惠河桥梁加固设计交底.docx
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惠河桥梁加固设计交底
G25长深高速公路惠河段桥梁加固维修工程
施工图设计
设计交底报告
中国公路工程咨询集团有限公司
二○一三年十月
设计交底报告
一、概况
G25长深高速公路惠河路段，为惠州至河源段高速公路，分一期和二期工程分期建设；一期工程全长约30公里，于2001年建成通车，二期工程长约51公里，于2003年建成通车。
二、设计依据及技术指标
（一）设计依据
1．《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ23-2008）；
2．《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）；
3．《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
4．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD63-2004）；
5．《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；
6．《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011；
7．《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）；
8．《公路养护作业安全规程》（JTGH30-2004）；
9．《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4-2004）
10．2012年9月广东交通集团检测中心《G25长深高速公路惠河段桥梁定期检查报告》（共三册），第一章综述（第一册）第二章各桥梁检查报告（第二册和第三册）；
11．设计委托书。
（二）设计技术指标
1．设计荷载：
汽车—超20级
2．验算荷载：
公路—
级
3．地震烈度：
度区，按Ⅶ度设防
三、设计范围
（一）7座急需处理的桥
K3535+678横岭分离式立交桥、K3540+385柏朗村麻陂河大桥、K3548+940里塘村大桥、K3549+930雷公河大桥、K3565+365.55金龙大道跨线桥、K3577+933东江大桥、K3586+003大桥；
（二）起点至K3550+000范围21座一般病害桥。
四、桥梁主要病害
（一）K3535+678横岭分离式立交桥病害汇总见下表。
K3535+678横岭分离式立交桥病害汇总表
病害
部位
裂缝（m）
砼破损
蜂窝、
麻面
支座（个）
其它
病害
δ＜0.15mm
δ≥0.15mm
（m2）
（m2）
剪切
变形
偏位
脱空
剪断定位螺栓
上部
结构
128.5
/
1.4
/
/
/
/
/
/
下部
结构
3.15
24.8
0.74
/
/
/
/
/
/
合计
135.15
24.8
2.14
/
4
156
177
12
/
（二）另外6座急需处理的桥（K3540+385柏朗村麻陂河大桥、K3548+940里塘村大桥、K3549+930雷公河大桥、K3565+365.55金龙大道跨线桥、K3577+933东江大桥、K3586+003大桥）病害汇总见下表。
另外6座急需处理的桥病害汇总表
桥位桩号
病害部位
裂缝（m）
砼破损（m2）
伸缩缝（条）
支座（个）
剪切变形
偏位
脱空
开裂
δ<0.15mm
δ≥0.15mm
K3540+385柏朗村麻陂河大桥
桥面系
上部结构
127.7
16.0
0.10
下部结构
42.0
0.32
22
6
18
K3548+940里塘村大桥
桥面系
上部结构
127.7
16.0
0.10
下部结构
16.8
0.7
9
21
36
K3549+930雷公河大桥
桥面系
3.21
上部结构
5.7
0.52
下部结构
48.9
5.5
0.10
25
9
112
11
K3565+365.55金龙大道跨线桥
桥面系
1.10
上部结构
43.6
8.6
下部结构
5.1
3.5
0.10
4
6
146
K3577+933东江大桥
桥面系
0.67
上部结构
35.7
19.5
0.18
下部结构
5.9
19.9
2
27
K3586+003大桥
桥面系
上部结构
710.0
277.5
0.36
下部结构
39.6
8
3
87
合计
1209
367
6.75
2
68
15
288
179
（三）起点至K3550+000范围21座一般病害桥汇总见下表。
21座一般病害桥病害汇总表
序号
桥名
上、下部裂缝（m）
上、下部砼破损（m²）
支座（个）
δ<0.16mm
δ≥0.16mm
脱空面域>30%
开裂≤50%
1
K3518+020埔前河大桥
26.32
0.65
2.0045
1
2
K3518+773.5瓦雪片中桥
1
3
K3521+350苏茅埔中桥
2.4
4
K3523+085石坝河中桥
0.6
15
5
K3525+826.5小桥
314.39
0.94
0.135
8
6
K3526+250五大门中桥
28.1
0.03
4
7
K3527+097下坑村中桥
7
8
K3529+435罗坑中桥
1.7
0.045
28
9
K3530+071茅背岭中桥
5
10
K3532+293简下垄中桥
20.07
1.12
6
11
K3536+110通道桥
1.3
12
K3538+216麻陂河老虎岭大桥
6.65
4
13
K3539+770杨村互通跨线桥
4.5
9
14
K3543+029通道桥
9.3
4.6
0.12
15
K3545+890杨村河大桥
45.1
2.21
0.502
5
23
16
K3546+375通道桥
40
17
K3547+725通道桥
260.4
1.6
18
K3549+365龙头潭大桥
16.52
0.98
0.35
9
3
19
K3553+446柯树凹中桥
0.95
0.105
6
20
K3554+020通道桥
286
21
K3554+990通道桥
0.8
1
合计
1058.5
17.58
4.4115
103
32
五、维修方案
（一）K3535+678横岭分离式立交桥
1．桥面系
在右幅1～5#墩柱对应沥青砼桥面有5条通长横裂，每条长12.75m，宽1～3mm。
病害原因是梁体简支，桥面连续墩顶桥面受拉，导致横向开裂。
维修处治采用改性乳化沥青进行封闭灌浆处理。
同时应同步加强维修处理后裂缝位置的观测。
2．上部结构
裂缝主要为梁底部分未封闭的横向裂缝，缝宽0.08～0.14mm，主要产生在L9，L18，L22，R6，R18等孔。
详见桥梁病害一览。
裂缝宽均小于0.15mm，采用裂缝封闭处理。
其次为砼破损有13条梁，总面积1.4m²，采用丙乳砂浆或丙乳细石砼修补。
3．下部结构
缝宽小于0.15m裂缝，共3处，位置在L6-5#墩，2#和6#梁底下方，R18－18#墩，2#立柱上方。
采用裂缝封闭处理。
缝宽大于等于0.15mm，共8处，位置在L6-5#墩6#梁底下方，L19－19#墩1#和2#立柱上方，R31－31#墩盖梁外侧挡块，L0#台护坡顶部，采用裂缝灌浆处理。
墩柱裂缝修补后应加强养护观察，如裂缝继续开展，则建议采用粘贴碳纤维布进行维修加固。
砼破损共11处，总面积0.74m²，采用丙乳砂浆修补。
4．支座
本桥的主要病害为支座。
（1）板式橡胶支座
空心板梁整体脱空支座2个，均为20m空心板，位置在L16-16-3-2#脱空2mm和R11-10-1-2#。
以恢复支座的正常使用功能为原则，对其进行重新安装或塞垫钢板处理。
检查报告只说脱空不是缺失，故采用塞垫钢板处理。
局部脱空的支座，通常采取塞垫楔形钢板的方式进行处理。
由于支座局部脱空对结构受力无明显不利影响，仅对支座自身受力及耐久性不利，考虑到本桥局部脱空的支座有175个，数量较多，分布较分散，从以往的现场加工楔形钢板，质量较难保证，故对局部脱空的支座楔形钢板塞垫的钢板，采用工厂集中加工，以保证质量。
从检查的情况，局部脱空的面域最大2/3，脱空最大高度12mm，根据常规，脱空面域超过30%进行塞垫，小于30%一般不作处理。
在日常养护加强检查观察，如有增大则采取塞垫加固。
须塞垫的支座详见支座维修加固工程数量表。
偏位支座共156个，最大偏位12cm，多数偏位在4cm及以下。
偏位支座主要由于施工原因造成，如支座放样不准，安装偏位等。
也存在梁体伸缩变形过程中形成。
偏位支座养护维修原则上超过1/3进行更换，支座更换时，对同一墩，左右二排支座须一并起顶予以更换。
但如只一个支座需处理，同一排其他支座均完好时，本次不予更换，加强养护观察。
剪切变形对于存在剪切变形支座，当剪切变形过大时将影响支座受力，降低其后续剪切变形性能。
本次检查共4个支座存在剪切变形。
剪切角度8º二个。
6º二个。
剪切方向均向左。
对剪切变形能力，按照剪切变形大于规范限值35º的进行更换处理。
对支座剪切变形小于35º，但是大于20º，且存在明显开裂的支座进行更换处理。
因剪切角度均较小，不予处理。
（二）另外6座急需处理的桥（K3540+385柏朗村麻陂河大桥、K3548+940里塘村大桥、K3549+930雷公河大桥、K3565+365.55金龙大道跨线桥、K3577+933东江大桥、K3586+003大桥）以及起点至K3550+000范围21座一般病害桥
1．桥面系裂缝（含桥头搭板）
裂缝：
均采用改性乳化沥青灌缝封闭处理。
砼桥面破损：
凿除破损砼，用C40特快硬砼（掺配入适量聚丙烯纤维（试验确定））修补平整。
2．伸缩缝
橡胶条破损，采用更换新止水橡胶条。
K3565+365.55金龙大桥，L12#台顶伸缩缝橡胶止水带须更换；K3577+933东江大桥，L9#、R17#墩顶伸缩缝橡胶止水带须更换。
3．上部结构
结构裂缝宽度小于0.15mm的砼表层微细独立裂缝或网状裂纹采用表面封闭法。
结构裂缝宽度大于等于0.15mm的单独裂缝、贯穿性裂缝、梁体拼接块间裂缝及蜂窝状局部缺陷采用“壁可法”进行注浆灌缝处理，灌浆胶采用优质A级环氧灌缝胶。
梁体砼破损较浅区的破损，用丙乳砂浆修补，对破损深度超过10mm用丙乳细石砼修补。
胶缝砂浆脱落，一般不作处理，也可采用高强度丙乳细石砼或丙乳砂浆修补。
如胶缝开裂，贯到桥面纵裂，如缝宽通长又严重，则需贴横向钢板处理或重新铺设桥面处理，或设横向体外预应力加固等。
K3577+933东江大桥部分箱梁中跨底板锚固块贴钢板加固，详见图纸。
4.下部结构
裂缝宽度＜0.15mm的微细独立裂缝或网状裂纹采用表面封闭法。
裂缝宽度≥0.15mm的单独裂缝进行注浆灌缝处理。
养护应加强观测，如有发展，改粘贴碳纤维布加固处理。
砼破损，表面破损用丙乳砂浆修补，深度破损如有钢筋外露，则将钢筋除锈，凿除松动砼，用丙乳细石砼修补
锥坡填土淘空，用土回填夯实，必要时铺砌片石防护。
K3540+385柏朗村麻陂河大桥、K3548+940里塘村大桥、K3586+003大桥等三座桥部分盖梁贴钢板加固，详见图纸。
5．支座：
剪切变形：
支座剪切角大于35°，更换支座，共有184个支座产生剪切变形，剪切角均较小，不予处理。
偏位支座共41个，需进行纠偏，原则上偏位超1/3进行更换支座处理。
脱空支座：
采用楔形钢板塞垫。
开裂支座：
有328个，原则上开裂超50%应进行更换支座。
受养护资金控制，本设计暂采用环氧胶封闭，防止支座钢板锈蚀。
支座钢板锈蚀，进行除锈，加涂防锈剂。
六、施工工艺及注意事项
（一）裂缝处理
1．裂缝表面封闭法。
对所有宽度＜0.15mm，采用环氧水泥在其表面进行反复涂抹，使材料渗入裂缝内，达到对裂缝的封闭弥补。
涂抹前先将需封缝的表面清除干净，洗刷吹干，才进行涂抹。
2．裂缝灌浆处理
对所有宽度大于0.15mm的裂缝进行灌浆处理，灌浆胶采用优质A级环氧灌缝胶。
施工步骤为：
缝口表面处理→粘贴注浆咀和出浆咀→封缝→密封检查→灌浆→封口结束→检查。
1）对混凝土表面进行处理，清除松散灰浆、砂粒、油垢，使混凝土表面保持干净。
灌缝过程中，裂缝宜处于干燥状态（灌缝有特殊要求的除外）。
为保证封缝质量，裂缝两边各3～5cm内的混凝土表面，应打磨出均匀的新鲜面。
2）粘贴注浆咀和出浆咀
等清缝处理后，骑缝用环氧胶泥粘注入座，注入座的间距以36-40cm为宜，原则上窄宜密，缝宽可稀。
但每一条裂缝至少有一个进浆孔和排气孔。
3）封缝
在经甲苯或工业丙酮擦洗干净的混凝土表面上，涂抹一层薄薄的环氧树脂基液，待其初凝后，用环氧胶泥抹压进行封缝处理，并用橡皮刮板将表面刮平整，防止产生小孔和气泡，厚度控制在2mm左右。
等环氧胶泥初凝过后，表面涂刷二次环氧树脂基液。
4）密封检查
待封缝胶固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从灌浆嘴向缝中通入气压为0.2MP的压缩空气，检查密封效果，对漏气部位进行补封处理。
试气对于竖向缝可从下向上，水平向缝由低端往高端进行。
5）灌浆
A．将注入器的连接端安装在注入座上，用力不要过猛，以免损坏座的颈部。
将注入胶按比例配合，装入黄油枪，连接注入器注入端，开始注入，当橡胶管膨胀至充满限制套时停止注入。
如果注入器膨胀后收缩较快，说明该裂缝较深，缝内空隙较大，要对注入器补灌，直到膨胀状态。
B．灌注的次序
对于水平裂缝，宜由低端逐渐压向高端，对于竖向腹板裂缝由下向上逐渐压注。
6）封口结束
灌注结束后，胶液自行固化（10-24h）,用手捏注入器随时了解固化情况，待胶液固化后，敲掉注入器和注入座，如有必要，用砂轮机把密封胶打磨平整。
并使其颜色与原混凝土结构表面尽量保持一致。
7）检查
灌注结束后，应检查补强效果和质量。
凡有不密实或重新开裂等外观不合格情况，应及时采取补灌等补救措施，确保工程质量。
必要时可钻芯取样以检查灌缝是否饱满、密实，取芯数量依据相关技术规程现场确定。
（二）修补破损砼表面施工工艺
混凝土表面修补按照病害情况分两种情况进行处理。
对疏松层较浅、病害范围较小的区域采用丙乳砂浆修补，对孔洞及深度超过10mm的深层疏松层采用丙乳细石混凝土修补。
1．丙乳砂浆使用方法及注意事项：
1）丙乳需储存在0度以上的环境中，丙乳砂浆施工要求气温高于5℃。
2）一般使用32.5级以上的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，砂子需过2.5mm筛，水泥及砂子均需满足有关规范规定。
3）施工前须清除基底表面污物、尘土和松软、脆弱部分，并对基面加以喷砂或人工凿毛（深度1-2mm），然后用清水冲洗干净，施工前应使待施工面处于饱和状态（但不应有积水），在薄层修补区的边缘宜凿一道3-5cm的深齿槽，增加修补面与老混凝土的粘结。
4）根据工程要求，选定灰砂比及丙乳掺量，应选灰砂比1：
（1.6-2）砂浆，丙乳掺量为水泥用量25%-30%。
施工前根据现场水泥和砂子及施工和易性要求通过试拌确定水灰比。
5）丙乳砂浆拌制时，先将水泥、砂子拌均匀，在加入经试拌确定的水量及及丙乳，充分拌合均匀，材料必须称量正确，尤其是水和丙乳，拌和过程中不能随意扩大水灰比，每次拌制的砂浆，要求能在30-45分钟内使用完，不宜一次拌和过多数量。
6）在涂抹砂浆时，修补面上需先用丙乳净浆打底，净浆配合比为1kg丙乳加2kg水泥拌制成浆，在净浆未硬化前，即铺筑丙乳砂浆。
仰面和立面施工，涂层厚度超过7mm时，需分二次抹压，以免重垂脱空，砂浆铺筑到位后，用力压实，随后就抹面，注意向一个方向抹面，不要来回多次抹，不需第二次收光。
修补面积较大时，可隔块跳开分段施工。
7）丙乳砂浆早期干缩偏大，应特别注意加强早期养护，丙乳砂浆表面略干后，宜用农用喷雾器喷雾养护。
一昼夜后在洒水养护七天即可自然干燥，在阳光直射或风口部位，注意遮光、保湿。
8）如果施工面为斜面或曲面，施工应从较低部位开始，然后依次施工到较高部位，修补面积较大宜分段分块间隔施工，以避免砂浆干缩开裂。
2．丙乳细石混凝土施工方法及注意事项：
1）采用丙乳细石混凝土配合比参照前述丙乳配合比由实验室确定，要求一天抗压强度不小于30MP，7天抗压强度不小于40MP，28天抗压强度不少于50MP。
可添加适量膨胀剂，补偿收缩。
2）修补施工程序
（1）首先将疏松区劣质混凝土凿除，其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，开凿区以及孔洞四周边宜做成台阶状，台阶高差以不小于3cm为宜。
（2）剔除开凿表面（新旧混凝土结合面）的浮石，并清洗开凿表面，饱水24小时。
（3）在保持结合面湿润但无自由水的情况下，涂刷丙乳净浆，立模浇筑丙乳细石混凝土并振捣密实，终凝后及时拆模覆盖湿麻袋保持潮湿7天。
（4）养护7天后，在修补区的外露表面无尘埃、无自由水且湿润的条件下，用丙乳净浆在纵横向分批涂抹。
丙乳细石混凝土施工技术要求与丙乳砂浆施工技术要求基本相似，可参照执行，这里不再赘述。
（三）盖梁压力注胶粘贴钢板施工工艺
1．灌注钢板结构胶的选用应采用优质A级无溶剂型改性环氧树脂类粘钢胶。
为确保钢板与被加固构件形成整体，粘钢灌注胶须能够均匀密实地填充于钢板与混凝土构件之间，应严格控制粘钢灌注胶的粘度在合适的范围内。
且无论产品本身或施工时都不得掺加任何溶剂。
为确保钢板与被加固构件以及其中的胶体三者能够共同工作和一起受力，胶体本身不会被拉断，钢板与混凝土之间的胶层也不致被拉脱，粘钢灌注胶的弹性模量必须大于4000MPa，与混凝土的正拉粘结强度必须大于1.2ftk，粘钢灌注胶的性能应符合国家标准《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）表4.5.5或《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ23-2008）粘钢及外粘型钢用胶粘剂安全性检验合格指标的A级胶的要求。
2．主要工艺流程为：
粘钢区域混凝土表面处理——钻孔植埋螺栓——粘贴钢带现场配套打孔与扁钢带粘贴面表面处理——安装钢板——安装灌浆嘴、排气孔——封边——灌注结构胶——封口——质量检查——扁钢带表面防腐处理。
3．粘贴钢板加固的施工要点
1）粘钢区域混凝土表面处理：
依据设计图的要求并结合现场量测定位情况，在粘钢加固补强区表面放出扁钢带位置大样，凿除表面疏松混凝土，打磨平整，再用钢丝轮清除表面浮浆，剔除表层疏松物，最后用压缩空气吹净表面粉尘，并用甲苯或工业丙酮擦拭表面。
2）钻孔植埋螺栓：
钻孔植埋全螺纹螺杆，其距粘贴扁钢带端部的距离应控制在5～10cm之间，植埋螺杆钻孔打盲孔前，应用钢筋混凝土保护层测试仪查明梁腹钢筋布置，避免钻孔打盲孔时碰及钢筋。
盲孔孔径和孔深严格按设计要求施工。
3）粘贴扁钢带现场配套打孔与扁钢粘贴表面处理：
依据现场实际放样进行粘贴扁钢带下料，并依据现场植埋的螺杆，先对所粘贴的扁钢带进行配套打孔，然后对扁钢带的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈和粗糙处理，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与扁钢带方向垂直，最后用脱脂棉沾甲苯或工业丙酮将扁钢带粘贴面擦拭干净。
4）安装钢板：
将钢板固定在螺杆上，并保证钢板与混凝土表面的间隙在3mm左右，可在每个紧固螺栓孔周围塞垫一定厚度的垫片以确保灌注胶层的厚度。
加固用钢板条尽量采用通长布置，若下料长度小于最大粘贴钢板长度，应用两条钢板对接焊成整体，焊接施工必须在打孔前完成。
要求焊接断面强度不低于钢材本身强度，同一条钢板最多允许有1个焊接面。
打孔位置应距离焊点不小于10cm。
5）封边：
将注入嘴粘结在钢板的注入孔上，注入嘴布置间距50～60cm，再在钢板角点处及钢板边缘插入排气管，排气管插入深度1～2cm，排气孔间距30～40cm，倾斜或垂直安装的钢板只需在顶边设置排气管。
然后用钢板封边胶封闭钢板边缘及注浆嘴周围间隙，完成封边。
6）灌注结构胶：
待封边胶固化后，用泵将粘钢灌注胶从注入嘴灌注到钢板和混凝土的空隙中，注胶工作应从一端开始，当邻近注胶嘴有胶液流出时，将当前的注胶嘴封闭，移至出胶的注胶嘴继续注胶。
当排气管中有胶液流出时则将其弯折扎紧。
注胶的同时用橡皮锤敲击钢板，由声音判断胶液流动情况及胶液是否注满。
倾斜及垂直安装的钢板要从最低位置开始注入。
要求灌胶之前先通气试漏，以不小于0.1MPa的压力压入胶黏剂，当排气孔出现胶液后停止加压，并用封边胶封堵，再以较低压力维持10min以上。
（四）东江大桥箱梁底板锚固块粘贴钢板施工工艺：
1．粘贴钢板采用优质A级无溶剂型改性环氧树脂类粘钢胶。
2．粘贴钢板加固的施工要点
（1）粘钢板区域混凝土表面处理：
凿除表面疏松混凝土，使坚实的混凝土石外露（约凿除5mm左右原表层砂浆），打磨平整，形成平整的粗糙面。
用压缩空气吹净表面粉层，采用甲苯或工业丙酮擦拭表面。
（2）将钢板除锈，擦拭干净表面。
粘贴的钢板尺寸根据粘贴区的高度或长度现场下料加工。
（3）在擦拭干净的钢板表面，摊涂2~3mm厚的A级环氧树脂，准确粘在加固板、采用支撑加压、将挤出的环氧树脂在钢板四周抹平整，封堵钢板。
加压时间维持30min以上。
（4）外露钢板防腐处理，防腐涂装前进行表面处理、除油、除盐分、除锈、除尘等工艺。
应按《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T723-2008）相关规定操作。
用手工涂刷无机富锌底漆1道，厚75mm,环氧封闭漆1道厚25mm，环氧云铁中间漆2道厚100mm，聚氨酯面漆2道，总厚度280mm。
（5）其他要求参照《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）的相关条规进行。
（五）支座维修施工工艺
1．板式橡胶支座更换
支座更换处理过程中既要保证不对梁体及桥面结构带来损伤，又要保证桥面行车安全，本次维修处治工程采用整体顶升梁体方案。
根据实际情况可单跨单端支座进行更换，也可双跨墩顶两侧同步顶升进行更换。
施工时应查找桥梁原始记录，保证千斤顶顶升吨位需大于2倍的梁体重量。
为使工作顺利开展，必须对整个顶升、处理过程实施监督、监控。
具体施工步骤如下：
（1）工作脚手架搭设
工作脚手架采用钢管碗扣架搭设。
地基夯实平整，碗扣架上下铺方木，上平铺脚手架板。
为了增强脚手架的稳定性，在脚手架外侧安装抛杆、内侧安装顶杆（顶在墩台上）。
（2）千斤顶及油泵校验
为了满足顶升同步的要求，千斤顶宜采用统一型号。
为了保证顶升使梁体受力均匀，根据现场情况，必须准备各种厚度的不锈钢板、垫块（钢垫块），为了使顶梁过程中不让千斤顶单独受力，用垫块分布受力来保证安
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