信阳312国道公跨铁立交桥维修加固施工方案.doc

信阳312国道公跨铁立交桥维修加固施工方案1、工程概况312国道信阳公跨铁立交桥位于信阳市市郊，为312国道上跨京广（K975+216.30）、宁西铁路的立交桥，公路与铁路斜交31度。桥跨布置（自东向西）为：120m预应力砼空心板梁一联（40m60m40m）预应力砼T构320m预应力砼空心板梁，全桥长226.57m。行车道宽15m、两侧人行道各宽1.0m，桥面总宽17.0m。荷载等级为：汽车超20级、挂车120。上部结构为：（1）主跨采用60m预应力混凝土构（含跨径20m挂梁），为分离的双箱单室横截面。（2）挂梁采用跨径为20m的装配式钢筋混凝土形简支梁，每孔八片并列。大桥于1994年11月15日开工建设，于1995年12月30日建成并通车运营。2005年12月至2006年元月华中科技大学对该桥的现状、损伤破坏、病害以及承载力等进行了全面检测。检测后认为该桥需进行大修或加固。本次维修加固的主要内容有：（1）更换铁路上方T构挂孔简支T梁。（2）T构箱梁加固措施有：施加体外预应力；粘贴钢板；粘贴碳纤维布。（3）保留T梁加固措施有：施加体外预应力；粘贴钢板。2、总体施工方案及施工顺序该桥总体施工方案为：铁路上方T构挂孔处搭设吊架进行安全防护；在预制场内预制T梁后，采用汽车吊进行吊装。其余部位搭设脚手架进行施工。（有无进人孔，无进人孔则须开孔）T构箱梁及保留T梁的加固施工顺序为：裂缝处理 体外预应力施工 粘贴钢板、粘贴碳纤维布。3、主要项目施工工艺3.1 纵向体外预应力施工工艺 施工体外预应力前先进行箱梁顶板碳纤维布加固施工。3.1.1测量放样在体外索张拉施工时封闭交通。根据设计文件，将箱外控制点引入箱内每个横隔板处，经内业平差计算后，确定导线点的三维坐标数据，作为施工测量依据。放样采用全站仪极坐标法放样与校核。（1）张拉底座测量控制由于箱内梗肋可能存在施工误差，且两侧腹板高度不一致，施工时先对箱内尺寸进行复核。再将张拉底座位置放样至顶板上 。（2）隔板通过孔测量控制用全站仪测设钻孔位置到隔板上，并用水准仪控制钻孔标高。所有测量标志设置牢固可靠，且不受施工影响，在施工期间加强对测量控制点的保护，并定期复验各控制点，发现问题及时补测补设。3.1.2隔板钻孔采用取芯机进行隔板钻孔工作。根据测设的通过孔位置，安装取芯机。安装取芯机时注意控制取芯机的方向与通过孔的方向一致。取芯机安装完毕后即进行钻孔工作。钻孔完成后用水将孔内泥浆冲洗干净。3.1.3张拉底座施工（1）凿毛及横向剪力槽施工将张拉底座部分混凝土表面进行凿毛，以增强新、旧混凝土之间的粘接。凿毛以露出粗骨料为准。按设计图纸要求，将张拉底座部位顶板混凝土凿成锯齿状。（2）植筋 对植筋部位按设计图纸定位放线，用钢筋探测仪探测植筋处的钢筋情况若设计植筋位置有钢筋，适当调整植筋位置。 按设计要求的孔径在标记好的植筋部位进行钻孔。钻孔后，用压缩空气逐个清除孔内灰尘，吹三遍，确保孔壁无尘。 检查钢筋是否顺直，有锈渍的钢筋则用钢丝刷除去锈渍，用酒精清洗干净。将配制好的植筋胶直接放入胶枪中，将植筋胶注入孔内。将处理好的钢筋旋转着缓缓插入孔底，使胶与钢筋全面粘结。此时，若无植筋胶从孔内溢出，说明注胶量不够，则将钢筋拔出，重新注胶，再次插入钢筋，直至有植筋胶溢出孔口。固定后的钢筋不再扰动，待植筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎。自然养护至植筋胶达到设计强度。（3）布设普通钢筋、加强钢管为保证箱内施工安全，钢筋工程采用绑扎工艺。（4）混凝土浇注采用和易性良好的微膨胀混凝土，浇注前准备充分，确保一次浇注成型。另外，为保证混凝土的浇注质量，在箱梁顶板上张拉底座对应位置开孔，孔的大小为2020cm，分别作为浇注孔和出气孔。开孔时避免损伤箱梁顶板钢筋。配合比设计浇注混凝土前，预先进行混凝土配合比设计。保证混凝土强度、弹性模量符合设计要求。立模模板内侧涂抹脱模剂后，按设计位置布设模板。立模要求牢固，模板与原结构之间要进行密闭处理。浇注混凝土在箱梁顶板上墩顶加强段及转向板对应位置开孔，前序工作完成后。分层浇注混凝土，并分层振捣。3.1.4 预应力体外索支撑安装体外索支撑装置位置放样后，钻孔植入螺栓。3.1.5 预应力体外索安装设计采用OVMS5型19j15.2钢铰线进行加固，张拉锚固座采用混凝土结构。（1）预应力束的运输与安装成品索安装时，将钢束盘吊至桥上进人孔附近的简易放束支架上，再将钢束和卷扬机通过穿束器相连，用2t慢速卷扬机拽拉就位，为了防止钢束扭转、缠绞，穿束器和卷扬机相接处应能自由转动。为了防止钢束外包装纤维带磨损，同时减少摩擦力，在钢束转弯和横隔板等处加设尼纶轮进行导向，同时地面摊铺旧地毯等物防护。穿好预应力钢绞线后，安装支撑钢板，按将钢绞线按设计位置固定。（2）预应力束安装注意事项钢束拽拉到位后，进行清丝梳理，防止钢束发生扭转、缠绞和弯折现象。及时检查牵引卷扬机的机械性能和钢丝绳的完好情况。避免使用电弧或氧割等伤及钢束。3.1.6预应力束张拉预应力束张拉时要求沿箱梁中心线、桥梁中心线左右对称、均衡。（1）预应力束张拉顺序两个箱内共8束钢绞线分2次张拉完成。先张拉靠近腹板的4束钢绞线再张拉靠近中心线的4束钢绞线。（2）预应力束张拉预应力索张拉应力控制为2500KN，拟采用整体张拉施工。在安装锚具前，在锚垫板上画出锚圈外圈，其与锚垫板孔为同心圆，使张拉圈中心和锚垫板孔中心对齐。将工作锚圈分别套入各束钢铰线，然后装好夹片（使用工具锚夹片），套管敲击夹片，使夹片夹紧钢铰线。安装千斤顶（预先使活塞伸出12cm），将钢铰线卡在工具锚上，调整千斤顶位置，使千斤顶与锚垫板孔、工作锚圈位于同一轴线上。轻敲工具锚夹片，使钢铰线初步固定在工具锚上。初始张拉，两端同时启动，使钢铰线略微拉紧，并调整锚圈和千斤顶位置，进一步使锚垫板孔轴线、锚具轴线和千斤顶轴线均在同一轴线上。随后两端千斤顶同时加载至10的张拉控制力（con）。初始张拉后，用油性彩笔在钢铰线上画线，做好测量钢铰线伸长量的起点记号，另在锚板前端画线，用以辨认是否滑丝。张拉至100控制应力时，持荷静停5分钟。在持荷状态下，如发现油压下降，应立即补充至控制应力时的压力。同时认真检查有无滑丝、断丝现象。持荷5分钟并维持油压读数不变后，测量伸长量，检查伸长量是否符合要求。并做好钢铰线回缩量标志，即可回油锚固。整个张拉工序完成，在锚板处的钢铰线作上记号，以供对钢铰线锚固质量情况观察（观察24h）。张拉过程中，采用张拉力控制为主，以伸长量作为校核。实测伸长量与计算伸长量的误差范围控制在6的范围内。3.1.7防腐涂装张拉后的锚具夹片和无粘结钢筋端部，应涂满防腐油脂，并罩上防护罩，达到完全密封的效果。3.2 竖向预应力施工工艺竖向预应力筋采用直径为32mm精轧螺纹钢筋，抗拉标准强度fpk=785MPa，张拉控制力528.2kN。3.2.1 测量放样按照设计图将竖向预应力筋位置放样至桥面上及箱梁底板上。用钢筋探测仪探测钻孔处的钢筋，当竖向预应力筋位置与原纵向预应力筋位置冲突时，适当移动钻孔位置。不得损伤原纵向预应力钢索和普通钢筋。3.2.2施工顺序 对箱梁顶板预定位置和底板上相应的竖直投影位置钻孔，钻孔直径取46mm，并将顶板顶面钻孔处开槽，下凿混凝土42mm，面积上要保证锚板安放，凿平后抹上砂浆平置锚垫板;将箱梁底板处混凝土刷平。 对精轧螺纹钢筋涂防绣剂,将螺纹钢筋、套管、锚固端垫板、螺母等安装到位。在箱梁底板下安装作业架，施工人员将套有钢管的螺纹钢筋由上向下从桥面插入钻孔，并将套管与下垫板之间进行可靠焊接。锚固端采用楔形垫板，确保下垫板与箱梁底板混凝土可靠接触，保证精轧螺纹钢筋铅直。 在顶板顶面对精轧螺纹钢筋进行张拉。张拉时由张拉力控制，伸长量校核。在套管的梁底板顶面处钻一小孔，从此处对套管进行压浆，直至顶板顶面锚具螺帽小孔冒浆为止。(7)将固定端锚具封锚，在底板锚具外扣一半球状不锈钢罩，并用螺栓固定在锚垫板上，在壳上钻眼注浆封锚。(8)竖向筋下垫板除部分顶面外，其余各面需采用铁路钢桥保护涂装中第六套涂装体系进行防腐处理：水性无机富锌防锈底漆2道、棕红云铁环氧中间漆1道、灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆2道。3.3 T梁预制施工工艺本桥共计8片T梁，拟定全部在预制场集中预制。预制场布设2个制梁台座,拟投入1套模板；备有2台30t汽车吊机作为T梁的起重设备。（1）台座的设置空心板梁预制台座拟采用独立式台座，台座底模基础采用整体埋置式条形砼基础，槽底两侧设侧模支撑梁，通过短方木起到支撑外模的作用。台座基础找平后，横向布置短方木，间距30cm，上铺10mm厚钢底模，底模高程按设计要求设反拱，按二次抛物线形布置。（2）模板模板均采用新制钢模。外模板的夹搭方式为端模、侧模搁于底模上，侧模沿梁长分为4段，基本长度为5m。侧模直接落在底模上，通过侧向短方木支撑在侧模支撑梁上调整其垂直度，梁顶均设拉杆固定，板面涂脱模剂。（3）砼的浇注砼采用梁场现场搅拌生产，梁体浇注采用一端向另一端浇注，水平分层，斜向分段，一次性连续浇注的工艺。砼振捣采用插入式振动棒与附着式振捣器复合振捣，要注意底部砼的振捣。浇注完成后，空心板梁面作拉毛处理。砼浇注时，注意检查预埋件的设置。砼振捣时，应严格按振捣操作规程振捣，注意符合混凝土振捣密实的标志，即混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆、表面平坦。同时，尽可能地避免振捣器与钢筋预埋构件相接触，以防钢筋错位。（4）T梁吊装使用特制炮车运梁至工地，使用两台30T汽车吊进行吊装工作。3.4裂缝压浆施工工艺对于宽度大于等于0.15mm的裂缝采用“壁可”法进行压浆处理，以达到恢复结构承载力并提高结构耐久性的目的。“壁可”法采用自动压力灌浆器完成注胶工作。自动压力灌浆器是一种利用低压及毛细管现象注入低粘度树脂，对混凝土裂缝持压注胶的小型设备，适宜灌补0.05mm以上的裂缝，注胶起始压力大于0.3MPa，在注胶过程中保持0.2MPa的恒定压力，持续把注入材料渗透到最末端的细缝中。压力灌浆使用的裂缝灌浆材料，粘度低，具有很强的渗透力和良好的柔韧性，硬化后不收缩，具有良好的耐久性，具有瞬间固化特性，硬化后状态极为稳定；设计抗压屈服强度大于50MPa，抗压弹性模量1.5104MPa以上，抗剪强度大于10MPa，粘接抗拉强度大于3MPa。压力灌浆使用的封缝表面密封材料，采用高分子树脂系粘结剂，具有很强的结合力、适当的柔韧性和良好的耐腐蚀性，设计抗压屈服强度大于60MPa，抗压弹性模量4.0104MPa以上，抗剪强度大于11MPa，粘结抗拉强度大于3.4MPa。其施工工艺为：（1）裂缝调查及标注首先对裂缝情况进行详细的调查。测量其宽度，并根据宽度确定裂缝处理方法。并对封闭和灌浆的裂缝分别标记。（2）裂缝表面处理用角磨机沿裂缝走向宽约5cm范围内打磨至新鲜混凝土面，清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散层。然后，用高压空气将裂缝中混凝土碎屑、粉尘清除干净，再用棉纱浸酒精将沿缝两侧各3cm宽范围擦洗干净，并保持干燥。（3）埋设底座裂缝清理后，沿裂缝方向骑缝埋设底座。在裂缝交叉处、较宽处、端部以及裂缝贯穿处，均应粘贴注入底座。根据裂缝的宽度和深度，沿缝的走向按2535m间距布置底座。将密封胶的两种成分混合搅拌均匀，抹少许在注入座底面四边，将注入孔对正裂缝中心稍加力按压，使胶从底面的四个小孔中挤出，注意不要堵塞注入孔，粘好后避免错动注入座。混凝土基底状况不好时可适当扩展底座周围的粘结面积并对底座进行包覆。（4）裂缝的密封将密封胶刮抹于裂缝表面，密封胶厚度应为1.5mm以上。密封的范围为沿裂缝5cm宽度内。刮抹密封胶时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证密封可靠。尽量一次完成，避免反复涂抹。（5）密封材料的固化让密封胶自行硬化（在不同温度下约需410个小时）。（6）密封检查待密封胶固化后应进行压气试漏，检查密闭效果。试漏前沿裂缝涂一层肥皂液，从灌浆嘴通入气压为0. 20.4Mpa的压缩空气，若无冒泡现象，表示密封效果良好，否则均应修补密封至不漏为止。（7）配制灌注胶，连续注胶根据说明书中提供的灌注胶的配比，将主剂和固化剂准确称量后，倒入混合容器中搅拌均匀。配制好的灌注胶要在适用期内用完，以免浪费。将配制好的灌注胶倒入自动注浆器的软管中，把装有灌注胶的注浆器旋紧于注入底座上，松开弹簧进行注胶。注浆器中灌注胶不足时，及时补充。当灌注胶不能渗入裂缝中，且注浆器还保持一定压力时，说明裂缝已注满。注胶过程中如有渗漏配合使用“堵漏王”堵漏。（8）封口处理注胶完毕立即拆下灌浆器，安装并旋紧堵头。待裂缝修补胶固化后敲掉底座及堵头，如有必要，用角磨机对表面密封胶进行打磨，恢复基层原状。（9）质量检查裂缝灌浆的饱满度可以采用钻芯取样的方法进行检验。3.5 粘贴钢板施工工艺（1）根据设计图纸确定钢板尺寸，并按该尺寸下料。（2）混凝土粘合面处理若混凝土表面有油污时，用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢及污物，用水冲洗干净后，再对粘合面进行打磨，直至完全露出新面，并用空压机吹除粉粒。若表面严重凹凸不平，用环氧砂浆进行修补。粘贴前用酒精对粘合面擦拭干净。（3）植入锚固螺栓定位放线严格依据施工图纸进行定位放线。放线完成后，用钢筋探测仪探测螺栓位置是否有钢筋，若有钢筋则适当移动螺栓位置以避开钢筋。成孔按设计图纸要求的成孔直径和锚固深度在螺栓孔位处成孔。成孔要垂直于混凝土构件表面。清孔除尘成孔后，用空压机将孔内粉尘吹净。此过程要做到两吹一刷，即吹孔两次，用毛刷清刷一次。清刷完毕后，用棉丝沾丙酮，清刷孔洞内壁，使孔洞内最终达到清洁干燥。 螺栓清理用电动钢丝刷，清除螺栓表面的锈蚀，用丙酮清除螺栓表面油污及灰尘。灌注结构胶按照规定的比例配制结构胶，搅拌均匀。为保证较好的粘度及固化时间，在高温及气温较低时，采取一定的降温及升温措施。用专用工具将搅拌好的胶液注入清洗过的孔内。螺栓埋置将处理好的螺栓一边向同一方向旋转，一边缓慢将螺栓插入孔内，直至到达底部为止。此时，若无结构胶从孔内溢出，说明注胶量不够，则将螺栓拔出，重新注胶，再次插入螺栓，直至有结构胶溢出孔口。（4）钢板上钻孔按混凝土上的螺栓孔实际位置放样至钢板，用电钻在下好料的钢板上钻孔，孔位沿钢板轴线布置。（5）钢板表面处理钢板粘贴面如未生锈或轻微生锈，则用平砂轮打磨，直到出现金属光泽；打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直；然后用酒精擦拭干净。（6）混凝土清孔用高压空气将混凝土粘贴面灰尘吹干净，再用丙酮清洗一遍。同时用丙酮将钢板粘贴面洗干净；准备工作就绪后进行自检，自检合格后请监理验收。验收合格后进行下一道工序。（7）配胶按粘钢胶的配比准确称量后，在混合容器内搅拌均匀。（8）粘贴钢板配制好粘钢胶后，将粘钢胶挂抹在已处理好的粘贴区域混凝土表面及钢板表面上，涂抹厚度23mm，中间厚边缘薄。 （9）加压固定钢板贴于预定位置，加垫片，紧固螺母，交替拧紧加压螺栓，拧紧时要从中间的螺栓拧起，向两端依次进行，并以粘钢胶刚从钢板边缘挤出为度。同时不断轻敲钢板，及时检查钢板下结构胶的饱满性。发现结构胶不足时，及时松开螺栓，从钢板侧面把结构胶塞到空隙处，使钢板平整密贴。（10）固化及表面防锈处理让粘钢胶自然固化，固化期间不得对钢板有任何扰动。钢板粘贴固化效果可靠后，清除钢板表面污垢和锈斑，擦去灰尘，对表面用防锈漆进行防腐处理。3.6 粘贴碳纤维布施工工艺严格按照碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（CECE146：2003）和粘贴碳纤维复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定（修订本）的要求进行碳纤维布的粘贴工作和自检工作。粘贴碳纤维布的施工步骤如下：（1）认真阅读设计图纸进行放线定位及各种施工准备工作（包括碳纤维布的送检工作）。（2）混凝土基面的处理： 用角磨机清理混凝土表面的劣化层（剥离、蜂窝、浮浆等），并用吹风机吹净，露出干净、结构坚实的表面。 对于混凝土胀裂、钢筋锈蚀的现象，先凿除松散部分，对锈蚀钢筋进行人工除锈，并用环氧砂浆作为整平材料填补平整。在填补环氧砂浆前，先在混凝土表面涂刷一层界面剂作为粘合剂，以确保新老混凝土粘合良好。 对宽度0.15mm的裂缝，采用环氧胶泥封闭处理。对宽度0.15mm的裂缝，采用压力灌浆的方法进行处理。 对基面经过剔凿、处理锈蚀露筋可能有出现的急剧凹陷、构件缺损部位以及表面凸出部分，用角磨机打磨平整或用环氧砂浆修复后达到圆滑顺畅过渡，以确保结构件表面平整。 对基面尖锐凸起的部位（混凝土构件交接部位、模板段差等）用角磨机磨平凸起的转角或存在的混凝土模板接头处的阶梯状错位，用角磨机进行打磨至圆滑（R20mm）。 清理打磨后基面上的粉尘、松散浮渣后，用清水清洗基面，确保粘贴基面上干净、无油污并充分干燥。（3）涂底胶 根据标准用量，算出所涂布面积的底胶用量。按规定的比例把底胶主剂和固化剂置于配胶容器中，搅拌均匀。视现场气温等实际情况，配制适量底胶，确保在适用期内一次用完。应注意：a、配好的底胶如超过适用期后绝不能使用；b、在底胶中严禁添加任何溶剂，含有溶剂的毛刷或被溶剂润湿了的容器、滚筒等工具在未干燥之前不得使用。 用滚筒刷或毛刷均匀、无遗漏地将底胶涂在需补强的混凝土表面，底胶涂布面边界应不小于所粘贴的碳纤维布面积。应注意：施工部位的温度应不高于35，相对湿度应小于85%，遇雨天混凝土表面结雾或有水分，应用电吹风将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。 等底胶凝胶至指触干燥（视施工现场气温情况，一般需3小时左右）后，如发现表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺，注意不能将底胶层打磨穿。如有打磨穿的局部应重复操作步骤。（4）粘贴面的修补 底胶指触干燥后，若发现粘贴表面上有缺损、凹陷拐角、模板接头处出现的高度差等情况，应用找平胶进行刮填修补，保证模板接头处无明显高度差，缺损、坑洼平缓顺畅，凹陷拐角处填补成R30mm的圆角过渡。整平材料的调制和使用注意事项与底胶相同。 等整平材料固化至指触干燥（视施工现场气温情况，一般需3小时左右）后，如发现整平部位表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺。（5）粘贴碳纤维布 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。应注意：a、碳纤维布的裁剪数量应保证能在当天用完；b、碳纤维布一定要作好防潮处理，避免影响质量。c、碳纤维布在运输、储存、裁剪和粘贴过程中应避免受到弯折，每天施工所用的剪裁好的碳纤维布应妥善保存。d、碳纤维布为导电材料，使用碳纤维布时应尽量远离电气设备及电源。e、碳纤维布的裁剪长度6m。 按粘接胶使用说明规定的比例把粘接胶主剂和固化剂置于配胶容器中，搅拌均匀。根据粘接胶的标准用量，计算出所涂布的面积的需用量，视现场气温等实际情况，确保在适用期内一次用完。应注意：已配好的粘接胶如超过适用期后不能使用。粘贴碳纤维布前将配制好的粘结剂（粘浸胶）均匀涂抹于需要粘贴部位的混凝土面上。粘接胶涂布面应不小于所粘贴的碳纤维布大小。应注意：在模板接头处出现的高度差位置和拐角以及碳纤维布搭接部位处应多涂一些。在已涂好粘接胶的混凝土表面铺覆碳纤维布，碳纤维布的铺覆方向符合设计要求。粘贴碳纤维时，按设计位置由上而下，由左至右有序的粘贴，并用罗拉沿纤维方向施加压力并向一个方向或从中间向两个方向滚动碾压，但不允许来回反复滚动，使浸渍树脂与碳纤维布充分结合和渗透，同时用刮板消除气泡和除去多余树脂。严禁交叉垂直于碳纤维丝方向滚动碾压施工，以免出现折丝弯丝现象。纤维片施工30分钟后，再在碳纤维片表面用滚筒均匀涂抹浸渍树脂，作为防护胶。应遵循下述自然养护制度：a、每处施工完成后，自然养护24小时达到固化，保证固化期间不受外力硬性冲击等干扰；b、当树脂硬化期间存在气温降低到5以下的可能时，可采用低温固化树脂，或采取有效的加温措施。c、碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：平均气温在10以下时，需要2周；平均气温在10以上20以下时，需要1-2周；平均气温高于20时，需要1周。在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。对粘贴施工完成后的复合材料层，经自然养护至粘接胶完全固化后，对碳纤维布粘贴面仔细检查，如果碳纤维布贴层有空鼓或气泡，在纤维片上打开2个以上的孔，然后采用注射器针管将调制好的粘接胶注入空鼓或气泡内填充至密实。应保证密实粘贴面积达到100%。3.7 植筋施工工艺（1）定位放线施工前应认真阅读设计