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橋梁頂升加固設計方案
2015-04-28 
   一、加固處理方案及要點

   本次維修加固的原則是:以維修、修補、提高結構的耐久性為主,根據(jù)本橋交通使用要求及結構受力情況,遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護并滿足結構強度、剛度、耐久性、適用性的要求,另外從美觀的角度出發(fā),盡量做到維修后結構外觀顏色與原結構和諧一致。

  ?。ㄒ唬蛄褐饕『μ幚?br />
   l 、混凝土破損、露筋,銹蝕

   引起混凝土害的原因錯綜復雜,一種是由環(huán)境作用引起的混凝土結構損傷

   與破壞。由于混凝土的缺陷(例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等),環(huán)境中的水

   及侵蝕性介質(zhì)就可能滲入混凝土內(nèi)部,與混凝土中某些成份發(fā)生化學、物理反應,

   引起混凝土損傷,影響結構的受力性能和耐久性。一種由荷載作用或設計、施工

   不當造成的混凝土結構損傷?;炷疗茡p部位處理:先對混凝土破損區(qū)進行清理,

   剔除修復劣化混凝土表面,如松動、剝落等,露出新鮮混凝土,用高壓水清

   洗干凈已脫落的混凝土碎塊,鑿毛新舊混凝土連接處,對破損、斷裂和銹蝕嚴重

   的鋼筋采用滲透型阻銹劑進行防銹,并進行整修和補充,涂界面膠,然后用改性

   環(huán)氧混凝土等材料修補。

   2 、護坡開裂破損

   對護坡開裂處漿砌片石進行清除,下陷處回填壓實,再對漿砌片石護坡用水泥砂

   漿和漿砌片石進行局部修補。

   3 、橋面鋪裝

   本次設計擬合新路面設計標高,對舊橋鋪裝進行清除更換,新加鋪C50 混凝土

   鋪裝層、防水層、瀝青混凝土鋪裝層‘為了加強新舊混凝土之間的連接,將

   原橋面頂面鑿成齒槽,保證新舊混凝土共同工作。

   4 、防撞護欄

   本次設計拆除原橋防撞護欄,新建與其他橋統(tǒng)一的防撞護欄。

   5 、伸縮縫

   由于本次設計對橋面系均清除換新,故將原橋面伸縮縫全部進行更換處理。

  ?。ǘ?、頂升加固施工工藝

   1 、橋梁頂升工藝

   在采用傳統(tǒng)的頂升工藝時,往往由于荷載的差異和設備的局限,無法根本消除油

   缸不同步對頂升構件造成的附加應力影響,從而引起失效,具有極大的安全隱患。

   PLC 控制液壓同步頂升是一種力和位移綜合控制的頂升方法,這種力和位移

   綜合控制方法,建立在力和位移雙閉環(huán)的控制基礎上。通過稱重的方法由液壓千

   斤頂精確地按照橋梁的實際荷重,平穩(wěn)地頂舉橋梁,使頂升過程中橋梁受到的附

   加應力下降至最低,同時液壓千斤頂根據(jù)分布位置分組,與相應的位移傳感

   器(光柵尺)組成位置閉環(huán),以便控制橋梁頂升的位移和姿態(tài),同步精度為土2 .

   0 mm,這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性,確保頂升時蓋梁、板梁結構安

   全。

   橋梁頂升采用上、下抱柱頂升力系的斷柱頂升法。

   2 、施工工序

   l )鑿除現(xiàn)狀橋面的橋面鋪裝、現(xiàn)澆層及防撞護欄,拆除原橋伸縮縫。

   2)頂升準備:橋梁同步頂升難點較多,技術要求較高,施工前做好頂升裝置的購買、調(diào)試工作,準備好相關的材料。

   3)頂升抱柱梁施工

   抱梁所在墩柱鑿毛、植筋、鋼筋綁扎,澆注抱梁及系梁。抱梁應能夠滿足布

   置千斤頂頂升及臨時支座的需要,橫橋向及縱橋向均以橋墩中心對稱布置。

   4 )千斤頂系統(tǒng)及臨時支座設施的布設。

   5)梁體各個控制部位設置固定標記,以實時確定梁體的空間位置。

   6)安裝橫向、縱向限位裝置;解除橋面伸縮縫及其它聯(lián)系。

   7 )預頂

   正式頂升前必須進行預頂,保證抱梁、千斤頂?shù)妊b置在穩(wěn)定狀態(tài)下工作。對抱梁、支座傳力系統(tǒng)檢查合格后,即可正式進行頂升。預頂加力須分級緩慢加力,預頂須消除抱梁、千斤頂?shù)妊b置變形。

   8) 分步頂升

   為一個步長,保護頂與主頂須保持同步上升。每步長頂升~厚鋼板作為臨時支撐。全部頂升系統(tǒng)須進行實時監(jiān)控。

   當頂升到1 10 ~后應及時以臨時墊塊替換鋼板。頂升中,千斤頂須緩慢加力。一(l )進行第一步階頂升。頂升過程中,注意監(jiān)控梁底及巡視橋面,如果出現(xiàn)裂縫,率立”p 停止頂升,待分析原因并會做出妥善處理后才可以繼續(xù)。頂升過程中采取以下監(jiān)控措施:

   ① 力監(jiān)控

   實時監(jiān)測各千斤頂?shù)膶嶋H承載力,當同一墩臺處千斤頂?shù)膶嶋H頂升力與理論頂升力相差10 %時,須停止頂升,檢查分析原因,待問題解決后方可繼續(xù)頂升。

   ② 位移監(jiān)控

   在墩頂部位設置位移傳感器(百分表),頂升過程中,設置專人對各個百分表數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控,若發(fā)現(xiàn)任意一跨在兩墩處的位移差超過2 ? ,立即停止頂升。實時檢測各墩頂處的豎向位移,根據(jù)各點處的位移對千斤頂進行調(diào)整,以保證頂升的順利完成。同時利用同步頂升系統(tǒng)自帶的位移監(jiān)控功能,實時監(jiān)控各千斤頂間的頂升位移,各千斤頂間的位移差不能超過2 mm。

  ?、?nbsp;橋面高程監(jiān)控

   在橋臺、墩頂及跨中部位設置高程測點,每頂升一步階,利用精密水準儀對各點進行高程測量,要求各墩頂間的豎向位移差不大于Zmm ,否則停止頂升。完成第一步階頂升后,測量橋梁橫向、縱向位移偏差量,調(diào)整位移偏差。

   ( 2 )檢查頂升系,合格后進行第二步階頂升。第二步階過程與第一步階頂升相同。

   ( 3 )逐步頂升至設計高度,頂升過程與前兩步相同。

   9 )頂升完畢后,撤下保護頂,在保護頂位置設置臨時支座。

   10 )柱切割:采用新型無震動直線切割設備對立柱進行切割。這種切割設備具有體積輕巧、切割能力強的特點。切割采用水冷卻,無粉塵噪音污染,切口平順。

   11 )頂升施工完成后即可進行立柱加固工作,立柱加高部分采用與原立柱同規(guī)格等數(shù)量的豎向主筋和箍筋。豎向主筋與立柱兩端露出的主筋采用擠壓套筒的機械連接方式。

   12 )千斤頂分步落梁

   ( l )待混凝土強度達到100 %后,降低臨時支座,各孔隨主頂逐漸下落,落梁控制與頂升相同。

   ( 2 )逐步落梁至新支座,落梁過程同第一步。

   13 )拆除頂升裝置,及保護裝置?;謴投张_處地面原貌。

   14 )澆筑現(xiàn)澆層硅,鋪裝瀝青鹼,更換伸縮縫,安裝橋面排水管。

   15 )進行橋梁兩側(cè)引道的施工。

  ?。ㄈ⑿屡f混凝土結合面施工技術要求

   1 、對原混凝土構件結合面進行打磨并鑿毛,除去20 一30 ~厚表層及浮皮后,用清水洗凈。

   2 、將界面劑膠按產(chǎn)品說明書配置好后,用滾筒或毛刷,在舊混凝土表面均勻涂刷兩道,表面厚度1 一2 ~。

   3 、在25 ℃ 時,40 一60 分鐘內(nèi),澆新混凝土;溫度高于25 ℃ 時,時間可縮短。

  ?。ㄋ模?、植筋技術要求

   1 、根據(jù)控制線及標高線,進行鋼筋栽埋定位線的放線工作。

   2 、鋼筋位置側(cè)定:用鋼筋位置測定儀(Fs- 10 )測定原混凝土結構內(nèi)部鋼筋位置,并標記于結構表面,或剔鑿混凝土表面保護層露出原鋼筋位置。

   3 、鋼筋栽埋定位的確定,根據(jù)設計圖紙,將鋼筋栽埋位置標示于結構表面,如與原結構內(nèi)部鋼筋所在位置有沖突,則將鋼筋栽埋位置作相應調(diào)整,以避免在結構開孔時損傷結構內(nèi)部鋼筋,影響原結構的可靠性。

   4、鋼筋栽埋孔的開?。喊瓷鲜霾襟E所確定的鋼筋栽埋位置,用鋼筋混凝土金剛石鉆機在原結構開孔,開孔深度按開孔后及時將孔內(nèi)積水及雜物清理干凈,

   5 、鋼筋栽埋孔的干燥處理及清理:用干燥棒將鋼筋栽埋孔充分干燥,冷卻(低于+35 ℃)后待用,將孔壁上的浮灰用丙酮清擦干凈,以免影響結構膠與混凝土的有效粘性。

   6 、將鋼筋表面浮塵清理干凈,如鋼筋表面有油污,則需使用高效洗滌劑對其進行清理,清理工作完成后經(jīng)鋼筋表面干燥待用。

   7 、結構膠的配置及鋼筋栽埋:將結構膠按設計比例進行配置,充分調(diào)勻,將膠體第妙次注入栽埋孔內(nèi),并在鋼筋栽埋位置段均勻涂以結構膠,而后將鋼筋插入預埋孔,來回抽插兒次,讓膠體充分沾涂于鋼筋與孔壁上,將鋼筋拔出,第二次注膠于孔內(nèi),再將鋼筋慢慢旋轉(zhuǎn)均勻插入孔內(nèi),將孔內(nèi)空氣導出,然后將,筋固定,堵住孔口,將溢出孔外的膠娜及時清理。此步驟工作應確保栽埋孔壁與鋼筋表面的膠體密實,不應有夾氣及其他雜物。

   8、鋼筋栽埋后在膠體固化期及強度增長期內(nèi)不受擾動,環(huán)境溫度大于+5 ℃ ,

   栽埋3天后即可受力使用。

   9、植筋時,其鋼筋宜先焊后種植,若有困難而必須后焊,其焊點距基材混凝土表面天于15d 。且應采用冰水浸漬的濕毛巾包裹植筋外露部分根部。

   (五)、鋼板粘貼

   1、施工順序

   表面處理:根據(jù)設計圖紙的要求并結合現(xiàn)場測量定位,在需要粘貼加固混凝土表面放出鋼板位置大樣,鑿出需粘貼混凝土表面6-8mm厚的表層砂漿,使堅實的混凝土外漏,并形成平整的粗糙面。

   2、鉆孔植埋螺栓:依照設計圖紙的要求,放出需孔的位置,鉆孔間距一般為40cm左右,用鋼筋混凝土保護層測試儀查明預應力鋼筋或普通鋼筋位置,然后鉆孔埋植膨脹螺栓,以免傷及結構的受力鋼筋。

   3、鋼板下料。內(nèi)側(cè)除銹打磨并依據(jù)現(xiàn)場埋植的螺桿對鋼板進行配套打孔;鋼板就位、固定、安裝。

   4、鋼板封邊。

   5、分段灌注鋼板粘結膠。采用專用鋼板粘結膠,厚度約5mm。

   2、注意事項

  ?。?)下料前應實測粘貼區(qū)構件尺寸,力求準確;

  ?。?)若混凝土表面的平整度太差,可采用膠泥墊(補)平(如101膠),粘膠的厚度原則3 -5mm 之間,上限可適當放寬。

  ?。?)如需焊接,則所有焊接工作應在鋼板粘合前進行;

  ?。?)用封邊膠對鋼板四周封邊,固化后方能灌膠;

   5()防銹漆建議采用壽命10 年以上的進口油漆,如JOTUN 、安士丹等,以減少養(yǎng)護的工作量。

   3 、植埋螺栓施工工藝及檢驗與驗收

   l )植埋錨固螺栓施工工藝要求:

   ( I )混凝土表面處理:清除混凝土表面雜質(zhì),并進行植筋位置放樣:

   ( 2 )鉆孔:按照直徑和深度要求鉆孔。采用盡量少的振動施工工藝,以保證不傷及梁體內(nèi)預應力鋼筋及其它受力主筋;

   ( 3 )清孔:先用毛刷清孔內(nèi)灰塵,再用清潔的壓縮空氣將孔內(nèi)灰塵清干凈,直至孔內(nèi)無積灰。清孔不得用水,孔內(nèi)如有積水應清除。

   ( 5 )填孔并植入螺栓。將粘結劑注入空內(nèi),應立即插入鋼筋,按順時針方向邊轉(zhuǎn)邊插直至孔底,使粘結劑部分舉國出,刮去表面多余的點結劑。全部過程耗時間應小于粘結劑初凝時間,否則應清除粘結劑,重新進行清孔等工序。

   ( 6 )留足夠時間讓粘結劑固化。插入鋼筋后,應保持鋼筋不受外力直至粘結劑硬化,靜置時間應按粘結劑產(chǎn)品說明書規(guī)定,硬化后方可進行檢驗和投入使用。

   ( 7 )進行其他操作。

   2 )檢驗與驗收

   施工開始前,應由監(jiān)理及業(yè)主確認粘結劑等產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗報告,各項性能應滿足上表的要求。

   等粘合劑固化后,抗拉力達到如下要求,2 鋼筋抗拉力設計值分別為24KN ( C30 混凝土),要求按照5 %的比例進行抽檢。

   4 、鋼板外表面防銹防腐處理工序如下:

   ( l )底材表面的膜處理機械打磨達到St3 級以上,即徹底手工和動力工具除銹,使金屬底材呈現(xiàn)金屬光澤;

   涂環(huán)氧富鋅底漆,厚度125u ,作用:陰極防護;

   涂環(huán)氧云鐵中間漆,厚度125u ,作用:屏蔽、耐化學污染;

   涂可覆涂聚氨脂白面漆,2 道,每道厚度35u ,作用:耐候性好。

   5 、粘結劑使用方法如下:

   (l)材料由主劑及硬化劑兩部分組成,充分混合后媽可使用;

  ?。?)粘結劑的主劑與硬化劑比例為重量比2 : l ,務必稱量準確;

   (3)將主劑與硬化劑倒在容器中,充分攪拌,混合均勻;

   (4)混合后材料便慢慢開始硬化,請先確認可使用時間。

   6 、修補膠施工方法如下:

   ( l )表面處理:為充分發(fā)揮材料的接合效果,請務必在施工前將接合面處理干凈。如果結合表面潮濕,則需用噴燈、電動干燥機、空氣壓縮機等將其吹干;

   ( 2 )接合、密封、填充:在要粘合的兩面涂抹本材料后,立即接合在一起,如果作為填充材和密封材使用時,使用刮刀、抹子進行涂布;

   ( 3 )養(yǎng)護:在材料尚未完全硬化之前,按規(guī)定的時間進行自然養(yǎng)護??墒褂脮r間見下表:

   


    型號

   


    冬季型(w)

   


    夏季型(w)

   


    溫度

   


    50c

   


    150c

   


    200c

   


    300c

   


    可使用時間

   


    150分鐘

   


    80分鐘

   


    70分鐘

   


    40分鐘

   


    養(yǎng)護時間

   


    24小時

   


    12小時

   


    12小時

   


    6小時

   


   7 、檢驗與驗收

   ( l )施工開始前,應由監(jiān)理及業(yè)主確認植筋膠、鋼板和粘結劑、修補膠、油漆等產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗報告,各項性能應滿足上表的要求。

   ( 2 )材料性能抽樣檢驗。當工程的粘結劑量小于lt 時,應作一組試樣進行抗拉、抗剪及正拉粘結強度檢驗;用量大于lt 時,應每增加lt 增加一組試驗。受檢的粘結劑應由獨立試驗室人員在不小于兩個包裝單位中隨機抽取。

   ( 3 )施工質(zhì)量檢驗及驗收

  ?。叩日辰Y膠固化后,應用小錘輕輕敲擊粘結鋼板,從音響效果或用超聲波法探測粘結密癱,要求密實度達95 %以上。

   若粘結質(zhì)量或粘劑強度達不到上述要求,應將鋼板拆除重新按上述要求施工。

   六、混凝土破損、鋼筋銹蝕修補施工技術要點

   1、混凝土破損區(qū)域的清理

   ( l )對混凝土存在松散、孔洞、破碎、剝落、鋼筋銹蝕膨脹引起保護層破損等缺陷以及鋼筋外露區(qū)域,可采用人工鑿除法、氣動工具鑿除法或高速射水法將該處松散、破損、污損的混凝土清除干凈,直至露出堅硬密實的基面,同時應注意保證該部位無油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等;

   ( 2 )對于缺陷深度≥10cm ,面積≥(10cmx 1Ocm )時,表面要鑿成方波型和鋸齒狀,且鑿至堅實層,判斷的標準是以能夠看見混凝土粗骨料為宜。

   ( 3 )清理混凝土病害部位時注意不要損傷梁體原有鋼筋(尤其是主筋)。

   ( 4 )嚴格按照橋梁維修養(yǎng)護相關規(guī)定及要求實施。

   2 、鋼筋銹蝕區(qū)域的清理

   ( l )在混凝土表面破損清理完畢后進行;

   ( 2 )用鋼刷清除鋼筋表面的浮銹,使之露出光潔部分;

   ( 3 )對鋼筋銹蝕區(qū)域,應清除掉混凝土表面的油污、油脂、蠟狀物等有機污物。3 、鋼筋防銹、阻銹處理(鋼筋銹蝕區(qū)域清理完成后)

   ( l )在鋼筋銹蝕區(qū)域的混凝土表面清理完畢后進行;

   ( 2 )采用復合氨基醇水性混凝土防銹浸漬劑進行鋼筋銹蝕防護,產(chǎn)品必須持有建設部( 3 )建筑物鑒定與規(guī)范管理委員會的認證;

   ( 4 )用刷子、滾刷或低壓手動噴涂設備涂刷水性混凝土防銹浸漬劑至表面飽和,用量

   ( 5 )約0.1-0.2kg/㎡一遍,通常需要3-5 遍,總用量一般為0.3 -0.5kg /㎡ ,必要時可增加用量,涂刷次數(shù)取決于混凝土的可滲性,每層操作之間均應保證上一層涂刷已干燥,通常為2 一6 小時;

  ?。?)鋼筋保護劑屬化學產(chǎn)品,施工過程中應采取必要的防護措施;

   (7)水性混凝土防銹浸漬劑有很強的滲透性,施工時應配帶手套及口罩,嚴禁與皮膚

   ( 8 )直接接觸,在水平結構底面施工時,應注意不要滴落到身體或皮膚上任何部位,如已滴落到皮膚表面或眼睛里,應立即用清水沖洗干凈并及時就醫(yī);

   ( 9 )根據(jù)所選用材料的物理化學性能指標選擇合適的施工條件進行施工。

   4 、混凝土破損修補處理(混凝土破損區(qū)域的清理完成后)

   (1)在混凝土破損區(qū)域的清理完成后以及鋼筋防銹、阻銹處理工作完畢后進行;(2)按照橋梁維修養(yǎng)護相關規(guī)定及要求,采用環(huán)氧修補砂漿對破損區(qū)域進行修補,要求修補后結構表面平整密實;

   ( 3)所用環(huán)氧砂漿應具有較低的膨脹系數(shù)、收縮率和放熱溫度,并且還應具有較高的粘結力、硬度及抗沖擊性能,環(huán)氧砂漿的配合比根據(jù)試驗確定;

   ( 4)修補區(qū)域如處于潮濕狀態(tài),應采取相應措施使修補位置保持干燥,或選用能在潮濕狀態(tài)下施工的材料,確保修補質(zhì)量;

  ?。?)應根據(jù)材料物理化學特性、修補厚度以及氣候條件等因素做好養(yǎng)護工作。

   5 、結構表面防護處理

   對結構表層進行保護涂裝,涂刷表面加強防水劑TECNOSOLID 822 認甲以及AC 100 保護涂料進行防水憎候處理。

   ( l )進行涂裝前應將基層清理干凈,確保無污物、河草、霉菌、油污,脂肪,蠟狀物等影響粘接力的物質(zhì);

   ( 2 )施工應在棍凝土破損修補以及裂縫處理完成后進行;

   ( 3 )可噴射或用滾筒裝置施工,但產(chǎn)品粘稠度較小,因此建議用刷子刷或直接用布抹,且要節(jié)約使用;

   ( 4)在正常的氣候條件下,干燥時間大約為2 小時,選擇天氣好且濕度小的條件施工,絕對不能在雨天施工,必須保證涂層獲得充分的干燥;

  ?。?)使用了石油溶劑油或洗滌液的工具要進行清洗;

  ?。?)用82/WP 處理過的基礎不能覆蓋其它任何的水基涂料;

  ?。?)產(chǎn)品易燃,因此施工現(xiàn)場禁止吸煙,遠離火焰或熱源,應在通風良好情況下使用,不要吸入該產(chǎn)品的蒸汽,并采取合適的呼吸防護措施;

   ( 8 ) 82/WP 加強表面的浸漬和防水處理后采用AC100 保護涂料涂刷。

   其他

   1 、加固工程應由有專業(yè)橋梁加固資質(zhì)的公司施工。

   2 、施工前,應對照實橋,結合檢測報告及維修加固設計圖(或說明),認真測量,并依據(jù)實測值進行修正,并制定完整的施工組織計劃。

   3 、應對材料標準、規(guī)格嚴格要求;對材料進行安全存放,以免影響使用。有關加固材料建議使用愛牢達、凱華JGN 等知名品牌,應能夠提供其長期性能可達到50 年的產(chǎn)品質(zhì)量保證書,相應的材料須有相應的報告。

   4 、橋梁加固用膠粘劑應進行毒性檢驗,對完全固化的膠粘劑,其檢驗結果應符合實際無毒衛(wèi)生等級的規(guī)定。

   5 、施工剔鑿前應根據(jù)受力情況確定是否應加支撐系統(tǒng),剔鑿時應重錘輕敲,剔鑿過程中不得損傷需保留的原有構件,剔鑿時或切割時,應注意保留圖中注明需保留的鋼筋和構件。

   6 、施工前應做好施工組織設計,經(jīng)建設方、監(jiān)理方審核后方可進行具體施工。7 、加固使用橋梁完成加固后,應加強觀測,測量關鍵部位的應力與裂縫情況。8 、其他施工應遵循國家相應規(guī)范規(guī)定要求。
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