一、概述 xx中桥位于xx市xx县xx线乡境内,桥梁与河流正交。该桥无设计竣工图纸,根据原设计资料和现场调查及量测,本桥为3孔等跨连孔空腹式拱桥,每孔净跨径20.0m,桥梁全长85.5m。上部结构为空腹式拱,下部结构为重力式墩台,墩台基础为浆砌块石配扩大基础。桥宽布置为2×0.9m人行道(含0.25m的栏杆)+1×7.0m行车道,总宽8.9m,原拱顶处填料高度为0.45m,设计荷载等级为汽车-15级。
一、概述
xx中桥位于xx市xx县xx线乡境内,桥梁与河流正交。该桥无设计竣工图纸,根据原设计资料和现场调查及量测,本桥为3孔等跨连孔空腹式拱桥,每孔净跨径20.0m,桥梁全长85.5m。上部结构为空腹式拱,下部结构为重力式墩台,墩台基础为浆砌块石配扩大基础。桥宽布置为2×0.9m人行道(含0.25m的栏杆)+1×7.0m行车道,总宽8.9m,原拱顶处填料高度为0.45m,设计荷载等级为汽车-15级。
该桥的主要病害为拱腹渗水受污染严重,拱背缺损;桥面大面积网裂、破损;河床近几年来下降非常严重,墩台基础受水流冲刷严重。根据该桥检测结果,并经与甲方充分交流,采用加固利用下构,从拱背加固主拱圈,更换桥面系的方案,具体为:拱背外包钢筋混凝土加固;更换桥面系;对桥台基础进行设截水墙并抛石防护,桥墩基础进行微型桩围栏防护等加固措施。
二、加固前桥梁的主要病害
(一)主要问题
(1)桥面系
该桥桥面铺装的主要病害表现为桥面铺装层大面积网裂、破损、剥落。人行道的主要病害表现为大量纵横向开裂、破损,人行道高度太矮,没有防护作用。栏杆破损、缺失、露筋,存在一定程度的倒塌,对行人安全十分不利。
(2)上部结构
主拱圈拱背局部缺损、长草;拱腹渗水受污染严重。
(3)下部结构
桥台基础长期受水流冲刷腐蚀;桥墩基础受水流冲刷严重;河床下降严重,2006年至今,河床下降了3.0m左右。
三、加固方案及加固简要步骤
(一)加固措施
对1#、2#主拱圈空腹拱范围内拱背外包钢筋混凝土加固;优化桥面,揭除加固厚度范围内老桥面,新做桥面铺装及人行道栏杆,完善泄水系统;对桥台基础周边设截水墙并进行抛石防护;桥墩基础因外露严重,采用微型桩围栏防护;对老桥存在的缺损及裂缝进行修补,对砌体外露面勾缝处理。达到增大桥梁强度、刚度,改善耐久性,提高荷载等级,延长桥梁使用寿命,改善桥梁外观的效果。具体加固措施为:
1.主拱圈: 对1#、2#主拱圈空腹拱范围内拱背外包20-30cm厚钢筋混凝土层加固。
2.桥面系: 由于桥面破损严重,全部予以更新。
(1)拆除全桥加固范围内的40cm厚原路面和拱上填料,注意尽量保留和少挠动加固范围外原填料; 新设22cmC40防水混凝土桥面铺装,下设18~24.4cm厚C20素混凝土作为基层;在主拱圈拱顶设置4m长45cm厚钢筋混凝土; 拱顶范围内若拱上填料及路面层厚度不足40cm,拆除路面层及填料和新设铺装时应根据实际情况调整,基层厚度相应调整 。
(2)新设人行道、栏杆、伸缩缝及排水装置。
(3)注意桥面与两端路面的平顺连接。
3.下部构造:
(1)对桥台基础周边设截水墙并进行抛石防护,上设C20素砼减轻水流对基础的冲刷,增加基础的稳定性。
(2)对受冲刷外露严重的桥墩基础进行微型桩围栏防护,采用直径为50 厘米的微型桩外包桥墩基础,微型桩间设素混凝土墙进行围护。
4.防护及其他设施: 对全桥钢筋混凝土外露面进行防腐涂装;对砌体外露面进行勾缝处理。
四、加固主要材料
1.钢筋: 采用 HRB335 钢筋(Φ≥ 12mm )和 HPB235 钢筋(Φ <12mm )。
2.混凝土: 伸缩缝填槽采用 C50 混凝土;主拱圈拱背外包加固采用 C30微膨胀混凝土;桥面铺装采用C40防水混凝土面层和C20素混凝土基层,以及C40微膨胀混凝土;人行道和栏杆采用C25混凝土;桥台基础抛石防护的截水墙采用C20素 混凝土;微型桩采用 C30混凝土; 围栏混凝土墙及封顶采用 C 20素混凝土;围栏与基础之间用砂砾填料。
3.水泥: 一律采用普通硅酸盐水泥。
4.化学植筋材料: 采用自制锚筋及喜利得植筋胶,全桥采用的所有植筋胶必须均为A类胶。
五、加固施工工艺及操作要求
旧桥施工因其风险比新桥更大,对施工质量和施工程序要求更高。在施工中,除严格按照《公路桥涵施工技术规范》 执行之外,在施工中还要注意以下事项:
1.新老混凝土结合面的施工
⑴用钢刷清洗老混凝土的表面,将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。
⑵用小锤将混凝土表面凿毛,即凿成间距3cm、深5mm的小坑。
⑶再用清水冲洗,用钢刷清洗小坑,将混凝土碎渣全部清除干净。
⑷在老混凝土表面上刷一层水泥净浆,其厚度为1~2mm。为了增强新老砼的粘结力,在配制水泥净浆时,宜加入浆液体积10%的丙苯乳液。
⑸立即浇注混凝土,各部尺寸满足设计要求。
2.混凝土缺陷的处理
对有缺陷的混凝土,先人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦,清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净,可用水清洗。
3.裂缝灌浆处理
(1)对所有宽度大于0.lmm的裂缝进行灌浆处理,灌浆胶采用环氧树脂。
(2)对混凝土表面进行处理,清除松散灰浆、砂粒、油垢,使混凝土表面保持干净。灌缝过程中,裂缝宜处于干燥状态(灌缝有特殊要求的除外)
(3)灌缝用胶必须按所选用产品确定试验的配合比进行拌合,准确称量各组成材料并搅拌均匀。灌缝胶配好后,应尽快将其注入到裂缝中,并在该产品规定的适用期内使用完毕。
(4)缝隙全部注满后应按材料要求进行养护,待浆液固化后,拆除灌浆嘴,并对混凝土表面进行修整。
(5)灌缝过程中应严格控制质量,灌缝结束后应检验灌缝效果及其质量。凡有不密实或重新开裂等不合格的情况,应采取补灌等补强措施,确保质量。
(6)必要时可钻芯取样以检查灌缝是否饱满、密实,取芯数量依据相关技术规程现场确定。
4.裂缝封闭处理
对所有宽度小于0.lmm的裂缝,无论缝宽大小,在进行裂缝的灌浆过程中一并封闭,不需再做处理。对外表颜色较深的原封缝物均要清除干净,重新采用107胶或801建筑胶水泥浆(掺入白水泥)刮抹,要求颜色与原混凝土颜色相近,外观平整。
5.化学植筋施工工艺及操作要求
在外挂钢筋网时用到了锚筋(栓),采用化学植筋。
(1)材料
采用直径12毫米的自制螺纹钢筋作为锚栓;喜利得专用植筋胶体。
(2)植筋施工方法
1)放样: 按设计孔位放样,标明钻孔的位置。
2)钻孔: 孔深与锚筋埋设深度相同,为50、20(10)cm,孔径26(16)mm,孔道应顺直。
3)清理钻孔: 孔道先用硬鬃毛刷清理,再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分,孔内应保持干燥。
4)灌胶: 将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处,待插入锚筋后,胶即充满整个孔洞。
5)插入锚筋: 锚筋插入前应清除插入部分的表面污物,并须插到孔底,孔口多余的胶应清除。污物应先以钢刷清除,再用丙酮擦净,并予拭干。
6)在胶液干固之前,避免扰动锚固钢筋和在孔位附近有明水。
为确保加固施工质量,植筋施工应严格按《植筋锚固技术暂行规定》和设计要求进行。