天津港南疆公路桥主梁腹板加固施工工艺

天津港南疆公路桥主梁腹板加固施工工艺1．编制依据1.1中铁大桥勘测设计院《天津港南疆大桥公路桥加固工程48+3×64+48米主桥连续箱梁施工设计》第一册、第二册、第三册。1.2中铁大桥局一桥处《天津港南疆大桥公路桥施工主桥连续箱梁加固组织设计队1.3《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)1.4《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)。2．概述2.1主梁腹板加固范围：主桥0#墩顶伸缩缝至5#墩顶伸缩缝全部腹板，加固总长度为289．1m．2.2腹板加固是在原来箱梁内侧加浇20cm厚的腹板并在加固腹板内施加竖向预应力．加固腹板与原来腹板竖向倾角保持一致，即与竖直面夹角为1．65度。2.3加固腹板内间隔约60cm布置一根竖向预应力粗钢筋，个别位置粗钢筋的间距根据原结构预应力布置情况进行调整。加固腹板的竖向预应力布置在中间位置，锚固在箱梁顶板顶面和底板底面。竖向预应力筋采用直径为25mm的冷拉Ⅳ级钢筋，标准强度Ry750Mpa,张拉控制力331KN，采用无粘结方式、轧丝锚体系。2.4为使竖向预应力筋顺利穿过顶板和底板，顶板和底板与竖向预应力筋对应的位置需钻直径为40mm的孔。2.5加固腹板内布置直径为16mm的竖向箍筋，间距约lOcm，个别位置有所调整，纵向布置两层直径为16mm的钢筋，间距为10cm，纵向钢筋布置在箍筋内，纵向钢筋采用分段搭接的方式，便于箱内操作。2.6为加强振捣，使加固砼密实，桥面上在竖向预应力蹬筋间钻砼灌注孔和振捣孔，灌注孔直径82mm，振捣孔直径56mm，纵向间隔布置。2.7为使新老混凝土紧密结合，达到共同受力的目的，新老混凝土结合面应全面凿毛，并且每隔一定距离钻孔植扦钉或植筋。2.8原腹板内侧及加固腹板范围内的上、下倒角混凝土面应凿毛，凿毛时应将结合面上没有拆除的模板拆除，去除有碍新老混凝土结合的杂物，灌注前应将结合面上的灰尘冲洗干净、风干。2.9加强新老混凝土紧密结合的另一有效措施是植扦钉。腹板上布置梅花型的扦钉，由于钻孔要避开原结构的预应力束及普通钢筋，扦钉的间距是变化的。扦钉采用I型，用直径16mmI!级钢筋做成。外侧竖向箍筋及外侧纵向钢筋两端每隔一根应在原结构上钻孔植筋。植入扦钉或植入钢筋应钻直径27mm的孔，孔深15cm，用环氧胶泥锚固。环氧胶泥的配合比应经过试验，使植筋抗拔强度不低于钢筋的屈服强度。实桥上所植扦钉应进行抽检，抽检时环氧胶泥的抗拔力应不小于4吨。加固腹板外侧竖向箍筋和外侧纵向钢筋应与3．施工方案3.1本桥腹板加固由于要尽可能不中断交通，将桥中心4m宽范围设为行车区，对两侧各3．5m范围桥面铺装凿除之后，两侧腹板分阶段交错进行加固。3.2腹板加固的总体顺序为从中跨向边跨，上下游交错进行，共分五个阶段完成(详见腹板加固分阶段布置图)。b腹板加固分阶段布置图加固腹板加固腹板墩中心线3.3腹板内侧裂缝修补完成之后即可进行腹板加固工作，但腹板外侧裂缝及底板底面横向裂缝修补必须在竖向预应力张拉之前完成。3.4各阶段腹板加固施工步骤见施工流程图。3.5横隔梁加固在腹板加固之后，腹板加固砼端部应预埋横隔梁加固钢筋。3.6腹板加固模板为新制钢模，采用支撑体系。4．腹板加固前准备工作4.1在箱内铺设380V动力线路一条，220V照明线路一条，且每4m设照明灯一盏，每16m设简易活动配电盘1个(插座若干)。照明及动力线路均采用膨胀螺栓固定在梁体顶板下缘(桥中心处)，防止地面潮湿漏电。4.2疏通原箱内通风孔及泄水孔，不通处采用钻机成孔或人工凿通，保持箱内与箱外正常通风，箱内不产生积水。4.3清除箱内砼残渣及其它杂物，并运至指定地点。4.4在箱内安装4台排风设施，保持箱内空气流通，正常换气，使箱内作业人员有一个良好的工作环境。4.5在0#、5#墩T梁侧拼装3mX21mXl5m进人进料支架(详见附图一)，下游侧设桥面人员上下通道，上游侧设为进料通道。4.6对参加施工的全体人员进行岗位培训，关键工序作业人员应持证上岗。4.7建立健全现场管理体系，质量保证体系，搞好文明施工。5．工艺措施5.1施工吊篮安装5.1.1施工吊篮采用无锡通天建筑机械有限公司生产的专业吊篮(详见附图二)，该吊篮结构轻巧，移动升降灵活，侵占桥面净空较小，安全可靠，满足主梁受力及施工作业要求。5.1.2安装顺序为先安装桥面支架及配重，并在桥面组拼吊篮底平台为一整体后，用一台8t吊机将吊篮从上游放至梁下，另一台吊机吊钩从下游下至梁下拴住吊篮后两台吊机同步起升至悬吊系统安装在支架上即可。施工流程图5．2施工放样5.2.1因本加固工程为在既有结构物上进行加固，考虑施工中的误差，为保证不损伤原主梁预应力筋，且达到加固效果，施工放样采取相-对平面控制为主。5.2.2根据原主梁悬浇施工的特点：梁体的外轮廓尺寸，预应力束定位，钢筋及预埋件位置均以与底板底面相对位置控制，故本加固工程以原各施工节段前端底板底面分中点连线为桥中心控制线。5.2.3本桥里程控制点以5#墩中心为基准点，传至0#墩中心闭合平差后作为全桥相对里程控制点(在允许闭合差内方可作为放样依据)。5.2.4腹板预应力筋孔及灌注、振捣孔横向位置均以与原腹板相对关系控制，辅以与桥中心线距离确认与原梁体预应力束相对关系，利于避开原预应力束，且满足设计腹板厚度要求。5.2.5腹板扦钉孔高程控制按设计图要求控制与主梁顶板底面倒角处相对尺寸。5.2.6横隔梁水平孔放样时横桥向尺寸以实测桥中线尺寸为基准线放样，高程以梁体顶板底面为基准面控制相对位置，辅以至梁底板底面距离校核(确认避开横梁内预应力束)。5．3钻孔幽由5.3.1腹板加固中27扦钉孔采用冲击钻电锤成孔，钻头直径为中27mm。5.3.1.1设计钻孔深度15cm，考虑到钻头锥度，成孔时钻尖深度应不小于15．5cm。钻孔时采取措施控制深度，不得损伤预应力筋。5.3.1.2钻孔前应先按施工设计图中网格线在腹板内侧准确放样，钻孔时碰到普通钢筋移位时，必须沿网格线上下方向移动，且避开预应力束厂保证所植扦钉能与外侧箍筋焊接(端部扦钉保证与纵向水平筋焊接)。5.3.2竖向预应力筋孔(伞40)、砼灌注孔(由82)、振捣孔(伞56)均采用130型金刚取蕊机成孔，钻头直径分别为伞40mm、士56mm、中82mm。5.3.2.1本桥原结构主梁为三向预应力体系，预应力束(筋)布置较密，钻孔均在预应力束间隙内进行，要求放样施工位置准确，特别是在墩中心0#块内纵向预应力束中心距为200mm，原预应力束采用伞外85mm波纹管，由82砼灌注孔与原预应力束理论间隙仅16mm，对放样及施工要求尤为严格。5.3.2.2施钻时严格控制钻机的倾斜度，钻机采用膨胀螺栓固定在梁体上，要求固定牢靠，螺栓上双帽，防止松动，保证不偏移，固定时注意调整好钻杆入孔角度，通过钻机底盘上的四个支顶螺杆调整钻杆的入孔倾角，钻杆的倾角通过线锤测量控制，并在施钻过程中随时调整。5.3.2.3箱内竖向预应力孔在主梁底板与直腹板倒角处，施钻前应入5.3.2.4梁顶板竖向预应力孔成孔后，采用中外38-39mm钢管插入落至底板，与底板放样点校核，若偏差较大应对己成孔进行修整。5.3.2.5梁底板预应力孔成孔后，应采用安装竖向预应力筋的方法验收，保证竖向预应力筋自由穿入，不得强行穿入使其受弯。若竖向预应力筋安装困难，应对底板己成孔进行适当修整。5.3.2.6对于箱内挣空较小，摆钻机困难处，竖向预应力孔改用钻机从梁顶面一直钻至梁底面，当钻头钻透顶板进入箱内时，应对箱内钻杆进行简易固定使之不摇摆偏移，施钻过程中一台钻机在箱梁内应不少于1人对钻杆进行控制、校正。5.3.2.7当用同型号钻机钻不同直径孔时，应准备变截面钻杆。5.3.2.8因主梁原预应力束过于密集，要求钻孔精度很高，为保证钻孔时不钻断预应力束，钻孔均采用熟练工人操作，正式开钻前先组织工人试钻，并给工人讲解原预应力束的位置，做到心中有数。5.3.2.9钻孔时做到手勤、眼勤，注意力集中，注意手感和听觉，发现卡钻或钻机晃动时，及时停机察明原因；发现出水为清水时，分析判别为普通钢筋还是预应力束。可能为预应力束时，取出钻蕊，判明为横向或纵向预应力束，同时及时向当班技术人员反映，以利于正确判断，决定如何移位。遇横向束时，孔位纵桥向移动，遇纵向束时，孔位横桥向移动，但孔位必须在加固腹板内，且至腹板距离满足加固腹板钢筋绑扎要求，孔位移动时应作详细记录，并向项目部书面汇报。5.3.2.10成孔偏移量控制在1cm内。5．4新老砼结合措施5.4.1在原有结构上加浇新砼，如何保证结合面的传力是关键，为此采用新老砼结合面凿毛，且每隔一定距离植扦钉的方法。5.4.2为保证后浇砼与原腹板很好地结合，以达到共同受力，原腹板内侧及加厚腹板范围内的上下倒角砼面要凿毛，凿毛时须首先去除有碍新老结合的杂物，凿除裂缝压浆时封闭的表面环氧胶泥，拆除压浆咀，·剥除封闭胶带，最后对原砼面进行凿毛，凿毛率要求达到95％。灌注前应将结合面上的灰尘及杂质清理干净，并用水冲洗风干。5.4.3加强新老砼结合的另一措施是植扦钉5.4.3.1腹板上布置有梅花型扦钉，间距约为30cm，扦钉为L型；与外侧箍筋焊连，上下倒角布置扦钉，间距约为20cm，扦钉为直筋，要求与外侧箍筋焊连；加固腹板端部布置扦钉间距为20cm，扦钉为L型，要求与加固腹板外侧水平筋焊连。5.4.3.2扦钉采用由16mm钢筋弯制，植入所钻由27mm的扦钉孔中，植入深度为15cm，用环氧胶泥锚固。环氧胶泥配合比应经过试验，使植筋抗拔强度不低于钢筋屈服强度。实桥上所植扦钉应根据不同部位或方向少量抽检，抽检时环氧胶泥抗拔力应不小于4吨。环氧胶泥抗拔试验选定在实桥上伸缩缝砼处进行，为破坏性试验。5.4.3.3扦钉与钢筋焊连时采用搭接单面焊，焊缝长度不小于10d(即16cm)。5．5钢筋加工及安装5.5.1腹板加固钢筋在车间分节段分跨加工，加工钢筋的允许偏差不得超过“JTJ041-89”规范表9．5．1的规定。加工成型的钢筋在现场散扎，其钢筋位置允许偏差不得超过“JTJ041-89”规范表9．5．4的规定。钢筋按设计图纸现场安装完毕后按《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-94中表6．10．2-1组织验收：5.5.2箍筋加工前应先检查原主梁竣工尺寸，宽度和高度根据实际尺寸相应调整。5.5.3水平筋采用绑扎搭接接长，搭接长度40cm，箍筋之间及箍筋水平筋与扦钉均采用J506焊条焊接。5.5.4箍筋外侧与模板之间应设砼垫块，垫块厚24mm。5．6模板制造与安装。5.6.1腹板加固施工模板采用新制钢模，因受进料孔尺寸及箱内人工安装重量控制，标准模板宽度为60cm，长度不超过200cm。模板在车间加工成型并进行试拼。5.6.2模板均在箱内现场组拼，模板安装前必须涂刷脱模剂。模板间拼装螺栓应上满拧紧，每条模板拼接缝应至少有2-3个定位销，模板与钢带间为栓接。5.6.3采用支撑体系固定模板，高度在1．5m以下的采用在梁底板上模加斜撑的方法，1．5m以上的采用与另一侧腹板砼对撑的方法。5.6.4倒用的模板拆除后应及时整修，使用前清理干净，保证平整、光洁。模板间缝隙用砂浆封堵，不得漏浆。灌注砼前应对模板体系重点检查，杜绝跑模、涨模、缩模等现象。5.6.5模板安装允许偏差：5．7砼灌注及养护，5.7.1腹板加固设计采用50#微膨胀砼。砼配合比由试验室根据设计要求和施工需要进行配制，砼入模陷度控制在12-14，初凝时间为lob，掺微膨胀水泥以补偿砼的收缩，防止产生收缩裂纹。砼材料水泥采用42．5#普通硅酸盐水泥，粗骨料采用5-20mm碎石，细骨料采用中砂(河沙)，骨料应干净。5.7.2砼由商品砼工厂生产，用砼搅拌运输车运至桥头(引桥侧与主桥交界处)，利用小翻斗车二次运输至施工点进行灌注，不合格的砼严禁运至现场，砼工厂产量应根据现场灌注速度来控制。5.7.3同一箱室内单侧腹板砼(32米长)采用一次灌注成型，模板全部为一次拼装到顶，并支撑牢固，砼通过桥面所开中82mm灌注孔人工倾倒入模，中70和中50扦入式振动棒通过桥面灌注孔、振捣孔扦入模板内将砼振捣密实。灌注时派专人检查砼密实度，防止漏振造成的空洞。5.7.4砼必须分层灌注，分层厚度不得超过30em。5.7.5砼灌注时从靠墩中心处开始。为保证灌注质量，第一次灌注时靠墩中心附近模板较高处可考虑在模板上开振捣孔。5.7.6砼养护应派专人负责，连续养护14天。砼终凝后对砼进行洒水养护(夏天)，拆模后立即对砼表面涂刷养护剂。5.7.7砼开始灌注时应采取封桥措施禁止一切车辆通行，每次砼灌注封桥前48小时通知业主。5．8坚向预应力筋施工5.8.1腹板加固竖向预应力设计为伞25冷拉Ⅳ级无粘结钢筋，下端锚固在梁底板面，上端锚固在梁顶板顶面。5.8.2因主梁梁底为竖曲线，无粘结钢筋长度规格较多，下料加工时尺寸要准确，并做无粘结处理，即先均匀包缠一层塑料薄膜，再均匀涂一层黄油，然后再均匀包缠一层塑料薄膜。安装时无粘结钢筋从主梁顶板已钻中40孔向下穿入，直至穿出梁底板并安装锚具。各预应力孔应安装对应长度规格的无粘结钢筋，不得滥用。梁顶面锚垫板安装前，应先对砼表面凿毛处理。中25冷拉Ⅳ级无粘结钢筋使用前应先做无粘结摩阻试验。5.8.3竖向预应力筋张拉尊5.8.3.1中25冷拉Ⅳ级无粘结钢筋标准强度昨250Mpa。张拉控制力为331KN，锚具采用轧丝锚。5.8.3.2张拉采用yC60穿心式千斤顶在顶板一端张拉，以张拉控制力为主，伸长量校核。5.8.3.3张拉程序为0—10％Ny一20％Ny—Ny(持荷3min，保持张拉力，拧紧螺母)一0。各阶段记录伸长量。5.8.3.4竖向预应力张拉完成后，多余部分及时切除。5.8.4按设计要求在竖向预应力筋张拉完毕后应用环氧胶泥砼对底板底面轧丝锚头进行封锚。为尽量减少桥面行车对封锚砼的挠动，每阶段的封锚改在下阶段砼灌注封桥期间完成。封锚采用木模，通过膨胀螺栓吊挂于主梁底板上。由于封锚砼灌注困难，在砼灌注完毕后应对其表面进行修饰。6．工程质量与安全注意事项。，6.1主梁加固工程是一项非常细致、复杂的工作，加固工程质量好坏直接影响加固后的主梁保留结构工程质量。在施工过程中应严格控制每道工序质量，把安全，质量工作放在首位，确保加固工程最终质量达到内实外光，棱角分明。6.2工程的各种施工记录必须准确、齐全、完整。6.3砼表面密实、平整。6.4现场施工中实行作业人员自检、技术人员互检、安质人员专检相互