主桥维修加固工程设计说明

1、设计说明1工程概况人民桥位于广州市增城区境内，是119省道光明路跨越增江河的一座钢筋混凝土双曲拱桥，1978年建成通车，原设计荷载标准相当于汽车-13级。全桥共17跨，其中主桥跨径为3X62R桥东引桥跨径为1孔7.2m,桥西引桥共13跨，跨径组合为7.2+5X6.4+7X3.6m,全桥长302m桥宽10.5m,横向布置为1.33m人行道+7.84m行车道+1.33m人行道，人行道栏杆高1.5m。该桥主桥为等截面悬链线双曲拱桥，其横向布置6片拱圈，构造形式为钢筋混凝土构造，主拱圈全高1.25m,全宽1.65m,拱肋高0.6m,宽0.31m,采用250号钢筋混凝土；拱肋填平层高0.65m采用200

2、号钢筋混凝土；曲波净跨1.34m,半径0.725m,厚8crn采用150号素混凝土；每跨拱肋采用12道高0.5m,宽0.2m的横系梁连接，横系梁采用250号钢筋混凝土。引桥为普通石砌坛工拱桥，引桥拱圈线形为圆弧线，拱圈厚0.3m,净矢高0.650.7m,净跨分别为7.2m、6.4m、3.6m,拱圈采用80号浆砌粗料石。水泥混凝土桥面铺装；沥青玛蹄脂填料简易伸缩缝。F部构造为重力式墩台，其中主桥西侧桥台以及桥墩根底为沉井根底，其余为扩大根底。该桥于2002年曾对该桥桥墩及路面进展了加固改造处理：1河中主桥桥墩沉井根底外围加钻14根d=100厘米的灌注桩，桩顶增加1.6米宽2.5米高的承台将沉井包

3、裹托住。2将原主桥桥面及填料挖出，用10号混凝土代替细砂填料，桥面采用35号混凝土铺装，高度下降10厘米，以减轻混凝土增加的重量。2设计条件设计依据1增城市人民桥？桥梁检测报告？广州市市维建立工程检测效劳中心2021年11月2？±曾城市人民桥加固维修工程施工图？局部华南理工大学建筑设计研究院2002年5月3？i曾城市人民桥桥墩加固竣工图？局部江门市交通工程建立总公司2003年8月4？2021年增城市人民桥桥梁检测报告？广州市市维建立工程检测效劳中心2021年6月52021年增城市？人民桥桥梁常规定期检测报告？广州市市维建立工程检测效劳中心2021年12月6？±曾城人民大桥竣

4、工图一一图6-2?1978年10月7？广州市增城区人民桥拱轴线测量报告？报告一致：广东逸华交通工程检测2021年7月8)?增城东门桥改造工程数量计算表？3.1.1主拱构造增城县东门桥工程指挥部1977年9月主拱局部保护层破损，见图4-3-34。1？公路工程技术标准？JTGB01-20032？公路桥修养护标准？JTGH11-20043？公路桥涵施工技术标准？JTG/TF50-20214？公路桥涵设计标准？合订本19895？公路桥梁加固设计标准？JTG/TJ22-20216？公路桥涵设计通用标准？JTJ021-897？公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准？JTJ023-858？公路钢筋混凝土及

5、预应力混凝土桥涵设计标准？JTGD62-20049？公路桥梁加固施工技术标准？JTG/TJ23-202110？公路桥涵地基与根底设计标准？JTGD63-2007)11？城市桥梁设计标准？CJJ11-2021)12？双曲拱桥加固改造技术规程？CECS319:2021)实测拱轴线与设计拱轴线相差较大:主拱拱顶下挠，由东往西第一跨、22cm,见图4-3-35。主拱净跨减小，由东往西第一跨、0.4m。图4-3-34钢筋裸露第二跨、第三跨分别下挠约第二跨、第三跨分别减少约24cmn11cmn0.5m、0.125m、图4-3-35主拱下挠1加固设计荷载：人群荷载3.5kN/m,汽车-15级。2加固后引桥通

6、道净空：车辆通道不小于3m人行通道不小于2ml3病害情况根据广州市市维建立工程检测效劳中心2021年12月出具的增城市人民桥？桥梁横系梁以及曲波板出现不同程度裂缝，且裂缝宽度已超过有关标准的限值，各构件的病害情况详见广州市市维建立工程检测效劳中心?2021年增城市人民桥桥梁检测报告？和2021年增城市？人民桥桥梁常规定期检测报告？。局部病害见以下图：检测报告？及广东逸华交通工程检测2021年7月出具的？广州市增城区人民桥拱轴线测量报告？，该桥主要病害总结如下详细病害情况见检测报告，构件编号与检测、测量内拱圈纲向袅皓材里隆网划线以向坦用曲波梁检测报告？和2021年增城市？人民桥桥梁常规定期检测报

7、告？和2021年增城市？人民桥桥梁常规定期检测报局部病害见以下图1保护层剥落腹拱及立墙构造局部裂缝宽度比拟明显，且裂缝宽度已超过有关标准的限值，各构引桥主要有以下三个病害详细病害情况见检测报告，构件编号与检测报引桥部位出现多处横向、纵向裂缝。1#独次谆1二鲂灯奇格冷I，腹拱阍L/2处保护工件的病害情况详见广州市市维建立工程检测效劳中心?2021年增城市人民桥桥梁检测报其他病害情况详见广州市市维建立工程检测效劳中心？2021年增城市人民桥桥根据广州市市维建立工程检测效劳中心2021年？人民桥桥梁常规定期检测报3墩身出现斜向裂缝。局部病害见以下图，其他详见相应检测报告:忸123骷墩墩身僵向4-51

8、一田增墩鼠僵向裂缝3.3桥面系桥面破损开裂严重，填料排水系统功能下降，桥面的雨水不能及时排除，导致积水下渗。情况详见广州市市维建立工程检测效劳中心？2021年增城市人民桥桥梁检测报告？和2021年增城市？人民桥桥梁常规定期检测报告?4病害成因分析1主拱下挠、净跨径减少：在长期运营后，混凝土的收缩徐变产生较大的二次效应等因素；根底变位影响；主拱刚度缺乏，横向联系弱，全桥整体刚度缺乏。导致整体构造在车辆荷载作用下，拱肋之间变形不协调，一旦横系梁开裂，单片拱肋受力增加负担加重。2）曲波板、横系梁开裂：构造横向联系弱，整体性差，横截面组合不合理，墩台横向不均匀沉降等原因。3腹拱圈开裂主拱圈的刚度比拟小

9、，由于原桥梁设计荷载较小，在现阶段车辆荷载远大于原设计汽车荷载，导致腹拱开裂；再加上伸缩缝构造过于简单，年久失效，也会导致腹拱产生裂缝。4主拱圈、腹拱圈局部位置渗水由于桥面破损开裂严重，填料排水系统功能下降，桥面的雨水不能及时排除，导致积水下渗。5梁底混凝土的剥落腐蚀由于混凝土包裹力缺乏加上长期车辆荷载重复作用下导致的。由于混凝土会与空气中化学物质作用，很容易导致梁片的大面积剥落，进而造成钢筋锈蚀与梁底剥落的恶性循环。6动力效应明显在2002年加固前，桥面未设置钢筋硅桥面板，桥面不平整引起的冲击、振动直接影响到构件的受力，造成主要受力构件疲劳损坏。1腹拱圈横向裂缝腹拱圈的刚度比拟小，车辆通行情

10、况比原设计有较大增长，在大量超载车辆施加的超负荷荷载作用下，产生的变形不均匀，导致腹拱出现横向裂缝；再加上伸缩缝构造过于简单，年久失效，也会导致腹拱产生横向裂缝。2腹拱圈纵向裂缝在大量超载车辆施加的超负荷荷载作用下，横桥向根底和墩台的不均匀沉降或移动,导致腹拱圈发生纵向裂缝。3混凝土的剥落腐蚀由于混凝土包裹力缺乏加上长期车辆荷载重复作用下导致的。由于混凝土会与空气中化学物质作用，很容易导致引桥腹拱的大面积剥落。4墩身斜向裂缝墩身石块联系较弱，大量超载车辆施加的超负荷荷载作用下，根底发生不均匀沉降时，墩身就会出现斜向裂缝，同时造成腹拱圈出现纵向裂缝。5构造平安评估结论根据广州市市维建立工程检测效

11、劳中心2021年11月？i曾城市人民桥桥梁检测报告？，该桥总体技术状况评定为D类。结合构造分析说明：桥梁主拱、横系梁、曲波板等主体构造构件不满足强度承载力要求和正常使用裂缝宽度要求，现场已经出现开裂、下挠等损伤情况，存在平安隐患，需要进展加固处理。6加固设计原那么1）提高主拱片的平安储藏及刚度。2）以经济合理的根底上，将桥梁汽车荷载等级由原来的汽车一13级提高到汽车15级。3加强桥梁的横向联系，恢复并提高桥梁的整体刚度。对于双曲拱桥，保证桥梁的整体性是重要的，结合对拱肋的加强，同时需考虑对横系梁的加强，以满足桥梁的整体性要求。4主要构件开裂、缺损及钢筋锈蚀应得到有效修复。5维修加固后的桥梁构造

12、整体寿命应得到提高。维修加固设计中应考虑新增构件与原构造连接可靠、协同工作，以提高桥梁构造的整体寿命。6加固设计与施工方法严密结合。旧桥加固是在原构造上进展的，势必受到原构造的限制，因此维修加固设计中充分考虑了施工的可行性。7加固施工对环境的影响要小。旧桥维修加固是在原构造上进展，具施工过程中必然产生粉尘、废弃物等，需采取有效的措施，来减少对环境的影响。8采取搭设刚性支架、施工验算等措施，以确保在加建构造未发挥作用前原构造能承受附加的施工荷载9加固施工中的平安措施。施工过程中需采取可靠的措施，确保桥梁构造、施工人员、过往行人以及过往车辆的平安。7主要材料1、混凝土：桥面铺装采用C35混凝土，其

13、他全桥上部构造加固层采用C40自密实混凝土，新增桩根底采用C30混凝土。2、普通钢筋：采用HRB40暗通钢筋。3、其他材料：裂缝修补采用环氧砂浆和灌注胶。桥梁加固用材料的品种、规格及使用性能，应符合国家、行业相关标准的规定，并满足设计要求。8加固设计要点1对腹拱拱圈、立墙及引桥的裂缝修补：采取灌浆法进展修补，对于宽度大0.25mm的裂缝，采用灌注水泥浆补缝处理；对于宽度小于0.25mm的裂缝，采取直接封缝处理。2主拱圈、横系梁、曲波板裂缝修补：对于缝宽n0.15mm的裂缝，应采用优质的灌注胶进展混凝土构造外表裂缝的化学灌胶补强。对于缝宽w0.15mm的裂缝，采取直接封缝处理。3具对于裂缝较大且

14、已松散的混凝土先凿除松散层。凿毛并高压冲洗干净后刷一道界面剂，重新浇筑混凝土与旧混凝土紧贴。8.1.1 混凝土构造外表的缺陷修复处理施工时假设发现桥梁其它构件存在蜂窝、麻面的混凝土，首先进展人工凿除其周围松散、劣质混凝土，直至露出新鲜坚硬的混凝土；采用聚合物砂浆或改性环氧砂浆（强度不小于60MPa修补缺损混凝土，颜色应经过试配，使其到达与原构造颜色一致。其具体施工工艺及相关措施如下：1外表处理：先去除混凝土外表杂物碎渣、污物、灰尘及旧混凝土疏松层。2硅修补区：对于需要对硅进展修补的区域，先对外表已经碳化的硅表层进展凿除，露出新鲜硅面。洒水湿润已凿出的新鲜硅面，在保持湿润且无水的条件下，用聚合物

15、砂浆或改性环氧砂浆对构造进展修补。修补完成后潮湿养护7天。4材料配比：改性环氧砂浆及改性环氧混凝土参考配比：砂浆:改性环氧树脂胶液：水泥：中砂=1:1:2混合料适量混凝土:改性环氧树脂胶液：水泥：中砂：碎石=1:1248.1.2 裂缝的表口封闭处理对于主桥腹拱、引桥腹拱拱圈及立墙裂缝缝宽w0.25mm的裂缝及主拱圈、横系梁、曲波板缝宽w0.15mm的裂缝采取在裂缝表口处理后，用裂缝修补材料涂刷或用改性环氧胶泥加压涂抹，保证外表裂缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。具体工序如下：1定位：检查统计全桥裂缝，并做好裂缝标记，确定裂缝处治位置。2外表处理：对混凝土构件的裂缝，可用钢丝刷等工具

16、，去除外表灰尘、白灰、浮渣及松散的污物；然后再用毛刷蘸甲苯或酒精等有机溶液，把缝两侧2030mm处擦拭干净并保持枯燥。3封缝：按厂家要求的比例将封缝胶调配均匀，用多少配多少，不宜调配过多以免浪费。采用封缝胶垂直裂缝方向加压反复刮摸，保证黏结力强，延伸率好。4待胶完全固化后可根据现场情况和业主要求进展外表修饰。8.1.3 主拱圈、横系梁、曲波板裂缝灌胶处理对于缝宽n0.15mm的裂缝，应采用优质的灌注胶进展混凝土构造外表裂缝的化学灌胶补强。用于灌缝的灌注胶的性能指标应满足？公路桥梁加固设计标准？(JTG/TJ22-2021)第4.7.1条的要求见下表。裂缝修补用胶注射剂的平安性能指标检验工程性能

17、指标钢一钢拉伸抗剪切强度标准值MPa>10胶体性能抗拉强度MPa>20受拉弹性模品MPa>1500抗压强度MPa>50抗弯强度MPa>30,且不得呈脆性破坏不挥发物含量固体含量A99%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的裂缝推荐的裂缝的化学灌胶补强方法及其主要工艺流程如下：1用合金磨片打磨裂缝左右各23cm的混凝土直至外表浮浆脱落，用无油压缩空气除尘；用丙酮试剂擦洗外表；2粘贴压浆嘴：首尾各一个，中间缝宽那么疏，缝窄那么密，压浆嘴间距30cm左右布置。3用密封胶封闭裂缝，胶泥厚约2mm宽度23cm4根据裂缝区域大小，可采用单孔灌胶或分区群

18、灌胶。灌缝顺序自下而上，由一端向另一端依此连续进展；5将胶液注入胶嘴的橡胶囊内，利用橡胶囊的收缩压力向裂缝内压胶，胶液进入裂缝后靠渗透渗入裂缝深处。当橡胶囊内的胶液体积逐渐减小，胶囊高度小于标定高度时，应及时向胶囊内补胶，直至到达胶囊高度不再小于标定高度。补充注入的灌胶控制时间一般为1520分钟，低温施工时，该时间可适当缩短。超过此时间如胶囊里胶液无继续渗入的趋势，那么视为裂缝已灌注饱满。6灌缝完毕后，应养护一昼夜，等待灌缝树脂固化。根据季节及温度的不同，有时需养护一昼夜以上。灌缝材料固化后，铲除注胶底座。n0.15mm的构造裂缝。1取芯应骑缝钻取，但应先用钢筋探测仪探明原构造钢筋位置，取芯时

19、避让原构造内部钢筋；取芯时不应采取密集取芯，防止损伤原构造。2为防止取芯钻孔过多对构造造成不必要的损伤，取芯数量及部位应严格控制。3取芯孔应立即采用环氧砂浆填充并振捣密实。8.1.4腹拱拱圈、立墙及引桥的裂缝注浆处理对于缝宽n0.25mm的裂缝，应采用优质的水泥浆进展混凝土构造外表及浆砌片石砌体构造裂缝的注浆补强。施工工序如下：不饱满区域调查一孔洞处理一钻孔埋嘴一嵌缝止浆-压水气试验一配制浆液-灌浆一封口完毕一检查。1灌浆材料1水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥。采用矿渣水泥时，应加强检验，防止材性不稳定。水泥的强度等级不宜低于42.5。水泥不得含有任何团块。2水采用清洁的饮用水或河水3外加剂宜采

20、用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，它们应不得含有对水泥有害的化学物质。外加剂的用量应通过试验确定。4水泥浆的强度应不低于30MPa水泥浆的技术条件应符合以下规定：a.水灰比宜为0.400.45,掺人适量减水剂时，水灰比可减小到0.35。b.水泥浆的泌水率最大不得超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,泌水应在24h内重新全部被浆吸回。c.通过试验后，水泥浆中可掺人适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%。d.水泥浆稠度宜控制在1418s之间。2灌浆1孔洞处理检查砂浆不饱满情况后，将腹拱圈拱腹表层劣质砂浆凿除，在孔洞两侧画线之内，用小锤、手铲、钢丝刷把构件外表整平，凿除突出

21、局部，去除孔洞周围的污渍。2钻眼埋嘴嘴子是灌浆材料的喷入口，也是裂缝的排气口。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。嘴子布置的原那么是：宽缝稀，窄缝密。断缝交织处单独设嘴。埋贴前，先把嘴子底盘用丙酮擦洗干净，然后用灰刀将环氧胶泥抹在底盘周围，骑缝埋贴到构件灰缝不饱满处。操作中，切勿堵死嘴子和灰缝灌浆的通道。3嵌缝止浆采用环氧树脂砂浆沿砌缝不饱满处嵌缝。嵌缝止浆的目的是防止浆液流失、确保浆液在灌浆压力下将裂缝填充密实。如嵌缝质量不好，那么灌浆压力不能升高，即使是低压，浆液也会大量外漏，以致缝内不能得到有效的灌注，影响灌浆质量。4压水或压气试验上述封闭工作完成后相隔一天，即可进展

22、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，即可配制浆液、准备灌浆。往裂缝里灌注浆液，可采用手压泵灌注或机械灌注两种方法。3考前须知1水泥浆自拌制至灌入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在3045min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。2压浆应缓慢、均匀地进展，不得中断。3对掺加外加剂泌水率较小的水泥浆，通过试验证明能到达孔道内饱满时，可采用一次压浆的方法；不掺外加剂的水泥浆，可采用二次压浆法，两次压浆的间隔时间宜为3045min。4压浆的最大压力根

23、据现场试验情况定，以不崩开嵌缝材料为宜。5压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正。主拱圈是双曲拱桥的主要受力部位，为改善受力，对主拱和横系梁采用外包钢筋混凝土增大截面法加固，提高主拱圈承载能力。主拱拱背上缘增大截面：拱脚-1/8跨位置处增大15cm厚钢筋混凝土，1/4跨跨中位置处增大10厚钢筋混凝土，1/8跨1/4跨为过渡渐变段。拱肋增大截面：拱肋左右两侧全跨增大15cm¥钢筋混凝土，拱肋底面拱脚"8跨位置处增大15cm厚钢筋混凝土，1/4跨跨中位置处增大25cm厚钢筋混凝土，1/8跨1/4跨为过渡渐变段。横系梁增大截面：沿横系梁四周外包一圈10cm

24、厚钢筋混凝土。混凝土采用C40自密实混凝土，在原拱片上应用植筋工艺植入连接钢筋，安装增强钢筋网，浇注U形截面混凝土。拱片纵向主筋遇横隔板处需通长穿过，施工时可凿除局部横系梁混凝土，与增大截面混凝土一起浇筑。外包混凝土施工前需对拱片混凝土外表按标准要求凿毛，使新旧混凝土形成复合截面共同受力。横系梁增大截面需跟主拱一起浇筑，且应满足对称加载原那么。2混凝土灌注车放置在桥下的道路上，采用加压泵对混凝土进展加压灌注。横系梁加固前要先对原病害进展修补，凿除锈胀混凝土，露出主筋，除锈，补焊主筋，用环氧混凝土恢复补焊钢筋处的混凝土保护层。主要施工工序如下：界面处理一植筋-钢筋安装一模板安装一自密实混凝土浇筑

25、。1界面处理构件外表处理施工前仔细检查构造病害状况，对混凝土露粗骨料、麻面和风化的面层都应该凿毛至露出新鲜构造层，对构造裂缝进展灌浆处理。新旧混凝土结合面处，原构件的外表凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面；墩身石块应除去风化表层，凿毛至新鲜面层。封模板前涂刷一道界面剂。2植筋在原构造上钻孔，植入连接钢筋，具体施工方法如下：1定位：为了保证植筋孔位置准确，要求事先对植筋位置进展放线定位，并有明确的标记。2钻孔：主拱及横系梁钻孔前应采用钢筋探测仪探测出原构造主钢筋位置，如果植筋孔与原构造主筋位置有冲突时，可局部调整植筋孔位置，但需保证每平方米植筋数量根本不变；立墙及腹拱圈钻孔应在大石块上钻孔，可局部调

26、整植筋孔位置，但需保证每平方米植筋数量根本不变。钻孔时注意保证钻孔垂直度、直径和钻孔深度满足施工标准要求。3清孔：钻孔完成后，先用压缩空气由孔底向孔外清理孔内浮尘，再用甲苯清洗干净并晾干。4配胶：配胶严格按照产品使用说明进展，并按照当时的工作量，定量配胶,单次配胶量在可使用时间内用完，超过可使用时间不能再用。植筋胶性能需满足下表要求。锚固用胶黏剂的平安性能指标性能工程性能要求胶体性能劈裂抗拉强度MPa抗弯强度MPa>50抗压强度MPa>60黏结能力约束拉拔条件下芾肋钢筋与混凝土的黏结强度MPaC3025L=150mm>11C6025L=125mm1>17不挥发物含量固体

27、含量%>995植筋：植筋孔清理干净后，向孔内注入三分之二孔深的环氧胶泥，然后将经除油清洗晾干并涂有一层环氧树脂基液薄浆植筋缓慢转动插入，最后补填环氧胶泥使孔口填塞饱满。6植筋养护期间严禁触动钢筋。3模板1所用模板外表平整度和光洁度应满足有关标准的要求；2模板安装之前，把浇筑混凝土范围内所有垃圾清理干净，并用淡水将其冲洗；3在模板上涂抹脱模剂，脱模剂采用色拉油或新机油，制止采用废机油；4在钢筋骨架上绑扎硅保护层垫块，以保证钢筋的保护层满足设计要求；5应采取措施防止漏浆。4按照施工技术标准要求浇筑小石子自密实混凝土。1混凝土分两段浇筑成形：在每跨腹拱顶部钻自密实混凝土灌注孔，分沿桥宽分两段浇

28、筑，每段长度为5m人民桥的主桥腹拱出现了长度较大的纵横向裂缝，应先对裂缝进展修补后，在腹拱统一在拱圈及立墙增加厚度为10cm的钢筋混凝土,以提高腹拱的承载能力和抗风化能力。0cm的钢筋混凝土，墩身增加厚度为10cm的钢筋混凝土。桥墩：根据华南理工大学建筑设计研究院2002年5月出的？i曾城市人民桥加固维修工程施工图庄口江门市交通工程建立总公司2003年8月28日出具的？增城人民桥维修加固工程竣工图？桥墩新增加的桩根底为14根0100cm的嵌岩桩，根据计算03年对桥墩的加固能满足本次设计对根底所增加的荷载，因此本次设计不在对桥墩进展加固处理，但加固施工之前应对桥墩做出相应检测，并判断是否符合上述两本资料所提供的数据。东侧桥台：根据广州市城建规划勘察处1976年4月出的？地质岩性柱状图？及?地质岩性剖面图第口人民桥局部原设计图纸，东侧桥台采用扩大根底，地基为风化石英黑云母片岩半风化块状分布，硬度约为I级。由于缺少该岩层岩土参数值，但考虑到该处为半风化石英黑云母片岩一般情况下承载能力较高，能够满足新增截面所产生的附加恒荷载。加固施