高速公路桥梁加固维修工程课题报告(共29页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上金丽温高速公路2008年金华段桥梁维修加固工程课 题 报 告旧桥加固技术是一门新的课题。目前,不少高速公路已建成投入运营中,由于原施工质量和桥梁设计方面,加上不能适应目前交通量的迅猛增长,使得桥梁的加固成为必要。 金丽温高速公路金华段桥梁大部分于2002年竣工通车,截止到现在已运营七年时间,部分桥梁已经出现不同程度的病害。2008年由浙江金丽温高速公路有限公司主持,北京特希达科技有限公司对其金华段六座大型桥梁及十六座小型桥梁进行了维修加固,并将加固前后效果列入课题范围。一、 工程概况 金丽温高速公路是连接我国黑龙江同至海南三亚、上海至云南瑞丽两条国道主干线在浙江省中部
2、地区的重要干道,是浙江省规划公路干线路网中“二纵、二横、十八连、三绕、三通道”之一“横”,在我省连接着金华、丽水、温州三市的广大地区。即是省道主骨架,亦是国道主干线在我国东南沿海地区的一条重要辅助线。金丽温高速起自金华二仙桥杭金衢高速公路(K145+572)处,起点桩号为K0+000,经金华市、武义县、永康市、缙云县、丽水市、青田县、永嘉县、温州市,终点在温州南白象与甬台温高速公路(K282+860)相连接,终点桩号为K234+053,全长234.053公里。本次桥梁加固维修工程实施地点为金丽温高速金华段沿线,全长61.232公里。金华段分二期建设,其中一期工程起点为金华岭下朱(K12+687
3、),终点为武义西田畈(K32+987),长20.3公里,于2001年12月18日建成通车。本区域位于浙江省南部山区,本段高速公路经过的地段形态有平原区和丘陵区,境内少许土多石低山-山地地貌为主,间有台滩地。最高山海拔1318.6米。总体地势中高两端低,相对高差50-1000米。“V”型峡谷,属中深切割区,在低山区为“V”宽谷为主,山势相对变缓,相对高差小于300米。本工程地质构造比较复杂,受中生代环太平洋构造作用,形成以火山熔岩火山碎屑岩为主体的陆相火山岩构造。岩体中节理、块状结构、稳定性较好。新生代以来,受太平洋板块的强烈作用影响,断裂、节理、裂隙等构造发育,是新构造运动最为活跃的地区之一。
4、滑坡、崩滑、泥石流等不良地质现象均有不同程度发育。本段高速公路位于浙江省南部,属亚热带季风气候,温暖潮湿,四季分明,冬暖夏凉,雨量充沛,年平均气温在17.9,极端最高气温39.3,极端最低气温-4,年平均降水量1698毫米,降水主要集中在5-9月,以梅雨、台风雨为主,间有秋旱出现。主导风向夏季为东南风,冬季为西北风,夏秋之交时受台风侵袭,风力8-12级,易造成灾害性气候。本次加固内容为07年金丽温高速金华段全线148座桥梁的定期检查报告中病害较为严重的六座大型桥梁及十六座小型桥梁。二、 主要加固内容(一)施村公铁立交桥(K3+729.5):预应力混凝土空心板,桥台裂缝封闭,盖梁粘钢加固,修补混
5、凝土缺陷,预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布,修复破损的桥面连续,对脱空支座用钢板塞密垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水;(二)梅花岗桥(K27+111.6):空心板,桥台和梁板裂缝封闭,台帽粘钢加固,修补混凝土缺陷,预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布,修复破损的桥面连续,对脱空支座用钢板塞密垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水;(三)新仓公铁立交桥(K37+478.197):预应力混凝土空心板,桥台和梁板裂缝封闭,盖梁、台帽粘钢加固,修补混凝土缺陷,预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布,修复明显下挠单板受力的空心板,对上行12#、30#墩挡块凿除重做,对脱空支座用钢板塞密
6、垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水;(四)清溪中桥(K39+886.6):预应力混凝土空心板,桥台和梁板裂缝封闭,修补混凝土缺陷,对脱空支座用钢板塞密垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水;(五)南溪1#桥(K55+647.63):预应力混凝土空心板,桥台和梁板裂缝封闭,台帽粘钢加固,修补混凝土缺陷,预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布,对下行3#墩外侧挡块凿除重做,对支座老化开裂严重的上行2#、下行2#、11#墩予以顶升更换处理,对脱空支座共钢板塞密垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水;(六)南溪2#桥(K60+072):预应力混凝土空心板,桥台和梁
7、板裂缝封闭、盖梁、台帽粘钢加固、修补混凝土缺陷、预应力砼空心板板底粘贴碳纤维布,对下行9#墩外侧挡块凿除重做,对支座老化开裂严重的上行3#、6#、8#墩金华侧予以顶升更换处理,对脱空支座用钢板塞密垫平,清除墩台帽上的杂物,修补露筋护栏,板底打孔排水。(七)山坑寺桥(K21+530):预应力空心板及桥台裂缝,更换伸缩缝,桥台侧墙及前墙预应力加固。(八)十五座小型桥梁桥台裂缝处理。三、桥梁病害产生的原因,加固采取的施工工艺、施工时注意事项及问题处理措施 (一)裂缝处理:包含裂缝封闭及裂缝灌胶 1、裂缝出现的原因11空心板横(纵)梁裂缝出现的原因111横向裂缝:原施工时预应力张放过快,梁体内部应变无
8、法很快达到平衡,发生应变滞后,产生横向裂缝。原施工时不均匀对称张拉,在截面产生弯矩,应力迭加超过限值后发生横向裂缝。112纵向裂缝:由于梁板的横向宽度过大配筋不足,使得梁体实际上为双向受力板结构,在路面荷载作用下产生较大的横向弯矩,超过了梁体的横向抗弯能力,从而引起纵向裂缝。12桥台横向裂缝出现的原因:在金丽温桥梁加固的过程中桥台没有横向裂缝的产生。121由于原施工时养护不到位产生的裂缝。122桥台纵向裂缝出现的原因:温差及干燥产生的收缩裂缝。123桥台斜向裂缝出现的原因:地基不均匀下沉等变位。124龟甲状裂缝并伴有白色石灰质析出产生裂缝原因:集料的碱性反应所引起的砼膨胀。1.3盖梁裂缝:1.
9、3.1混凝土强度不够。1.3.2盖梁较浅的竖向表面短细裂缝一般是由于温差和混凝土收缩引起的,裂缝呈现状态为中间大两头逐渐变小趋势。1.3.3宽度较大的竖向裂缝是由于局部应力集中造成的竖向劈裂,这种裂缝一般由盖梁顶部向下发展,裂缝宽度呈现上头大下头逐渐变小的趋势。2、裂缝施工工艺2.1裂缝宽度0.15mm时,为了满足使用要求,当裂缝浅而细且条数很多时,宜用环氧树脂进行表面封闭。2.2对于宽度0.15mm的裂缝,采用压力灌浆法进行灌缝处理,其施工工序为:低压速灌施工工艺流程见图一:裂缝的测量与记录标注注胶底座的位置裂缝表面处理 粘接注胶底座封闭裂缝配置灌缝用环氧树脂结构表面清理养护注入灌缝材料图一
10、2.3对处于继续开展而未稳定的裂缝,应在分析并控制裂缝开展使其稳定后,方可按上述方法进行修补。如裂缝开展不能控制,则应采取相应的措施,限制结构的变形,裂缝宜用柔性材料进行封闭处理。2.4操作要点(一)施工机具、设备见表八:表一 施工机具、设备一览表种类名称测量及观测工具刻度放大镜(裂缝观测仪)、卷尺、直尺标注工具彩色粉笔、石笔、水笔表面清理工具角向砂轮、钢丝刷、吸尘器、吹风机调和及封、灌缝用具台秤、搅拌容器、搅拌器、托灰板、压力枪、泵压器、开刀安全用具安全帽、安全带、橡胶手套、口罩、防护眼镜施工管理用器具温度计(测量材料温度、大气温度、砼表面温度)、湿度计(二)裂缝的测量与记录1.首先测量裂缝
11、的位置、宽度、长度,并在施工图纸上标出。2.由于结构内部连通的裂缝可能在混凝土构件表面分散分布,因此,需将主裂缝附近的细微裂缝标出,防止遗漏。裂缝探测仪测量裂缝宽度、长度(三)裂缝表面处理1.用钢丝刷将裂缝周围,尤其是注胶底座粘贴面周围的油污清除干净。2.用吹风机或酒精等有机溶剂将裂缝处的灰尘洗净、清除,并使其充分干燥。(四)标注注胶底座的位置1.根据裂缝的宽度及推算裂缝深度,确定注胶底座的位置。并用粉笔(水笔)在裂缝表面做出标记。2.注胶底座的粘贴间距应为:裂缝宽度在0.15mm以下时,底座间距为200mm250mm(设计要求处理,并且在结构重要部位);裂缝宽度在0.15mm以上时,底座间距
12、为300mm350mm。 钻孔取芯(五)粘结注胶底座1.调和注胶底座粘结胶。该胶呈腻子状,按主剂与固化剂的配合比进行调和,直至调和均匀为止。2.在注胶底座下底面周边涂抹调和后的底座粘结胶。3.将注胶底座按标注位置顺缝粘贴在裂缝表面,并适当用力下压底座,使底部粘结胶部分溢出,包住注胶底座边缘。(六)封闭裂缝1.用封缝胶将注胶底座之间的裂缝完全封闭。2.缝封胶涂得太薄或太窄,均容易造成灌缝树脂的泄漏,因此,封缝胶的涂抹宽度应以23cm,厚度2mm为宜。3.涂抹封缝胶至注胶底座处时,应用缝封胶对注胶底座周圈进行环绕封闭。4.粘贴表示注胶底座橡胶膨胀限度的纸条。5.为确保固化,缝封胶应至少养护12小时
13、以上。粘贴底座及封闭裂缝(七) 配置灌缝用环氧树脂1.根据裂缝状况估算在可使用时间内可以用完的灌缝树脂材料。并按一个人进行灌注时,一次用量为500g1000g进行树脂称量。2.灌缝用环氧树脂的配合比按通用型树脂材料配比,即主剂与固化剂之比进行调配。(八)注入灌缝材料1.将灌缝树脂混合均匀后,装入专用的注胶器内。2.将含有灌缝树脂的注胶器与注胶底座连接,将注胶器压力杆旋转90让其注胶器内的胶自动灌入裂缝内,密切注意灌缝状态。3.当注胶器内树脂不足时,表示应进行补充灌注,直至达到注胶器内树脂不再减少,则视为裂缝已灌注饱满。4.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。
14、 注胶(九)养护灌缝完毕后,应养护一昼夜,等待灌缝树脂固化。根据季节及温度的不同,有时需要养护一昼夜以上。(十)结构表面清理1.灌缝材料固化后,要进行表面清理,使混凝土构件表面平滑。2.先铲除注胶底座和封缝胶,残存的树脂可以用砂轮等工具进行清除。3、裂缝施工时注意事项以及出现问题整改措施3.1裂缝施工时注意事项:3.1.1正常的施工环境条件,构件修复作业的基层是否干燥,有无被雨水、露水、潮气等浸湿。3.1.2二次注胶(补充注胶)时间不宜间隔时间太长,一般1520分钟常温条件下,温度越高时间越短。3.1.3在配置封缝胶及灌缝胶时要准确称量,胶泥或胶液要充分搅拌均匀。3.1.4注胶底座在粘贴的过程
15、中,注胶底座中心孔的位置必须准确对准裂缝的中心位置,防止胶泥将裂缝堵塞。3.2出现的问题及整改措施3.2.1在封闭裂缝的过程中胶泥没有充分搅拌均匀,在封闭裂缝的过程中封闭比较厚的部分没有固化,较薄的部分固化。3.2.2整改措施:将没有固化的胶泥用腻子刀铲除,用钢丝刷将其表面剩余的胶泥残留物清理干净,再将裂缝表面位置用酒精或丙酮清洗,按照裂缝修复的施工工艺将其整改。(二)粘贴碳纤维在金丽温高速公路桥梁维修加固工程中碳纤维的粘贴主要用在空心板梁的超限裂缝位置,具体裂缝出现的原因见上述裂缝产生原因1.1.2详解。1、 碳纤维的施工工艺1.1工艺程序构件表面处理养护粘贴碳纤维片涂刷粘结树脂找平树脂找平
16、修补涂刷底涂树脂基层处理图1 工艺流程图1.2操作要点(一)施工所需机械、器具、工具表5 施工所需机械、器具、工具一览表种类名称切削工具角向砂轮、锤子,凿子、钻、錾子画线工具墨斗、卷尺、水平仪、铅锤碳纤维片裁切工具卷尺、钢直尺、壁纸刀、调和及涂刷树脂用具台秤、搅拌容器、橡胶抹子、滚筒刷子、油漆刷、搅拌器、抹灰板粘贴及脱泡用工具脱泡罗拉,毛罗拉、橡胶刮板、塑料刮板安全用具安全帽、安全带、防护眼镜、橡胶手套、口罩施工管理用器具R量尺、温度计(测量材料温度、大气温度、砼表面温度)、湿度计其他空压机、通风设备、养护复合材料、棉纱(二)混凝土基底处理1、将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净并达到
17、结构密实部位。2、检查外露钢筋是否锈蚀,如有锈蚀,需进行必要的除锈处理。3、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整。4、裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂胶泥进行表面涂抹密闭;大于或等于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。5、将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整。修整后的段差要平顺。6、棱角的部位,用磨光机磨成圆角。圆角半径最小不得小于20mm。7、清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。8、施工前应按设计图纸在需加固部位定位、放线。(三)构件表面的残缺修补 1、构件表面凹陷部位(蜂窝、麻面、小孔等)应
18、用找平树脂填平,修复至表面平整。2、内角、段差、起拱等要用找平树脂填补,使之平顺。在残缺修补中使用找平树脂时,要在气温5以上,相对湿度RH85%、混凝土表面含水率在8%以上,有结露现象而无有效措施时,不得施工。 涂底涂树脂 粘贴碳纤维原貌(五) 粘贴碳纤维片1、确认粘贴表面干燥。气温在5以下,相对湿度RH85%时,如无有效措施时不得施工。2、 防止碳纤维片受损。碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中,严禁弯折。因此,贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片,每段长度一般以不超过6米为宜。要使用更长的片材时,除精心防止弯折外,对脱泡(即清除在碳纤维贴片中残留空气形成的气泡)、渗浸过程必须加
19、倍谨慎操作。为防止碳纤维片在保管过程中损坏,碳纤维片的裁切数量应以当天的用量为准。3、碳纤维片裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带,在宽胶带正中位置进行裁切,以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。4、碳纤维片纵向接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结树脂。碳纤维片横向不需要搭接。5、粘结树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。6、下涂。贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂,称为下涂。下涂的涂量标准如下:TXD-C-20(200g/m2)型号的碳纤维片,400-500g/m2。TXD-C-30(300g/m2)型号的碳纤维片,500-
20、600g/m2。涂量是根据施工部位及施工面的粗糙程度而变化的。拱起部分、拐角部分、碳纤维片搭接部位以及残缺修补处要多涂一些,但是必须涂抹均匀。7、贴片时,在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。为此,可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次,对角隅处应向着角隅滚压,对拱起的部位要向相反的方向滚压,以去除气泡,使粘结树脂均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。8、上涂。碳纤维片施工30分钟(根据干燥程度)后,用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂,称为上涂。上涂涂量标准如下:TXD-C-20(200g/m2)型号的碳纤维片,200-100g/m2。TXD-C-30(300g/m2)型号的碳
21、纤维片,300-200g/m2。上涂时和步骤7一样,用脱泡罗拉沿碳纤维方向用力滚压多次,使碳纤维片内部补充、渗浸粘结树脂。9、进行空鼓检查,并进行处理。10、需粘贴2层以上碳纤维片时,必须在首层修补完空鼓后进行,重复第6-9步骤,并遵守步骤4的规定(本次施工没有此项内容)。11、如碳纤维片施工不符合下列质量标准,则需进行相应处理。用目测和敲击检查贴片范围内粘贴情况最差的部位,抽检部位数量每1m2抽取2处,且不少于2处为宜。对空鼓的范围需用粉笔或石笔做出标记。判定是否需进行修补的标准见表6。判定为不合格者,必须进行修补。修补后须进行复检达到合格。表6 空鼓检测评定标准空鼓大小对象合格与否实施方法
22、直径10mm以上30mm以下10个一下/m2合格10个以上/m2合格修补直径30mm以上全部不合格修补注:使用小锤敲打听音时,有时由于空鼓以外的原因也会产生与正常部位不同的声音,应小心辨别。如有5个直径为10mm30mm的空鼓在20cm2范围内或在长度不大于20cm内(5个空鼓呈串状),也均视为不合格,须作处理。其中空鼓处理方法如下:注入粘结树脂法 图2 树脂注入法在碳纤维片上打开两个以上的小孔,使用注射器注入粘结树脂(或低粘度型树脂)。(2)割刀切入填充树脂修补法 沿纤维方向切入23刀,用橡胶刮板、毛刷沾上适量粘结树脂,填进割开的缝内。图3 割刀切入填充树脂修补法(3)补丁补修法 当贴片完全
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