆完成后,要求进行地基承载能力检测,要求承载能力不小于300kpa。
考虑到注浆加固的效果与注浆工艺密切相关,而如注浆时间、压力、注浆量以及浆液配比等关键参数,根据不同的土质情况,可能会发生变化,设计文件中给出的是这部分参数的常规取值或取值范围。
因此,建议对于劈裂注浆,首先试验1〜2个孔,通过各方协商后确定相关参数,以便指导施工。
2、施工工艺
施工前核对台身及基础实际尺寸,如与竣工图纸不符,施工单位应会同业主单位、监理单位和设计单位共同协商,考虑对钢筋混凝土框架补强层进行设计变更。
地基注浆加固处理的工艺流程如下:
测量放样k钻机就位k钻孔k安管制浆
次注浆二次劈裂注浆►检测
3、具体操作
(1)、测量放样:
采用钢尺沿横桥向放出地基注浆孔位,地基注浆孔位间距1.5m,孔位距桥台前墙50cm,与垂线方向的夹角为30度钻进桥台基底,孔底与桥台基底的垂直距离为3.0m。
放样时可与桥台小孔注浆孔位及锚杆位置一起放出,并用墨线标不■在桥台上。
放样完成后,与设计图纸核对,报监理验收后方可进行下道工序。
(2)、钻机就位:
采用KW-100潜孔钻机干法成孔,开钻前仔细检查钻机各操纵杆件是否可靠,钻杆、钻头是否完好,对弯曲变形,有砂眼、裂纹,漏风的钻杆一律不准使用以免在钻孔中断裂有孔道内,造成打捞困难
或废孔。
根据孔位的平面位置和角度,采用钢管搭设钻孔平台,将钻机与平台支架牢固固定,严格按设计要求的倾角调正钻机,轴线允许偏差不大于5mm。
(3)、钻孔:
成孔孔径91mm。
钻孔时按照设计要求的孔径及角度开孔,并要做到“一听、二看、三记录”的原则。
一听是根据潜孔钻锤在台身中冲击发出的声音,初步分析台身内部砌石和地质情况;二看是根据吹
出来的尘样分析台身内部变化情况,决定操作进度的快慢,给进压力的大小;三记是及时做好孔位编号,钻进时间,进尺深度记录资料及孔芯收取等原始资料的整理。
钻孔时漏风、卡钻的处理:
钻孔过程中如出现漏风导钻渣未吹干净而卡钻现象,此时应使用大风压空压机,利用4~6分镀锌管来回逐一直伸到残渣堆积层卡钻处,然后开风,人工拿镀锌管来回逐步慢慢吹捣,此时钻机严禁旋转,以免把镀锌管缠住,出现事故。
清理孔道,锚杆孔钻到设计深度后,要利用高压风将孔内残渣吹出,保持孔内清洁,孔壁无污染。
(4)、安管:
地基注浆管采用①48mm,壁厚3.5mm的钢花管,扩
大基础底面以上不设注浆孔眼,作为止浆段。
注浆孔孔径6mm,间距
40mm,沿管壁按45度角旋转布置,注浆孔完成后,钢管外贴密封胶布将注浆孔封闭;用PVC软管作为第一次注浆管,一次注浆管在钢花管入孔时与钢花管绑扎在一起,一直伸入到孔底。
将钢花管与第一次注浆管准确安放到内的孔道内,用M20水泥砂浆对止浆段进行封堵密实后,即可进第一次常压注浆。
(5)、制浆。
制浆时先放水,启动搅拌机,再按水灰比掺入水泥,搅拌均匀后倒入储浆桶内,储浆桶搅拌轮叶片应以50~100转/min速度搅动,待浆液储够一孔的注浆量后,接入注浆管注浆。
(6)、一次注浆:
一次注浆的水灰比为0.5,采用常压注浆,水泥浆从孔底向上浆,直到孔口返出正常水泥浆液,将孔内注满即可。
(7)、二次劈裂注浆:
在一次注浆后10~14小时即进行二次劈裂注浆。
注浆水泥用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.6。
二次劈裂注浆的时间、注浆压力和注浆量根据现场施工的实际情况调整,最大注浆压力不大于1.2MPa。
当地表或其他钻孔内出现冒浆、串浆现象时,应米取封堵措施或进行间歇式注浆;且使注浆不致造成台身、路面及既有路堤出现较大变形为限。
(8)、检测:
地基注浆完成后,对地基承载力进行检测,注浆加固后的地基承载力不小于300kpa。
4、压力注浆的注意事项:
(1)、钢管和水泥必须使用经检验合格的产品,钢管在使用前要进行除油、除锈,钢管内壁要清创、刷净,便于进行注浆,水泥必须确保在有效期内使用,受潮和结块变质的水泥不得使用。
(2)、按设计孔位进行放样定位,孔深要满足设计要求,钢花管要插
入孔底。
钢花管加工时要注意做好密封,在搬运途中损坏密封。
(3)、注浆操作中要做好注浆记录,记录每一孔、每一段注入的浆量、注浆时间、地表发生的跑浆,冒浆情况以及地表的变形情况,出现异常应立即采取相应措施,要时刻注意注浆压力变化情况,当压力上升较快时要采取低压档或暂停措施,防止爆管伤人或损坏注浆泵、压力表。
(4)、注浆次序严格按照设计图纸的要求进行,逐孔施工。
严禁先钻许多孔,再一一注浆的施行方式。
(5)、注浆压力表在施工前要进行标定。
(2)、桥台小孔注浆加固
1、施工工艺
桥台小孔注浆施工工艺流程如下:
测量放样k钻机就位k钻孔k安管制浆
常压注浆►检测
3、具体操作
(1)、测量放样:
采用钢尺沿横桥向按设计图纸放出桥台小孔注浆孔位。
龙园路小桥桥
台小孔注浆的孔位按照0.8mx1.0m梅花形布置,坑塘小桥桥台小孔注浆的孔位按照1.0mx1.0m梅花形布置,从桥台边缘50cm开始布孔。
小孔注浆孔成孔孔径35mm,注浆管采用直径25mm钢花管,注浆孔下倾角15度,深度以距台背边缘距离50cm控制;放样时可与桥台小孔注浆孔位及锚杆位置一起放出,并用墨线标不■在桥台上。
放样完成后,与设计图纸核对,报监理验收后方可进行下道工序。
(2)、钻机就位:
采用冲击钻机干法成孔,开钻前仔细检查钻机各操纵杆件是否可靠,钻杆、钻头是否完好,对弯曲变形,有砂眼、裂纹,漏风的钻杆一律不准使用以免在钻孔中断裂有孔道内,造成打捞困难或废孔。
根据孔位的平面位置和角度,采用钢管搭设钻孔平台,将钻机与平台支架牢固固定,严格按设计要求的倾角调正钻机,轴线允许偏差不大于50mm。
(3)、钻孔:
成孔选择在片石中部,在管口焊接接头钢筋,与竖肋主
筋焊接,兼做混凝土框架与片石桥台连接所需的植筋,如间距大于30cm,
则另外增加直径12mm钢筋作为植筋。
小孔注浆孔成孔孔径35mm,注浆孔下倾角15度,钻孔深度为距台背距离50cm。
钻孔探得台身厚度后,其余孔不得钻穿砌体,防止对台身损伤过大以及浆液流动无法得到控制。
钻孔时按照设计要求的孔径及角度开孔,并要做到“一听、二看、三记录”的原则。
一听是根据潜孔钻锤在台身中冲击发出的声音,初步分析台身内部砌石和情况;二看是根据吹出来的尘样分析台身内部变化情况,决定操作进度的快慢,给进压力的大小;三记是及时做好孔位编号,钻进时间,进尺深度记录资料及孔芯收取等原始资料的整理。
如钻孔时遇到片石局部松动的情况,停止钻孔,在孔内插入16mm直径钢筋,并用M20水泥砂浆填充注浆孔。
钻孔时漏风、卡钻的处理:
钻孔过程中如出现漏风导致钻渣未吹干净
而卡钻现象,此时应使用大风压空压机,利用4~6分镀锌管来回逐一直伸到残渣堆积层卡钻处,然后开风,人工拿镀锌管来回逐步慢慢吹捣,此时钻机严禁旋转,以免把镀锌管缠住,出现事故。
清理孔道,锚杆孔钻到设计深度后,要利用高压风将孔内残渣吹出,
保持孔内清洁,孔壁无污染。
台前注浆顺序按照设计图中数字从小至大的顺序,从下往上,按先外围,后中间的顺序进行。
每钻一个孔就立刻注浆,注浆必须保证浆液饱满,
注浆完成后方可施工下一个孔。
(4)、安管:
桥台注浆管采用①25mm钢花管,管口工作长度15mm。
注浆孔孔径6mm,间距40mm,沿管壁按45度角旋转布置,注浆孔完成后,钢管外贴密封胶布将注浆孔封闭,钢花管入孔时一直伸入到孔底。
将钢花管第一次注浆管准确安放到内的孔道内,注浆管孔口采用M20水泥砂浆封孔后,即可进行常压注浆。
(5)、制浆。
制浆时先放水,启动搅拌机,再按水灰比掺入水泥,搅拌均匀后倒入储浆桶内,储浆桶搅拌轮叶片应以50~100转/min速度搅动,待浆液储够一孔的注浆量后,接入注浆管注浆。
(6)、注浆:
采用常压注浆,小孔注浆按照每米钢花管0.3T水泥计量,原则上灌注纯水泥浆,建议水灰比0.6,施工时可根据实际情况调整浆液配比。
为防止过大压力对台身造成损伤,原则上采用常压注浆,当出现注浆量过小时,可采用间歇式注浆的方法进行调整,或者适当加压至不超过0.5MPa。
止浆标准为以注浆量为准,如果加压且间歇式注浆后仍然无法达到注浆量,可认为该孔可以止浆。
如遇以下任一情况,停止注浆:
1台身局部冒浆;
2浆液沿注浆管壁击裂封堵层;
3台身局部变形。
(7)、检测:
注浆完成后,要求在桥台进行抽芯质检,利用台身框架锚杆所钻设出的孔芯(钻穿浆砌片石桥台的锚杆孔道要求采用旋转钻,不得采用冲击钻)进行质检,要求芯样饱满,片石之间的空隙能够被充填密实。
4、桥台小孔注浆施工注意事项
(1)、小孔注浆为常压注浆,设计水泥用量为0.30t/m,理论终止注浆的标准为达到注浆量,同时,施工时应根据现场实际情况控制,首序注浆孔会出现注浆量偏大的情况,此时可考虑采用分次注浆、调整浆液配比等到施工方法控制,必要时可掺入细砂。
(2)、台身小孔注浆采用跳孔注浆的施工方式,注浆次序严格按照设计图纸的要求,逐孔施工。
严禁先钻许多孔,再一一注浆的施行方式。
(3)、钻孔探得台身厚度后,其余孔不得钻穿砌体,防止对台身损伤过大以及浆液流动无法得到控制。
每钻一孔就立刻注浆,注浆必须保证浆液饱满,注浆完成后方可施工下一孔。
(4)、台身注浆完成后必须采用抽芯质检的方法检验注浆效果,如果浆液填充不饱满,必须进行补孔注浆,补孔注浆可以选择在已成孔的中间进行。
(3)、桥台锚杆框架加固
1、设计要求
龙园路小桥和坑塘小桥在桥台前墙采用钢花管锚管框架加固措施。
在
桥台前墙立模浇注钢筋混凝土竖肋和横梁,尺寸30cmx40cm。
节点处设置钢花管锚管,长12.0m,与水平方向的夹角为150。
龙园路小桥横向间距2.5m,竖向间距1.5m;坑塘小桥横向间距2.5m,竖向间距2.0m。
框架竖肋上方与台帽通过凿毛植筋连接,竖肋向下伸至扩大基础。
锚管在台身内部不设注浆花孔,在台后土体设注浆花孔,二次劈裂注浆加固台后土
体,注浆最大稳定压力不得超过1.2MPa,注浆量按照每米钢管0.2T水泥计量,止浆标准同小孔注浆,原则上以注浆量为标准,但当注浆稳定压力超过1.2MPa时,可做为止浆标准。
如果前序孔注浆量过大,可以适当调整浆液配比。
2、施工工艺
桥台小孔注浆施工工艺流程如下:
测量放样一钻机就位——钻孔——锚管制安一谛U浆——►一次注浆——►二次注浆——框架钢筋制安——模板安装k混凝土浇筑►拆模及养护
3、具体操作
(1)、测量放样:
采用钢尺沿横桥向放出锚杆注浆孔位,锚杆注浆孔放样时可与桥台锚杆孔和框架位置一起放出,并用墨线标示在桥台上。
放样完成后,与设计图纸核对,报监理验收后方可进行下道工序。
(2)、钻机就位:
采用回旋钻机干法成孔,开钻前仔细检查钻机各操纵杆件是否可靠,钻杆、钻头是否完好,对弯曲变形,有砂眼、裂纹,漏风的钻杆一律不准使用以免在钻孔中断