复线桥加固整治工程设计说明

复线桥加固整治工程S-QL-01第页设计说明项目概况桥梁概况210复线桥位于大渡口区，上跨西城大道，连接九宫庙和中梁山，毗邻新山村轻轨站。该桥上部结构跨径组合为等截面16.0+2×24.0+16.0m现浇钢筋混凝土单箱三室连续箱梁，梁高为1.20m，梁底部宽为10.75m，顶部宽14.5m，翼板宽1.875m，梁体采用40号混凝土。下部结构为明挖扩大基础，双柱式桥墩及重力式石砌U型桥台。桥面全宽14.5m，桥面横向布置为：0.25(护栏)+3.0m(人行道)+8.0m（双向2车道）+3.0m(人行道)+0.25(护栏)=14.5m。桥面设2.7%单向纵坡，2%双向横坡。原设计荷载为汽-20级、挂-100、人群-3.5kN/m2；210复线桥于2001年3月竣工，建设、设计单位均不详，施工单位为中铁二局机筑处。210复线桥位置图如图1.1。桥梁现场照片见图1.2~图1.3所示；桥梁桥型布置图及横断面图见图1.4~图1.5所示。图1.1210复线桥位置图图1.2桥梁立面照图1.3桥梁平面照图1.4桥梁桥型布置图（单位：cm）图1.5桥梁横断面图（单位：cm）激流穿石雕塑激流穿石雕塑位于大渡口区九宫庙步行街春光购物广场西门处，雕塑由钢材、石材组合构成，中心为钢质骨架，南北两侧分别拼接石材形成石柱，雕塑四角的地面分别嵌有半园形石块。雕塑高7.5m，石柱直径1.5m。图1.6雕塑地理位置示意图图1.7雕塑立面照图1.8雕塑立面图维修加固必要性桥梁维修加固必要性重庆德飞工程质量检测有限责任公司受重庆市大渡口区市政工程处委托，于2020年11月对复线桥进行了定期检测并出具了《大渡口区结构设施日常巡检和检测市场化服务（2020-2023年度）2020年度结构设施定期检测210复线桥（报告编号：BG-2020-QLJ-0316》，该报告对复线桥的技术状况评定结论为：根据《重庆市城市桥梁养护技术规程》（DB50/231-2006）规范，结合桥梁外观检查结果综合分析，桥梁总体技术状况等级评定为C级（技术状况评定见表1.1），根据《重庆市城市桥梁安全性评估规程》（DB50/T273-2008）相关评估规定，该桥安全性评估等级为“合格级”，应进行针对性小修或中修。表1.1桥梁总体技术状况评定表部位技术状况指数技术状况权重总体评分总体等级上部结构66.16C0.1578.5C(合格状态)下部结构71.25C0.4桥面系89.06A0.452021年10月，重庆市建维工程检测有限公司受委托对该桥进行了荷载试验，并出具检测报告《新华村210复线桥荷载试验（报告编号：BG-2020-QLJ-0346）》，该报告对复线桥的技术评定结论为：静力试验荷载作用下，全桥控制截面的实测挠度小于计算值，应力测试截面的实测应力处于正常范围，加载工况下，裂缝宽度超过0.2mm；动力荷载试验结果表明，试验桥跨结构实测自振特性满足规范要求；考虑到该桥后期拟增设铺装、护栏等二期恒载，经检测单位计算分析，在增设沥青铺装及SB级金属梁柱式护栏的情况下，该桥正常使用极限状态裂缝宽度超过0.2mm，不满足规范要求。根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T233-2015）条文说明P83第5.1.1条“对于早期建造的桥梁，设计荷载不符合现行标准的规定，检算时应采用现行标准规定的荷载组合，以确保桥梁符合当前的使用条件”。该桥属于快速路跨线桥，位于支路上，根据《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011（2019年版）第10.0.3条表10.0.3该桥改造荷载应为城—B级，经我单位进行检算分析，基于《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）5.1.6条根据检测报告引入钢筋截面折减系数、考虑梁体材料性能分项系数、损伤、钢筋锈蚀等对结构产生的不利影响附加值等对结构抗力进行修正后，在城B荷载下，该桥第二跨、第三跨抗弯承载力不满足规范要求，综合考虑建议对该桥中间两跨进行加固，提高梁体承载能力安全储备、改善结构应力、提高桥梁耐久性、减小裂缝宽度，确保桥梁安全使用性能。雕塑维修加固必要性激流穿石雕塑石材剥落、破碎处砌块断面存在气孔，同时，声速代表值介于3.071km/s~3.199km/s之间，小于天然大理石声速代表值3.810km/s，判断石材材质为人造石材，即采用石粉及树脂等材料采用一定比例混合，非天然石材。该雕塑建成已超过15年，砌块体积较大，经专项检测后，人造石材浇筑制作过程中未设置钢筋，在温度、环境作用下，发生老化，导致开裂，目前局部块件已出现严重开裂，与主体结构断开，存在严重安全隐患。设计依据及技术标准设计依据《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011-2019年版）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（DBJ50-086-2008）《城市桥梁养护技术标准》（CJJ99-2017）《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）；《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）（参考规范）；《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）；《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTJ023-85）（参考规范）；《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）；《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50746-2008）；《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006）；《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）；《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2017）；《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）；《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81-2017）；《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23－2008）；《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145－2013）；《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）；《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB50728－2011）；其它有关的国家及行业现行强制性规范和标准。设计技术标准结构形式：等截面16.0+2×24.0+16.0m现浇钢筋混凝土单箱三室连续箱梁；桥面宽度：0.25m(护栏)+3.0m(人行道)+8.0m（双向2车道）+3.0m(人行道)+0.25m(护栏)=14.5m；行车道数：双向两车道；原桥设计荷载等级：汽车—20级，挂车—100；检算设计荷载等级：城-B级（根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T233-2015）条文说明P83第5.1.1条“对于早期建造的桥梁，设计荷载不符合现行标准的规定，检算时应采用现行标准规定的荷载组合，以确保桥梁符合当前的使用条件”。）。初步设计专家意见执行情况2022年4月29日，大渡口区城市管理局9楼会议室组织召开了“210复线桥加固改造工程”初步设计专家评审会。参加会议的单位重庆市大渡口区城管局等。与会专家（名单附后）审阅了设计文件，经质询、讨论，形成评审意见。设计单位在认真分析后，对初步设计图纸进行了修改，具体的执行情况如下:1、补充维修加固必要性理由；执行情况：已在设计说明P3页1.3章节补充维修加固必要性。2、以城市桥梁技术规范为主；执行情况：按照专家意见修改已将设计说明P10页结构计算中参照的公路规范修改成《城市桥梁检测与评定技术规程》。3、优化桥面铺装方案；执行情况：桥面铺装方案在不增加原桥恒载的前提下，采用专家意见本次设计优化为将钢筋混凝土铺装层减薄3cm，后铺装3cmSMA-10进行白改黑。4、防抛网及人行护栏进行优化合并；执行情况：已将防抛网和护栏底座进行优化。5、核查建安单价并依据现行概算编制办法完善概算文件。执行情况：已核查建安单价并依据现行概算编制办法完善概算文件进行了概算修改。主要病害桥梁主要病害根据检测限公司定期检测并出具的《大渡口区结构设施日常巡检和检测市场化服务（2020-2023年度）2020年度结构设施定期检测210复线桥（报告编号：BG-2020-QLJ-0316》及我公司设计人员现场调查情况，现将该桥的外观检测情况汇总如下：上部结构病害第2、3跨跨中16m范围内梁底横向细微裂缝，裂缝长度2~9.5m，裂缝间距为25~40cm，其中4条裂缝贯通腹板延伸至翼板底缘，Wmax=0.15mm；第4跨梁底距右侧边缘1.3m，从4#台向3#台3.2m范围内纵向、横向、斜向7条裂缝，Lmax=1.4m，Wmax=0.13mm；第4跨距左边缘0.8m，距4#台1.3m处横向裂缝，L=1.6m，W=0.12mm；第4跨右侧腹板距4#台3.8m处竖向开裂，L=0.6m，W=0.08mm；第2跨距1#墩3.2m梁底中部露筋锈，第2跨跨中梁底中部露筋锈蚀，第3跨距3#墩2.5m梁底右侧混凝土破损，S=0.3×0.2m2。主要病害照片如下图3.1～图3.6：图3.1第二跨梁底贯通裂缝图3.2第三跨梁底贯通裂缝图3.3第四跨纵向裂缝图3.4第四跨左侧横向开裂图3.5第二跨梁底锈胀露筋图3.6第三跨梁底破损裂缝分布整理如下；图3.7第二跨梁底裂缝分布图图3.8第三跨梁底裂缝分布图下部结构病害该桥下部结构的外观检测情况汇总如下：（1）0#台前墙渗水、开裂，4#桥台前墙水痕；（2）1-1#墩修补痕迹、1-2#桥墩底露筋、防撞墩面砖损坏；主要病害照片如下图3.9～图3.10：图3.90#台前墙渗水、开裂图3.101-2#桥墩底露筋桥面系病害经检查，该桥桥面系病害检查结果如下：1#伸缩缝处路面开裂、坑槽，锚固区端部开裂；2#伸缩缝处路面破损、断裂，路面坑槽；全桥止水带老化变形。桥面铺装5-75m范围内有大量路面纵缝、横缝、龟裂及断裂等病害；排水孔局部堵塞；防撞护栏局部变形翘起露筋，部分基座变形错位；人行道栏杆均已涂装，无法查看病害情况、标线脱落。主要病害照片如下图3.11～图3.12：图3.111#伸缩缝处路面开裂、坑槽图3.125m处路面横缝、路面开裂图3.1330m处路面破碎、断裂图3.1460m处路面碎裂图3.1570m处路面破碎、断裂图3.162#伸缩缝堵塞图3.172#伸缩缝左侧防撞护栏遗落、缺失图3.1820m处护栏变形雕塑主要病害该雕塑钢质骨架油漆部分脱落、开裂，顶端照明设施老化。外嵌结构裂缝较多，部分裂缝贯通截面，表面存在多处剥落迹象，附属装饰石材开裂，局部存在严重开裂，与主体结构完全断开，有可能掉落，存在极大安全隐患。图3.19油漆开裂图3.20油漆开裂图3.213号砌块破损图3.223号砌块破损图3.23顶部6#砌块裂缝图3.24石柱顶照明设施老化主要病害成因分析桥梁主要病害分析普通钢筋混凝土箱梁，在长期恒载及车辆荷载作用下，跨中区域箱梁底板承受的正弯矩较大，会在L/4～3L/4位置产生有规律的横向裂缝，本桥检测过程中横向裂缝均未超限，为普通钢筋混凝土结构正常受力工作的结果，但荷载试验状态下两中垮部分横向裂缝超限，可以说明该桥服役功能降低，应进行承载力加固。由于该桥临近加油站，桥上通行的重车多、车速快，导致箱梁底板横向裂缝分布的范围较大，数量较多，部分裂缝甚至延伸至翼板根部。如不及时处治容易进入水汽会造成钢筋锈蚀，进而影响箱梁混凝土的耐久性及降低桥梁承载力。箱梁破损产生的原因可能是钢筋混凝土保护层过薄混凝土开裂钢筋锈蚀，锈蚀膨胀力造成混凝土剥离破损或外力撞击导致。原桥建设期混凝土施工不良存在缺陷，后期运营过程脱落。混凝土露筋产生的主要原因是在于箱梁浇筑时施工操作不当所造成，具体如下：1）混凝土浇筑时，振捣器碰撞钢筋，使钢筋垫块移位，造成钢筋紧贴模板或钢筋被移位，致拆模后钢筋保护层不足，钢筋漏在外面；2）未设混凝土保护层厚度垫块，或垫块脱落，造成钢筋紧贴模板；3）结构断面较小，钢筋密，混凝土水泥浆不能填满钢筋周围，使该处产生露筋；4）因水泥配合比问题或现场自由倾落混凝土拌合料时垂直高度超过限值，造成混凝土产生离析，浇筑部位缺浆或沿模板缝隙严重渗漏，造成露筋。该桥运营时间较长，建成至今已经20年，随着桥上交通量的增大，重车不断增多，长期车辆荷载作用下桥面铺装出现局部破损、露筋等病害。雕塑病害分析经地质雷达、非金属超声波检测仪及钢筋位置探测仪扫查，该雕塑内部无支撑主型钢，无钢筋分布。雕塑石材剥落、破碎处砌块断面存在气孔，同时，声速代表值介于3.071km/s~3.199km/s之间，小于天然大理石声速代表值3.810km/s，判断石材材质为人造石材，即采用石粉及树脂等材料采用一定比例混合，非天然石材，随时间在自然环境条件下功能退化。经过外观检测及无损检测，结合上期检测报告，该雕塑病害原因主要为：砌块开裂、剥落：该雕塑建成已超过15年，砌块体积较大，人造石材浇筑制作过程中未设置钢筋，在温度、环境作用下，发生老化，导致开裂。涂层剥落：钢构件部分涂层剥落主要是在温度、环境作用下，底层腻子、面漆老化，附着力降低等原因造成。设计原则桥梁设计原则旧桥加固有别于新桥，设计方案和施工工艺均应遵循动态设计原则：边施工、边测试、边调整，不断完善施工工艺，并根据现场情况及时调整设计。加固施工单位进场后，若发现新的病害或病害情况与检测报告有明显差异，应及时与设计方联系沟通，待核实后确认具体实施方案。雕塑设计原则根据《大渡口区结构设施日常巡检和检测市场化服务（2020-2023年度）2020年度结构设施定期检测步行街春光购物广场西门雕塑检验检测报告》（重庆德飞工程质量检测有限责任公司2020.12.07），指出“鉴于该雕塑出现网状贯通裂缝，且位于步行街人员集中位置，已出现风化剥落和掉块现象，结构处于差的运营状态，存在较大安全隐患，建议委托雕塑相关专业机构进行专项评定并采取有效的加固维修方案。”后经重庆市建维工程检测有限公司对该雕塑进行专项检测，通过地质雷达、非金属超声波检测仪及钢筋位置探测仪扫查，该雕塑内部无支撑主型钢，无钢筋分布。雕塑石材剥落、破碎处砌块断面存在气孔，同时，声速代表值介于3.071km/s~3.199km/s之间，小于天然大理石声速代表值3.810km/s，判断石材材质为人造石材，即采用石粉及树脂等材料采用一定比例混合，非天然石材。该雕塑建成已超过15年，砌块体积较大，经专项检测后，人造石材浇筑制作过程中未设置钢筋，在温度、环境作用下，发生老化，导致开裂，目前局部块件已出现严重开裂，与主体结构断开，存在严重安全隐患。对于该雕塑钢构件部分，仅对其表面涂层进行修复，钢结构部分涂层进行清除后，按原设计色号重新喷涂。对于石柱部分，综合考虑耐久性、经济性、雕塑下方地基承载力等因素，石柱部分修复采用如下方案实施：该雕塑石柱部分现状尺寸为：高5米，宽1.2米，厚度0.6米，材质：仿大理石自然面。本次处治先拆除现状石柱，然后原材质（仿大理石自然面）在基本不改变石柱外观的情况下进行恢复。设计目标及方法设计目标本桥以期达到如下设计目标：该桥当时的设计标准低于现行的荷载标准，本次根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T233-2015）条文说明P83第5.1.1条改造按照城市—B级荷载。依据《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）6.3.2条及《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）7.2.7条因该桥上跨快速路，桥梁护栏的防护等级应采用SB级。重新浇筑原桥面现浇层，桥面铺装面层实现白改黑，改善行车舒适性和安全性。对上部结构及下部结构墩柱存在的裂缝及露筋等病害进行处治，提高结构耐久性。对全桥进行美化涂装及灯饰提高品质。对该桥位于快速路中分带上的桥墩设置防撞设施以保护墩柱。主要具体维修加固方法此次加固设计的主要处治目的是提高该桥承载力保证安全储备，提升桥梁耐久性，施工前施工单位应对裂缝、空洞及支座等病害进行复核，本次加固的主要维修加固方法如下：在尽量不改变二期恒载的基础上，对该桥桥面铺装进行整治，改善车辆行驶的安全度及舒适度。对全桥原桥面铺装层8cm~16cm改造成5cm~13cm，然后在行车道加加铺4cmSMA-10沥青混凝土，进行桥面白改黑。护栏升级为SB级防撞钢护栏，并对人行道进行改造以满足城市桥梁使用功能。经检算该桥上部结构第二跨、第三跨承载力不满足现行规范要求，对其进行预应力碳纤维板加固，提高原箱梁的承载力安全储备及耐久性，抑制梁体病害加重。对于破损的伸缩缝进行更换，对于更换过程中导致原桥梁伸缩缝预埋钢筋的破损采用植筋的方式进行补充。对于裂缝病害，根据裂缝宽度主要采用封闭裂缝或压力灌注的方式进行处理，封闭裂缝适用于裂缝宽度W＜0.15mm且裂缝深度较浅密集型的细小裂缝；压力灌浆裂缝采用环氧树脂类灌浆材料进行压力灌浆，适用于裂缝宽度W≥0.15mm的贯通性长裂缝。对于露筋锈蚀病害及空洞孔洞均采用环氧砂浆进行修复。重画全桥行车标志线，补充桥梁限载限速标志构造。在中墩两侧进行新建防撞设施。主要维修方案针对该桥抗弯承载力提高采用预应力碳纤维板主动加固和方案；防撞护栏改造对原护栏进行扩大截面加固两种方案；以下进行分别论述。抗弯加固方案针对该桥第二跨、第三跨抗弯承载力不足问题，采用主动预应力碳纤维板加固见下图7.1，即先对碳纤维板通过两端的锚固系统进行张拉，再粘贴到梁体上，所形成的预应力不仅能平衡一部分桥梁自重和部分使用荷载产生的结构内力和变形，并缓解内部钢筋的应变，还能对已开裂的结构起到缩小裂缝宽度和限制裂缝开展的作用，更大程度地提高了结构的屈服荷载和极限承载能力。图7.1预应力碳纤维板加固平面布置图护栏改造方案依据《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）6.3.2条及《城市道路交通设施设计规范》（GB50688-2011）7.2.7条因该桥上跨快速路，桥梁护栏的防护等级应采用SB级，改造荷载分析如下，该桥原人行道护栏为铸造石护栏，经现场实测原铸造石人行道护栏线荷载为5.98KN/m，原防撞护栏基座线荷载为2.58KN/m，原防撞护栏钢制部分线荷载约0.2KN/m；改造后防撞护栏如果改成SB级护栏的基座线荷载为5.2KN/m，SB护栏钢制部分线荷载约为1.0KN/m，更换为不锈钢人行护栏线荷载为0.8KN/m，加装防抛网线荷载1.1KN，综上针对人行道护栏及防撞护栏部分原来线荷载为8.76KN/m，改造后人行道护栏及防撞护栏部分线荷载为8.1KN/m，原钢筋砼人行护栏拆除后并对防撞护栏改造荷载单侧减小了0.66KN/m。故护栏改造不会增加桥梁二期恒载，全桥减小了1.32KN/m对结构有利。针对该防撞护栏改造对原防撞护栏基座进行扩大截面改造方案。方案进行论述如下：原防撞护栏基座不完全拆除，拆除部分并保留原防撞护栏的钢筋骨架，采用在原保留部分防撞护栏上植筋及在梁体顶板植筋结合的方式，对防撞护栏基座进行扩大截面（如下图）。防撞护栏拆除部分扩大截面防撞护栏拆除部分扩大截面图7.4防撞护栏扩大截面改造图结构计算计算依据及相关资料技术参数（1）材料参数依据2007年重庆公路工程检测中心安全评估检验报告及2012年国家建筑工程质量监督检验中心检测评估报告资料，主要材料参数如下：混凝土：箱梁采用40号混凝土，桥墩采用30号混凝土；普通钢筋：采用热轧Ⅰ和Ⅱ级钢筋，跨中截面72φ28+72φ25，墩顶截面97φ28+85φ25。（2）主要截面参数依据2007年重庆公路工程检测中心安全评估检验报告及2012年国家建筑工程质量监督检验中心检测评估报告资料，主要截面参数如下：210复线桥为等截面16.0m+2×24.0m+16.0m钢筋混凝土单箱三室连续箱梁，箱梁顶板宽14.5m，底板宽10.75m，梁高1.2m，翼板根部厚0.45m，腹板高0.75m，翼板宽1.875m。下部结构为明挖扩大基础，双柱式桥墩及重力式石砌U型桥台，桥墩截面为圆形，直径为1.2m。桥面横向布置：0.25m（护栏）+3.0m（人行道）+8.0m（双向2车道）+3.0m（人行道）+0.25m（护栏）=14.5m。桥面设2.7%单向纵坡，2%双向横坡。2007年重庆公路工程检测中心安全评估检验报告横断面参数如下图8.1所示：图8.1箱梁横断面示意图2012年国家建筑工程质量监督检验中心检测评估报告横断面参数如下图8.2所示：图8.2箱梁横断面示意图2021年根据重庆市建维工程检测有限公司采用现场破损核实、地质雷达等技术手段对桥梁的尺寸重新进行了核定，该桥上部结构箱梁顶板宽度为14.5m，底板宽10.76m，梁高1.2m，翼板根部厚度0.45m，翼板宽1.87m，腹板高0.75m，顶板厚0.25m，底板厚0.20m。并且在墩顶部位箱梁沿横向支座中心线两侧延伸各1m为实心段，桥面双向横坡2%，桥面铺装厚度8cm~16cm。箱梁的尺寸与前期数据吻合，箱梁断面示意图如下：图8.3箱梁横断面示意图作用取值（1）永久荷载1）结构重力：素混凝土结构取容重25kN/m3，钢筋混凝土结构取容重26kN/m3；2）二期恒载：加固前二期恒载作用为80.69kN/m（桥面铺装45.24kN/m+防撞护栏及人行道35.45kN/m）。加固后按照桥面铺装按照推荐方案进行，本次处治将原来的铸造石人行护栏改成不锈钢人行护栏，桥面防撞护栏改造为SB等级，原来钢筋混凝土桥面铺装减少3m，改铺4cmSMA-10沥青混凝土，并加装防抛网，加固后二期恒载总重为81.10kN/m。（2）可变荷载该桥位于城市道路支路上，根据《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011（2019年版）第10.0.3条表10.0.3该桥改造荷载应为城—B级，汽车荷载等级为城-B级（双向2车道）（根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T233-2015）条文说明P83第5.1.1条“对于早期建造的桥梁，设计荷载不符合现行标准的规定，检算时应采用现行标准规定的荷载组合，以确保桥梁符合当前的使用条件”。）。（3）温度影响根据《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011-2019年版）10.0.1条桥梁设计采用的作用应按永久作用、可变作用、偶然作用分类。除可变作用中的设计汽车荷载与人群荷载外，作用与作用效应组合均应按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的有关规定执行。1）温度荷载：根据桥涵设计通用规范，重庆属于温热地区，取温度荷载±25℃。2）温度梯度：根据桥涵设计通用规范，非线性温度梯度，原桥水泥混凝土铺装：正温差温度基数T1=25℃，T2=6.7℃；负温差温度基数T1=-12.5℃，T2=-3.35℃；改造后：正温差温度基数T1=20℃，T2=6.7℃；负温差温度基数T1=-10℃，T2=-3.35℃；（4）结构重要性系数结构重要性系数取1.0（根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T233-2015）条第5.1.6条取用。）验算荷载组合根据《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)10.0.1条桥梁设计采用的作用应按永久作用、可变作用、偶然作用分类。除可变作用中的设计汽车荷载与人群荷载外，作用与作用效应组合均应按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的有关规定执行。选取相应的荷载标准及荷载组合方式，即：（1）验算荷载：城-B级（CJJ11-2011，双向2车道）。（2）荷载组合：将所有荷载进行基本组合、标准组合、准永久组合和频遇组合，对桥梁上部结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算。检算分析在MidasCivil2021软件中建立上部结构有限元单梁模型，对桥梁原设计进行结构验算。根据施工顺序进行施工阶段分析，成桥后进行二期恒载、活载、温度等分析。在整个分析过程中，考虑了混凝土收缩徐变的影响。首先根据桥梁的实际施工过程和施工方案将主梁离散为有限元模型；然后按照规范的要求进行荷载组合，求得结构在施工阶段和运营阶段时的应力、内力和位移；最后按规范中所规定的各项容许指标验算主梁是否满足要求，因该桥第一、第二跨和第三、第四跨为对称结构，数据整理仅取对称结构一半进行。然后再根据定期检测报告（编号BG-2020-QLJ-031）和专项检测报告，采用基于《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）的进行结构检算。检算符合下列要求：γ式中：γ0—S—承载能力极限状态下作用组合的效应设计值；R（*）—结构抗力函数；fm—材料性能的实测值，am—fad根据规范《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）5.1.7条对已发生钢筋锈蚀的钢筋混凝土构件承载能力评定时，应计人钢筋锈蚀导致的钢筋截面减少和粘结力退化的综合影响，对钢筋截面进行折减。宜根据《城市桥梁检测与评定技术规程》第4.6.4条进行钢筋缺损程度评定，并应按下表确定锈蚀钢筋的截面折减系数。缺损程度评定截面折减系数ξ完好0.98轻微0.95中等0.90严重0.80危险ξ根据2020年度结构设施定期检测210复线桥（报告编号：BG-2020-QLJ-0316》结论及规范《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）4.6.4条及条文说明第5.1.4条，检测报告中显示该桥存在钢筋锈蚀引起混凝土发生离层，故此处ξs取0.95该桥上部结构为钢筋混凝土构件，根据加固前后应基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》进行结构检算，检算内容见下表8.1。表8.1结构检算内容状态分类验算阶段持久状况承载能力极限状态下持久状况承正常使用极限状态下原结构正截面抗弯验算裂缝宽度验算斜截面抗剪验算变形（挠度）验算加固后正截面抗弯验算裂缝宽度验算变形（挠度）验算斜截面抗剪验算应力验算原结构检算承载力检算（1）正截面抗弯承载力验算按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）5.2.5条规定，截面承载能力应满足：，经计算，现状下梁体正截面抗弯承载力结果见表8.2。表8.2承载能力极限状态正截面抗弯验算

控制截面强度Mud（kN·m荷载效应γ（kN·m）M是否满足第一跨跨中19219.76711521.5431.668满足第一跨与第二跨墩顶-34225.641-21000.4191.630满足第二跨跨中19219.76719686.8430.976不满足第二跨与第三跨墩顶-34225.641-25785.5801.327满足由上数据分析可知，根据规范《城市桥梁检测与评定技术规程》（CJJ/T233-2015）结构检算原结构抗弯承载力，其中边跨及墩顶控制截面的抗弯承载力满足规范要求，但中跨跨中控制截面的极限抗弯承载力安全系数仅为0.976，不满足规范要求。图8.4全桥弯矩包络图及抗力图（2）斜截面抗剪承载力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）4.2.6的规定，计算受弯构件斜截面抗剪承载力时，靠近边支点梁段选择距支座中心h/2处截面，靠近中间支点梁段选择支点横隔梁边缘处截面进行验算。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）4.2.7条截面承载能力应满足：，经计算，现状下抗剪承载力验算结果见表8.3。表8.3承载能力极限状态主截面抗剪验算

控制截面强度Vud（kN荷载效应γ（kN）V是否满足第一跨（桥台支点附近）-7223.683-3960.8961.824满足第一跨（桥墩支点附近）21220.0305765.1043.681满足第二跨（1#墩支点附近）-21220.030-6422.3193.304满足第二跨（2#墩支点附近）21220.0306789.6063.125满足由上分析可知，无论是边跨还是中跨控制截面抗剪承载力均满足规范要求。图8.5全桥剪力包络图及抗力图（3）正常使用阶段裂缝宽度验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）6.4.3条规定进行计算。最大裂缝宽度取跨中截面进行验算，截面裂缝宽度应满足：δd<δl表8.4箱梁裂缝宽度验算结果控制截面裂缝宽度计算值δd(mm)裂缝限值δl(mm)结论δd<δl第一跨（计算最大裂缝宽度）0.0990.2满足要求第二跨（计算最大裂缝宽度）0.1820.2满足要求图8.6全桥裂缝宽度验算值由上数据分析可知，原结构中跨跨中截面理论计算最大裂缝宽度0.182mm，虽满足要求，但与限值接近，抗裂性能储备较低。（4）正常使用阶段挠度验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）6.5.2条规定进行计算，挠度增长系数取1.45。最大挠度取跨中截面作为控制截面进行验算，截面最大挠度应满足：≤表8.5箱梁挠度验算结果控制截面变形计算值(mm)变位限值(mm)结论≤第一跨（计算最大挠度，计入挠度增长系数）3.12126.667满足要求第二跨（计算最大挠度，计入挠度增长系数）15.43440.000满足要求验算结果表明，现状下挠度验算满足规范要求。图8.7全桥挠度验算值（5）计算结论通过以上分析可知，上部结构抗剪承载力及正常使用阶段裂缝宽度、挠度验算均满足规范要求，但是桥梁出现了不同程度的病害，尤其是第二跨及第三跨病害较为严重，削弱了结构的承载能力，其第二跨和第三跨抗弯承载力不满足规范要求，且本次设计考虑桥梁路面改造成沥青混凝土路面，综合考虑建议对该桥采用预应力碳纤维板主动加固，提高梁体承载力能力安全储备，改善结构应力，减小裂缝宽度，抑制病害发展。加固后检算承载力检算（1）正截面抗弯承载力验算因增加预应力碳纤维板，加固后的两跨按照B类预应力混凝土构件计算。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）5.2.5条，截面承载能力应满足：，经计算，现状下梁体正截面抗弯承载力结果见表8.6。表8.6承载能力极限状态正截面抗弯验算

控制截面强度Mud（kN·m荷载效应γ（kN·m）M是否满足第一跨跨中19219.76712498.9041.538满足第一跨与第二跨墩顶-36715.449-19440.5701.889满足第二跨跨中27973.26524252.4241.153满足第二跨与第三跨墩顶-36715.449-20141.8061.823满足由上分析可知，加固后的桥梁无论边跨还是中跨控制截面的抗弯承载力均满足规范要求，相较于加固前，中跨跨中控制截面抗弯承载力安全系数为1.157，满足规范要求。图8.8加固后全桥弯矩包络图及抗力图（2）斜截面抗剪承载力验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）4.2.6的规定，计算受弯构件斜截面抗剪承载力时，靠近边支点梁段选择距支座中心h/2处截面，靠近中间支点梁段选择支点横隔梁边缘处截面进行验算。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）4.2.7条的规定，截面承载能力应满足：，经计算，现状下抗剪承载力验算结果见表8.7。表8.7承载能力极限状态主截面抗剪验算

控制截面强度Vud（kN荷载效应γ（kN）V是否满足第一跨（桥台支点附近）-7223.694-3763.3701.919满足第一跨（桥墩支点附近）22500.0985830.7383.859满足第二跨（1#墩支点附近）-22500.098-6589.1093.415满足第二跨（2#墩支点附近）22500.0986713.2293.352满足由上分析可知，无论是边跨还是中跨控制截面抗剪承载力均满足规范要求。图8.9加固后全桥剪力包络图及抗力图（3）正常使用阶段裂缝宽度验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）6.4.3条规定进行计算。最大裂缝宽度取跨中截面进行验算，截面裂缝宽度应满足：δd<δl表8.8箱梁裂缝宽度验算结果控制截面裂缝宽度计算值δd(mm)裂缝限值δl(mm)结论δd<δl第一跨（计算最大裂缝宽度）0.0950.200满足要求第二跨（计算最大裂缝宽度）0.1060.200满足要求图8.10加固后全桥裂缝宽度验算值由上数据分析可知，中跨经预应力碳纤维板加固后，其跨中截面理论计算最大裂缝宽度0.104，满足规范要求，加固效果明显。（4）正常使用阶段挠度验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）6.5.2条规定进行计算，挠度增长系数取1.6。最大挠度取跨中截面作为控制截面进行验算，截面最大挠度应满足：≤Z2表8.9箱梁挠度验算结果控制截面变形计算值(mm)变位限值(mm)结论≤第一跨（计算最大挠度，计入挠度增长系数）4.74726.667满足要求第二跨（计算最大挠度，计入挠度增长系数）14.15440.000满足要求验算结果表明，现状下挠度验算满足规范要求。图8.11加固后全桥挠度验算值（5）持久状况应力验算为保证预应力施加对梁体的影响，应对梁体上缘混凝土进行应力验算。验算结果见下表（正为压，负为拉）。表8.10梁体上缘混凝土压应力验算结果控制截面上缘压应力应力计算值σd(MPa应力限值σl(MPa结论σ第一跨跨中7.43513.4满足要求第二跨跨中9.69813.4满足要求由上数据分析可知，加固后正常使用阶段梁体跨中截面上缘应力均为压应力，满足规范要求。图8.11梁体上缘应力验算图梁体下缘应力验算结果见下表。表8.11梁体下缘混凝土应力验算结果控制截面下缘拉应力应力计算值σd(MPa应力限值σl(MPa结论σ第一跨与第二跨墩顶3.545-1.65满足要求第二跨与第三跨墩顶2.680-1.65满足要求由上数据分析可知，加固后正常使用阶段梁体墩顶下缘锚固区附近下缘应力均为压应力，满足规范要求。。图8.12梁体下缘应力验算图计算结论通过以上分析可知，加固后上部结构承载能力极限状态下抗弯承载力、抗剪承载力及正常使用阶段承载力均满足规范要求，采用预应力碳纤维板加固后其抗弯承载力安全储备明显提高，其中中跨抗弯承载力安全系数为1.157，正常使用阶段裂缝宽度减小，中跨挠度验算理论值也减少，结构应力得到有效改善。预应力碳纤维板锚固验算锚固基本数据计算模型如下图所示：（1）锚基1）开裂混凝土，锚基厚度h=200mm，混凝土强度等级C35/40，fck,cu=40.0N/mm²；2）密集配筋混凝土若Ø>10mm,配筋轴距a<150mm;若Ø≤10mm,a<100mm；3）有边缘纵筋加密集箍筋(a≤100mm)；4）长期温度24°C,短期温度40°C；5）用锤击钻头钻的，干燥钻孔。（2）外荷载主要是静设计荷载。（3）安装方式锚板直接装在锚基上(无基距安装)，锚栓和锚板间无空隙。（4）锚板E=210000N/mm²，fy=235N/mm²，γs=1.35，fyd=fy/γs。钢板假设为刚性锚板，锚板尺寸为240×480mm。（5）所选锚栓锚栓规格为M16×190mm，材质为镀锌钢材，有效锚固深度hef=125mm，钻孔尺寸为Φxh1=18.0×130mm。荷载组合，静设计荷载:：[kN]，[kNm]。单项计算序号NzVxVyMzMxMy利用率最不利荷载⦿110.00.0200.01.06.00.090.7%锚栓截面内力锚栓截面内力[kN]详见下表；锚栓号拉力剪力x-剪力分量y-剪力分量10.00024.6580.78324.64620.00025.3660.78325.35431.57724.6470.26124.64641.57725.3560.26125.35453.97624.647-0.26124.64663.97625.356-0.26125.35476.37524.658-0.78324.64686.37524.658-0.78325.354最大混凝土受压应变[‰]:0.0406；最大混凝土受压应力:1.38[N/mm²]；合拉力，中心(x/y=0.0/126.3):23.855[kN]；合压力，中心(x/y=0.0/-215.6):13.855[kN]极限状态承载力验算（1）抗拉验算项目相关锚栓号剪力设计值[kN]承载能力[kN]利用率[%]验算结果钢破坏7,86.37564.4009.9√混凝土椎体破坏3,4,5,6,7,823.855112.11821.3√混凝土劈裂破坏3,4,5,6,7,823.855124.94819.1√钢破坏NRd,s=NRk,s/γMsβN,s=NSd/NRd,sNRk,s γMsNRd,s NSdβN,s[kN][kN] [kN]96.6 1.564.400 6.3750.099混凝土锥体破坏NRk,c=N0Rk,c·ψA,N·ψs,N·ψre,N·ψec,N；N0Rk,c=k1·(fck,cube)0.5·hef1.5[N]；ψA,sp=Ac,N/A0c,N；NRd,c=NRk,c/γMc这里h'ef=hefN0Rk,c[kN]Ac,N[mm²]Δ0c,N[mm²]ψA,Nk1γMchef[mm]scr,N[mm]ccr,N[mm]h'ef[mm]s'cr,N[mm]c'cr,N[mm]94.6883455131406252.45710.11.5125.0375.0187.5125.0375.0187.5ψs,Nψre,NeN,x[mm]eN,y[mm]ψec,N,xψec,N,yψec,N NRk,c [kN]NRd,c[kN]NSd[kN]βN,c0.941.00.056.31.00.7690.769 168.176112.11823.8550.213混凝土劈裂破坏NRk,sp=N0k,c·ψA,sp·ψs,sp·ψre,sp·ψec,sp·ψh,sp；N0Rk,c=k1·(fck,cube)0.5·hef1.5[N]；ψA,sp=Ac,sp/A0c,sp；NRd,sp=NRk,sp/γMsp；锚基厚度h=200mm，hmin=170.0mm。这里这里h'ef=hefN0Rk,c[kN]N0Rk,sp[kN]Ac,sp[mm²]A0c,sp[mm²]ψA,spk1γMsphef[mm]scr,sp[mm]ccr,sp[mm]h'ef[mm]s'cr,Np[mm]c'cr,Np[mm]94.688-3455131406252.45710.11.5125.0375.0187.5125.0375.0187.5ψs,spψre,speN,xeN,yψec,sp,xψec,sp,yψec,spψh,spNRk,spNRd,spNSdβN,sp[mm][mm][kN][kN][kN]0.941.00.056.31.0000.7690.7691.114187.421124.94823.8550.191（2）抗剪验算相关锚栓号剪力设计值[kN]承载能力[kN]利用率[%]验算结果钢破坏(无基距)2,825.36645.04056.3√混凝土剪撬破坏625.35628.94687.6√混凝土边缘破坏(x+)1,2,3,4,5,6,7,8200.011230.23786.9√钢破坏(无基距)VRd,s=VRk,s/γMsβV,s=VSd/VRd,s以下钢破坏验算的条件是:锚栓的承力部件具有足够的韧度(破坏延伸率A5>8%).VRk,sγMsVRd,sVSdβV,s[kN][kN][kN]56.31.2545.04025.3660.563混凝土剪撬破坏NRk,c=N0Rk,c·ψA,N·ψs,N·ψre,N·ψec,V,cpN0Rk,c=k1·(fck,cube)0.5·hef1.5[N]ψA,N=Ac,N/A0c,NVRk,cp=k·NRk,cVRd,cp…N0Rk,cAc,NA0c,NψA,Nψs,Nψre,Nhefscr,Nccr,Nk1kγMc[kN][mm²][mm²][mm][mm][mm]94.688343001406250.2440.941.0125.0375.0187.510.12.01.5eV,cp,xeV,cp,yψec,V,cp,xψec,V,cp,yψec,V,cpNRk,cVRk,cpVRd,cpVSdβV,cp[mm][mm][kN][kN][kN][kN]0.00.01.01.01.021.71043.41928.94625.3560.876混凝土边缘破坏,方向x+VRk,c=V0Rk,c·ψA,V·ψs,V·ψh,V·ψα,V·ψec,V·ψre,VV0Rk,c=k1·dnomαlfβ·(fck,cube)0.5·c1.5[N]ψA,V=Ac,V/A0c,VVRd,c=V…α=0.1·(lf/c1)0.5β=0.1·(d/c1)0.2hefk1 fck,cube γMcc1 c'1 α β V0Rk,c ψs,V dnom lf[mm][N/mm²][mm][mm][kN][mm][mm]125.02.4451.5340.0-0.0610.056157.2721.00018.0125.0Ac,VA0c,VψA,Vψh,Vψα,VeVψec,Vψre,VVRk,cVRd,cVSdβV,c[mm²][mm²][mm][kN][kN][kN]2880005202000.5541.5972.4993.20.9941.000345.355230.237200.0110.869边x+：如果离边最近有一排2个以上锚栓，那么可假设其中两个毗连的锚栓(x-方向长孔除外)为最不利锚栓。最不利最不利情况:锚栓2和4承受垂直于(x+)边的剪力。扭矩由所有锚栓承担。锚栓剪力[kN]如下表所示；锚栓号QQxQyQx-VQy-VQx-TQy-T124.6580.78324.6460.00025.0000.783-0.354225.3660.78325.3540.00025.0000.7830.354324.6470.26124.6460.00025.0000.261-0.354425.3560.26125.3540.00025.0000.2610.354524.647-0.26124.6460.00025.000-0.261-0.354625.356-0.26125.3540.00025.000-0.2610.354724.658-0.78324.6460.00025.000-0.783-0.354825.366-0.78325.3540.00025.000-0.7830.354注释:1.Q_V,Qy_V是由外剪力产生的锚栓x-和y-剪力分量。2.Qx_T,Qy_T是由外扭矩产生的锚栓x-和y-剪力分量。3.图中虚设的长孔在计算由外扭矩产生的剪力分量Qx_T和Qy_T时无效。它们只在计算由外剪力产生的锚栓剪力分量Qx_V和Qy_V时有效。（3）拉剪组合验算相关锚栓号拉(βN)剪(βV)条件利用率[%]验算结果钢破坏80.0990.563β2N+β2V≤1.032.7√混凝土破坏4,60.2130.876βN+βV≤1.290.7√各个锚栓的利用率锚栓βN,s βN,p βN,c βN,spβV,s βV,cp βV,cβN,c,max,EβV,c,max,Eβcombi,c,Eβcombi,s,E123456780.000 0.000 0.000 0.0000.000 0.000 0.000 0.0000.024 0.000 0.213 0.1910.024 0.000 0.213 0.1910.062 0.000 0.213 0.1910.062 0.000 0.213 0.1910.099 0.000 0.213 0.1910.099 0.000 0.213 0.1910.547 0.379 0.8690.563 0.477 0.8690.547 0.695 0.8690.563 0.876 0.8690.547 0.695 0.8690.563 0.876 0.8690.547 0.379 0.8690.563 0.478 0.8690.000 0.869 0.724 0.3000.000 0.869 0.724 0.3170.213 0.869 0.901 0.3000.213 0.876 0.907 0.3180.213 0.869 0.901 0.3030.213 0.876 0.907 0.3210.213 0.869 0.901 0.3100.213 0.869 .901 0.327βN,c,max,E：每个锚栓不考虑钢破坏的受拉验算利用率的最大值βV,c,max,E：每个锚栓不考虑钢破坏的受剪验算利用率的最大值βcombi,c,E：每个锚栓不考虑钢破坏的拉剪组合验算利用率βcombi,s,E：每个锚栓只考虑钢破坏的拉剪组合验算利用率位移验算受拉:NSkh=NSdh/1.4受剪:VSkh=VSdh/1.4短期位移:δN0=(NSkh/N0)·δN0短期位移:δV0=(VSkh/V0)·δV0长期位移:δN∞=(NSkh/N0)·δN∞长期位移:δV∞=(VSkh/V0)·δV∞NSdhN0δN0δN∞δN0δN∞VSdhV0δV0δV∞δV0δV∞[kN][kN][mm][mm][mm][mm][kN][kN][mm][mm][mm][mm]6.37533.60.41.70.0540.23025.36632.21.32.00.7321.125总结通过以上分析可知，采用预应力碳纤维板对桥梁上部结构进行主动加固后，正截面抗弯承载力安全储备提高，梁体裂缝宽度满足规范要求，梁体下挠趋势有效减缓，加固效果明显。且经锚固系统验算锚固力及基体强度均满足要求。主要施工流程及施工工艺施工流程施工前期准备，限制交通，限速5km/h，限载10t通行。对桥梁结构应先进行常规耐久性病害处治，包括混凝土裂缝封闭，砌缝修补处治，混凝土裂缝注胶处治、蜂窝麻面处治、墙体植被清除等，再施工预应力碳纤维板加固。搭设支架，对第二跨、第三跨上部结构箱梁采用预应力碳纤维板加固，预应力碳纤维板张拉顺序从横桥向中部往端部对称张拉。。桥面系改造工程应按照以下顺序进行：拆除人行道及行车道桥面铺装层（注意保留桥面板原预留钢筋，并进行除锈）→对箱梁顶板破损、开裂进行处治→→桥面层钢筋铺装及桥面连续构造→更换原桥伸缩缝→增设泄水孔，加铺沥青面层。在桥面系改造过程中，应将水管和天然气（若有）迁走，待改造完成后，将水管迁回，天然气管道应另行改线；桥面系改造施工时不应采用大型机械设备，每道工序应注意对称施工，做到均匀减载、加载；桥梁标线重新画。拆除支架及围挡，清理施工现场，完成施工。全桥涂刷、灯饰品质提升上述流程中，施工工序互不影响时，经设计同意后，可以同时进行施工。前期准备桥梁加固是一项繁杂的系统工程，对施工精度及质量要求高，因此，建议由具有相应资质与丰富类似工程施工经验的施工单位施工，并聘请具有旧桥加固工程施工经验的工程师进行全过程监理。施工中应严格按照交通部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）、《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）要求和国家、行业现行标准、规范要求进行施工，并应特别注意以下几点：（1）施工单位应按基本建设程序的规定，根据设计和相关标准、规范的要求并结合施工单位自身的具体情况，在施工前制定出详细的施工组织设计和施工方案，报监理工程师审查批准，在得到批准后方可开始加固工程的施工，从而确保桥梁加固施工的安全和质量。（2）本桥施工时需要中断交通，全桥封闭施工，且应编制详细的施工组织设计方案及交通组织方案，同时要注意以下事项：1）应按有关条例、规程和规范要求，向社会通告桥梁加固施工的有关事项和要求，并设立必要的警示、警告和视线诱导等标志，必要时应设专人维持或指导交通。2）桥面加固及梁底预应力施工时全桥封闭施工，应编写相应的交组方案报审批。3）施工单位应做好施工前期的各项准备工作，优化施工方案，加强施工管理，合理配备劳动力、施工机具，做好施工中管理调度工作，场地整理，材料、器具、作业人员均到位。混凝土裂缝处治修补裂缝前应作好裂缝调查及标注，对裂缝进行全面的调查，现场核实裂缝数量、长度、宽度等，并对裂缝变化，做好记录，绘制裂缝分布图。对于混凝土裂缝，根据缝宽分别采用表面涂抹封闭和压力灌浆两种方法：表面涂抹封闭法即采用裂缝修补胶对裂缝表面进行封闭，适用于裂缝宽w＜0.15m且裂缝深度较浅密集型的细小裂缝；压力灌浆法即采用裂缝修补胶或环氧树脂类灌浆材料进行压力灌浆，适用于裂缝宽度w≥0.15mm的贯穿性长裂缝；这两种方法的施工工艺及技术要点如下：(一）表面涂抹封闭法施工工艺对于裂缝宽度小于0.15mm的裂缝，通常采用表面涂抹封闭法，其工艺流程及施工要点如下：刷封闭胶刷封闭胶检查封闭情况固化后表面处理刷封闭底胶验收图9.1表面涂抹封闭法的工艺流程（1）表面处理对砼构件上的裂缝，用凿子沿裂缝表面凿出一宽10mm～20mm的“U”形槽，然后沿槽边线外两侧10～20mm处打磨露出坚实平整的混凝土，最后清除槽内及打磨表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物，然后再用毛刷蘸上丙酮，擦洗干净并保持干燥。（2）刷封闭底胶在清理后的“U”形槽表面用漆刷刷一层封闭底胶。（3）刷封闭胶待封闭底胶固化后，用封闭胶将“U”形槽及打磨混凝土密封修平，封缝层厚度不低于1.5mm。（4）检查封闭情况检查封闭情况，观察是否有漏封或异常情况，确保所封闭的裂缝密实性，发现缺陷应及时补救，以确保工程质量。（5）表面处理待粘结剂固化后，（固化时间可随环境温度、湿度而变化）将裂缝表面粗糙的突出部分用磨光机对裂缝表面进行磨光处理。（6）工程质量及验收会同有关部门，验收所封闭的裂缝是否能满足规范要求，符合有关标准要求，必要时可通过有关检测手段进行检测。(二）压力灌浆法施工工艺压力灌浆法是修补混凝土结构缺陷或裂缝常用的方法之一，它是通过专业设备向裂缝中注入高分子化学浆材，经聚合、交联等化学反应生成高聚物，使被处理的部位胶结、增强、加固并形成整体，达到防渗、堵漏等目的。对于裂缝宽度超过0.15mm的裂缝，通常向裂缝中灌入环氧树脂类灌浆材料。灌浆材料应具备粘结强度高，可灌性好等基本要求。环氧灌浆是以环氧树脂为主体，它的粘结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高。压力灌浆法的工艺流程及施工要点如下：裂缝缝口表面处理裂缝缝口表面处理封闭裂缝表面密封检查粘贴注浆嘴和出浆嘴压力灌浆封口图9.2压力灌浆法的工艺流程（1）裂缝缝口表面处理在进行压力灌浆前，应先对裂缝封口表面进行处理，使工作面平顺、干燥、无油污。首先清理混凝土表面，使沿裂缝走向约30～50mm范围露出坚实平整的混凝土表面，清除表面浮尘，表面清理范围以裂缝位置拓宽不少于10～25mm为原则；然后清除缝内的灰尘等杂物，并用丙酮试剂擦洗表面。（2）粘贴注浆嘴和出浆嘴注浆嘴沿裂缝的走向布置，根据裂缝的宽度间距为200～400mm，缝宽则疏，缝窄则密。在裂缝交叉处、较宽处、端部、裂缝贯穿处等均应埋设注浆嘴。每一条裂缝至少必须有一个注浆嘴、排气嘴和出浆嘴。（3）封闭裂缝表面一般用环氧胶泥抹压平整，胶泥厚度不小于1.5mm，宽度为20～30mm，防止漏浆。（4）密封检查裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密封效果。试漏需待封闭胶泥有一定强度时进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从注浆嘴通入压缩空气，凡漏气处，应与修补密封至不漏为止。（5）压力灌浆压力灌浆应自下至上进行，根据浆液的流动性选择注浆压力，一般为0.1～0.4Mpa。当采用灌浆泵施工时，压力一般由小至大逐步升高，达到预定压力后，再保持压力稳定，直至灌浆饱满，当最后一个注浆嘴冒浆，保持恒压继续灌浆，当进浆速度小于0.1L/min时，再继续灌注5min后停止灌浆。再将阻塞器上的进浆阀门关闭，以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。注浆结束，应检查补强效果和质量，发现缺陷应及时补救。（6）封口待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴拆除，并使用改性环氧胶泥抹平，最后对每一道裂缝表面再刷一层改性环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。（7）质量检验及验收1）表面检查法灌浆结束后，用肉眼观察裂缝的外观情况，表面灌浆是否饱满，是否有开裂现象出现。如果出现以上不合格的情况，应及时采取补救措施。2）钻芯取样法当裂缝灌注材料达到完全固化期时，应采取钻芯取样法对注浆效果进行检验，芯样检验应采用劈裂抗拉强度测定方法。芯样的钻取详见相关现行规范及技术标准，需特别强调的是芯样应骑缝钻取，并应避开结构内部钢筋，取芯造成的孔洞应立即采用强度等级较原结构提高一级的环氧砂浆进行填实。当检验结果符合下列条件之一时为符合设计要求：①沿裂缝方向施加的劈力，其破坏应发生在混凝土部分（即内聚破坏）；②破坏虽有部分发生在界面上，但其破坏面积不大于破坏面总面积的15%。破损露筋处治（1）对于主梁结构出现的较严重的剥落露筋面积大于（25×25）cm2，深度大于5cm时的混凝土表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈（混凝土钢筋阻锈方法还应符合《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）附录E的相关要求。），用环氧混凝土修补，具体作法为：1）把构件中剥落露筋部位表层尽可能凿除，用钢刷清除浮动的混凝土碎片，保留原结构的钢筋（若钢筋锈蚀程度较重的，在对原有钢筋进行除锈后，应加焊相同直径的钢筋。）同时对修补部位进行凿毛处理，并使混凝土表面保持湿润、清洁；2）在修补面上喷涂一层界面剂，以增强新、老混凝土之间的粘结；3）在界面剂喷涂后尚未凝固时，即可浇注环氧混凝土；4）当修补完成后，对新老混凝土接缝表面各15cm宽的范围内，必须用钢丝刷将所有软弱浮浆除去，并冲洗干净，然后抹两层封闭浆液。浆液采用环氧树脂。涂液时，第二层的方向应与第一层相垂直；5）修补工作全部结束后，还要加强养护，养护方法与通常混凝土的养护方法相同。（2）对于面积小于（25×25）cm2，深度小于5cm时的混凝土结构表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，清除浮尘，喷涂阻锈剂及界面剂，涂抹环氧砂浆的修补方法，其步骤为：1）做好修补面凿毛、清洁等准备工作；2）将环氧砂浆均匀涂抹到修补部位，反复压光后，按普通混凝土要求进行养护。当局部修补部位较深时，可在聚合物水泥基材料中掺入适量的砾料，以增强强度和减少砂浆干缩。3）在新修补的区域周围再涂上两层如前所述的环氧树脂胶粘剂进行封闭处理，以防止以后出现收缩裂缝。空鼓孔洞病害处治对于病害程度为轻、中的混凝土较浅空洞孔洞，可按照以下处理：对病害部位的混凝土手工凿除，并用钢刷清除浮动的混凝土碎片，露出强度高、构造完整的混凝土结合面，用工业酒精刷洗至表面浮渣、粉尘、油污，涂以改性环氧树脂胶液等界面剂，涂抹改性环氧砂浆嵌补，修补后混凝土表面应平整、密实。改性环氧砂浆施工温度宜为20℃±5℃，高温或寒冷季节应采取有效措施控制施工温度。涂抹改性环氧砂浆修补前，应先在已凿毛的混凝土表面涂一层改性环氧基液作为界面剂，使旧混凝土表面充分浸润。涂抹改性环氧基液的施工工艺要求如下：1）涂刷时应薄而均匀，涂刷基液厚度不应超过1mm。2）应注意保护已涂刷基液的混凝土表面，防止杂物、灰尘洒落。3）涂刷基液后，应间隔30～60min，待基液中的气泡排出后，再涂抹环氧砂浆。采用改性环氧砂浆修补的施工工艺要求如下：1）平面涂抹时应均匀，每层厚度不应超过10～15mm，底层厚度应在5～10mm。2）斜、立面涂抹时，每层涂抹厚度为5～10mm，如层厚过大应分层涂抹。3）仰面涂抹时应采用黏度较大的基液涂刷底层，涂刷应均匀，防止基液往下脱落；每层厚度应控制在3～5mm，当厚度超过5mm时，应分层涂抹。当混凝土空洞孔洞病害程度较重或者深度较深时，应采用环氧树脂混凝土进行修补。修补前，对病害部位的混凝土手工凿除，并用钢刷清除浮动的混凝土碎片，露出强度高、构造完整的混凝土结合面，用工业酒精刷洗至表面浮渣、粉尘、油污。表面清理完毕后，根据病害现场情况，进行模板拼装并采用环氧树脂混凝土进行浇筑修补。为了使新增部分的环氧树脂混凝土能与老混凝土良好地结合，在修补之前应首先在待修补混凝土缺陷表面涂抹一层混凝土界面剂。凿毛、凿槽或凿除有局部缺陷的混凝土过程中，应提前对施工人员做好防护措施，注意对结构相关构件进行监控，防止发生新的破坏。粘贴预应力碳纤维板9.6.1施工流程施工准备→放样→混凝土表面处理（含板底空洞、空鼓、裂缝处治等病害）→钻孔、植筋、安装锚固块→碳纤维板下料→铰式波形锚组装件→碳纤维板预应力张拉、粘贴→碳纤维板、锚固区防护→检验。9.6.2主要施工工艺及技术要求（1）放样施工单位应先对图纸复核梁的尺寸要素，然后根据设计图纸进行碳纤维板纵向的放样，并用墨斗弹出清晰的碳板轴向放样线，放线要满足待张拉的预应力碳纤维板位于箱梁底板，根据所放的碳板轴线确定锚具安装座的位置。（2）混凝土表面处理1）碳板轴线放样线左右各30mm范围内为预应力碳纤维板粘贴位置，对这些粘贴位置的混凝土表面进行修补、打磨、找平处理，并保证其平整度满足2mm/5m的要求，使新鲜的混凝土外露，并形成粗糙的面，剔除表面浮渣，最后用无污染的高压风枪或清水清理干净。2）根据图纸中碳纤维板粘贴设计及箱梁底板的平整程度，现场合理确定卡板具体位置及卡板植筋位置，在卡板植筋位置时应采用钢筋探测仪探测钢筋分布，从而避免植筋对主钢筋和预应力筋的损伤。（3）钻孔、植筋，安装锚固块1）在安装碳纤维板张拉端和固定端锚固块的位置按照设计图纸要求钻孔并植入高强锚栓。钻孔前应注意用钢筋探测仪标出钢筋位置，必要时可适当调整钻孔位置，避免钻孔损伤钢筋；2）根据植入的高强锚栓位置在锚固块钢板上钻孔。建议采用塑料泡沫板拓印高强锚栓的位置，保证在锚固块钢板上开孔位置的准确；3）安装锚固块。在螺杆固化达到设计强度后，先对锚固块钢板与混凝土梁的接触面进行打磨、清洁等表面处理，然后涂抹粘钢胶，将锚固块粘贴在梁底，并用螺母将锚固块固定在预先植入的高强锚栓上。（4）碳纤维板下料1）根据已安装锚固块的位置进一步复核碳纤维板的下料长度；2）碳纤维板检查，重点检查碳纤维板直线度，其全长直线度偏差不得超过20mm，有无破损及毛刺等质量缺陷，根据下料长度截取碳纤维板；3）揭去碳纤维板两端的夹持长度内的防护薄膜，对于无防护薄膜的碳板须用丙酮将碳纤维板两面擦洗干净；4）在工厂自然环境下配制专用快速粘结胶（特制），将其涂抹在碳纤维板夹持长度内的上下表面，然后放入波形齿夹具锚中，并迅速将波形齿夹具锚的上下波形齿板夹紧；5）静置养护，待24小时对锚具系统逐一（100%检验）进行张拉试验，对设计张拉强度进行验证。6）然后通过无损运输到工地现场使用。（5）预应力碳纤维板安装、张拉、粘贴1）通过连接螺杆将两端已经被波形锚夹持的碳纤维板安装在锚固块上，并调整碳板轴线保证其轴心受拉；2）安装张拉系统，调校千斤顶及力传感器，在不涂抹碳纤维板专用粘结胶之前进行试张拉，试张拉结束后卸载，张拉过程应注意观察有无异常，如出现异常应立即停止张拉，并卸载，查明原因后方可继续；3）将碳纤维板粘贴表面的防护薄膜揭去，对于无防护薄膜的碳板须用丙酮将纤维板粘贴表面采用丙酮擦洗干净，并涂抹碳纤维板粘结胶，然后进行正式张拉；4）对碳纤维板进行预应力张拉，采用张拉力和伸长率作为主要控制指标，并确保误差在6％以内，张拉过程应注意安全防护；5）待碳纤维板张拉完成后，拧紧锚固螺母后，停顿5分钟没有其他异常的情况下，方可以拆下张拉系统；6）用卡板将碳纤维板紧贴混凝土表面，遇碳纤维板与混凝土表面仍有较大间隙的地方，补充碳纤维板粘接胶，使空隙被粘接胶填满。7）检查清理碳板周边挤出的多余胶体，对粘接不饱满的碳板进行再次修补。8）根据现场环境情况确定有无必要对碳板表面进行表面防护、防火涂层处理。9）所有张拉都应在环氧结构胶适用期内（30分钟）完成，防止结构胶硬化失效。（6）锚具及锚固区防护预应力锚具（包括卡板、锚栓等）宜采用经表面防腐处理的产品，可采取如下防护措施：1）锚具安装好后应采用环氧基防护材料对防腐层磨损处进行涂抹封护；2）可根据现场条件确定是否加装专用配套防护罩。若预应力锚具产品缺乏专门的配套防腐、防护措施，可参照以下方法进行处治：1）在锚具、连接螺杆等表面涂抹一层碳纤维板粘接胶，厚度应大于5mm，对金属构件进行防腐蚀保护；2）在锚固区域挂钢丝网，锚喷或涂抹高粘结防水砂浆作为防护层。（7）施工安全及注意事项1）施工中应严格遵守执行《公路桥涵施工技术规范》、《公路养护安全作业规程》、《公路工程施工安全技术规程》进行施工，做到专用设备专职使用；2）为保证施工安全、结构安全及工作的顺利开展，在施工前必须对施工机具、临时设备及其它保障措施进行详细检查、核对，在确保万无一失后方可施工；3）碳纤维板为导电材料，使用碳纤维板时应尽量远离电气设备及电源。使用中应避免碳纤维板的弯折。碳纤维板配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射，树脂的配制和使用场所，应保持通风良好。现场施工人员应根据所使用的有机材料的化学特征采取相应的劳动保护措施；4）在碳纤维板张拉的过程中，要对箱梁挠度的变化进行观测，如果挠度变化有异常情况，应停止张拉，并检查原因。5）张拉过程应遵循对称张拉原则，张拉伸长量和张拉力双控。伸缩缝施工工艺伸缩装置更换前的准备工作开工前对机具进行全面的检验，合格后方可投入使用。砼土先做配比试验合格后再待施工时使用。对更换伸缩缝处进一步仔细测量复测数据。伸缩装置安装施工步骤及要点伸缩缝更换应按：测量→拆除原伸缩缝→清槽→放线、切割→植U型锚筋、打毛→穿水平筋→焊接→涂刷界面胶、浇注混凝土→养护观察等工序测量复测数据按照更换伸缩装置图纸的安装要求，测量预留槽的尺寸，若预留槽的尺寸不能满足新缝的安装要求，应重新找出预留槽的中心线。拆除旧伸缩缝按新的安装要求放线，确定预留槽的边线，再用砼切割设备沿边线切割，安全取出已损坏伸缩缝。清槽处理将切割后的预留槽混凝土表面清理干净。放线、切割对预留槽进行复测，依据施工要求放线后，把安装面切割整齐，确保槽宽位置准确，深度符合伸缩缝的安装要求。穿置水平锚固筋、打毛伸缩装置吊装就位前，应将预留槽内混凝土打毛，清扫干净。然后在预留槽中，按图纸要求布置U型锚筋，锚固筋的安装应先钻孔，后用植筋胶固定牢固，且间距与伸缩装置上锚固相吻合。焊接调整伸缩装置的中心线与桥梁中心线相重合，应对称放置在伸缩缝的间隙上，并使其顶面标高与路面标高相吻合，与穿放好的横向水平筋焊接牢固。浇注预留槽混凝土先在混凝土结合面涂刷界面胶，再按要求将调配好的C50快干钢纤维混凝土均匀地浇注在槽缝间，用振动棒振捣密实，再用木抹子找平，铁抹子压光，最后用毛刷拉毛。养护观察用地膜覆盖，洒水养生，并及时观察伸缩缝周围情况，待混凝土强度达到设计要求后，即可通车。更换伸缩缝的注意事项伸缩装置吊装就位前，预留槽内混凝土打毛时，一定要严格按照放线范围进行，需将原混凝土凿出新鲜骨后，方可进行下步施工工序。伸缩装置就位后，焊接锚固钢筋时，应采用间隔焊接，随焊接随调整标高，焊接时应按自中间向两端的方式对称进行，确保焊接后的标高与路面标高相符。伸缩装置稳定牢固后，尽快拆除临时连接卡具，再将未焊的锚固筋及水平筋焊接牢固，保证安装牢固可靠。伸缩装置焊接稳固后，用气枪或高压水枪将槽内杂物清理干净，并用苯板填塞缝口及梁端间隙，以防止灰浆流入梁端间隙，影响桥梁伸缩。伸缩装置施工的工作人员要熟悉桥梁的图纸和公路伸缩装置的安装操作规程。混凝土植钢筋种植钢筋应按照《公路桥梁加固施工技术规范》附录A植筋施工方法进行施工。图9.3植筋的工艺流程定位按设计要求标出植筋钻孔位置、型号，根据现场情况