鋼管橋墩加固施工方案一、工程概況1.1橋梁基本信息本工程為城市快速路跨河橋梁改造項(xiàng)目，橋梁全長(zhǎng)680米，共設(shè)置18個(gè)鋼管混凝土橋墩，墩身采用φ1800mm螺旋焊接鋼管，壁厚16mm，設(shè)計(jì)使用年限50年。經(jīng)檢測(cè)，3#、7#、12#橋墩存在以下病害：鋼管表面銹蝕面積達(dá)35%，局部焊縫出現(xiàn)疲勞裂紋（最長(zhǎng)230mm），墩頂水平位移超限（最大8.6mm），樁柱結(jié)合部混凝土剝落面積約0.8㎡。1.2加固設(shè)計(jì)參數(shù)鋼材性能：新增加固鋼材采用Q355ND低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度≥355MPa，伸長(zhǎng)率≥20%焊接要求：角焊縫焊腳尺寸8mm，對(duì)接焊縫等級(jí)Ⅰ級(jí)，超聲波探傷合格率100%防腐體系：環(huán)氧富鋅底漆（80μm）+環(huán)氧云鐵中間漆（120μm）+聚硅氧烷面漆（60μm）碳纖維布：300g/㎡單向編織，抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，彈性模量≥2.3×10?MPa二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)檢測(cè)：采用全站儀TS60建立三維坐標(biāo)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，每2小時(shí)記錄墩頂位移；使用CTS-9003超聲波探傷儀檢測(cè)焊縫缺陷，磁粉探傷重點(diǎn)檢查應(yīng)力集中部位施工放樣：在墩身0.5m、5m、10m高程處設(shè)置環(huán)形控制線，用紅漆標(biāo)注軸線偏差允許范圍（±5mm）技術(shù)交底：編制《鋼管橋墩加固工藝標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)焊工進(jìn)行E5015-G焊條專項(xiàng)培訓(xùn)，考核合格后方可上崗2.2材料準(zhǔn)備材料名稱規(guī)格型號(hào)技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)要求角鋼L100×8×6000mm屈服強(qiáng)度355MPa每批取3組拉伸試樣焊條E5015-G熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥490MPa烘焙記錄+擴(kuò)散氫測(cè)試高強(qiáng)螺栓M20×80mm（8.8級(jí)）預(yù)緊扭矩450N·m扭矩系數(shù)試驗(yàn)（每200套1組）碳纖維布300g/㎡彈性模量≥2.3×10?MPa軸向拉伸試驗(yàn)改性環(huán)氧膠-拉伸剪切強(qiáng)度≥18MPa濕熱老化試驗(yàn)（5000h）2.3機(jī)具配置焊接設(shè)備：NB-500二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)4臺(tái)，配備防飛濺裝置，電流穩(wěn)定度≤±2%檢測(cè)儀器：QNix4500涂層測(cè)厚儀（精度±1μm）、HT-225回彈儀（已標(biāo)定）起重設(shè)備：25t汽車吊（帶力矩限制器），作業(yè)半徑控制在8m內(nèi)安全設(shè)施：滿堂腳手架（φ48×3.5mm鋼管），搭設(shè)高度超出墩頂2m，步距1.5m三、主要施工工藝3.1表面處理除銹作業(yè)：采用Sa2.5級(jí)噴砂處理，壓縮空氣壓力0.6-0.8MPa，石英砂粒徑0.8-1.2mm，表面粗糙度達(dá)50-80μm，處理后4小時(shí)內(nèi)完成底漆涂裝裂紋修復(fù)：對(duì)≤0.3mm表面裂紋，用角磨機(jī)開(kāi)V型坡口（60°角），深度1.5倍裂紋寬度，采用改性環(huán)氧膩?zhàn)犹畛洌粚?duì)≥0.5mm深裂紋，鉆止裂孔（φ8mm）后進(jìn)行碳弧氣刨清根舊涂層處理：使用15MPa高壓水射流清除原有失效涂層，邊緣形成15°斜坡過(guò)渡帶，用酒精擦拭油污3.2焊接加固角鋼加勁肋安裝在墩身四角對(duì)稱焊接L100×8角鋼，采用"分段退焊法"，每段長(zhǎng)度300mm，層間溫度控制在150-250℃綴板采用300×100×8mm鋼板，沿高度方向600mm間距布置，綴板與角鋼三面圍焊焊后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行100%超聲波探傷，Ⅰ級(jí)焊縫合格率必須達(dá)到100%法蘭盤連接在樁柱結(jié)合部設(shè)置20mm厚環(huán)形法蘭盤，采用M20高強(qiáng)螺栓連接，分三次擰緊：初擰（50%設(shè)計(jì)扭矩）→復(fù)擰（75%）→終擰（100%）接觸面涂刷無(wú)機(jī)富鋅防滑涂層，抗滑移系數(shù)≥0.45，安裝后48小時(shí)內(nèi)完成扭矩復(fù)擰檢查3.3碳纖維布加固基層處理：鋼表面用丙酮脫脂，凹陷處用環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)，圓弧過(guò)渡半徑≥20mm粘貼工藝：底膠采用滾筒涂刷（0.2mm厚），固化6小時(shí)后涂刷浸潤(rùn)膠（0.6mm厚）碳纖維布沿環(huán)向粘貼，搭接長(zhǎng)度150mm，用橡膠刮板沿纖維方向反復(fù)刮壓，排出氣泡固化期間環(huán)境溫度控制在20±5℃，相對(duì)濕度≤85%，7天后進(jìn)行拉拔試驗(yàn)（≥2.5MPa）3.4防腐涂裝涂裝工藝：底漆采用高壓無(wú)氣噴涂（壓力16MPa），噴嘴距表面300mm，走槍速度0.3m/s中間漆和面漆施工間隔≥4小時(shí)，實(shí)干后進(jìn)行厚度檢測(cè)，90%測(cè)點(diǎn)需達(dá)到設(shè)計(jì)值特殊處理：焊縫處額外涂刷2道底漆，干膜厚度增加20%螺栓頭部采用環(huán)氧膩?zhàn)臃獍瑘A弧半徑≥10mm陰角部位先刷涂預(yù)涂，再進(jìn)行噴涂施工四、質(zhì)量控制措施4.1工序控制要點(diǎn)工序名稱控制指標(biāo)檢驗(yàn)方法不合格處理噴砂除銹Sa2.5級(jí)，粗糙度50-80μm比較樣塊+測(cè)厚儀局部返銹面積＞5%重新處理焊接施工焊腳尺寸8±1mm，無(wú)咬邊焊縫檢驗(yàn)尺+滲透探傷氣孔直徑＞3mm需返修螺栓緊固終擰扭矩450±45N·m扭矩扳手復(fù)擰超差螺栓必須更換涂層厚度總厚度260±26μm每20㎡測(cè)3點(diǎn)低于80%設(shè)計(jì)值補(bǔ)涂2遍4.2監(jiān)測(cè)控制變形監(jiān)測(cè)：在加固施工期間，墩頂水平位移不得超過(guò)10mm，沉降速率控制在2mm/天內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測(cè)：在綴板焊接部位粘貼應(yīng)變片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接殘余應(yīng)力，超過(guò)150MPa時(shí)采取火焰矯正環(huán)境監(jiān)測(cè)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置溫濕度記錄儀，當(dāng)風(fēng)速≥10.8m/s（6級(jí)風(fēng)）時(shí)停止高空焊接作業(yè)五、安全保證措施5.1高空作業(yè)防護(hù)腳手架工程：立桿基礎(chǔ)采用C20混凝土硬化（200mm厚），設(shè)置掃地桿和剪刀撐（45°角）作業(yè)平臺(tái)滿鋪5cm厚腳手板，外側(cè)掛密目安全網(wǎng)（2000目/100cm2）每10m設(shè)置水平安全兜網(wǎng)，防墜器固定點(diǎn)承重≥15kN個(gè)人防護(hù)：焊工配備絕緣手套（耐電壓380V）、焊接面罩（自動(dòng)變光）高空作業(yè)人員使用雙鉤安全帶，保險(xiǎn)繩固定在專用安全繩上5.2專項(xiàng)安全措施防火防爆：每個(gè)作業(yè)面配置2具5kg干粉滅火器，設(shè)置防火沙箱（2m3）乙炔瓶與氧氣瓶間距≥5m，距明火點(diǎn)≥10m，直立放置并固定臨時(shí)用電：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝RCD（30mA/0.1s）焊接設(shè)備接地電阻≤4Ω，電纜架空高度≥2.5m交通導(dǎo)改：在施工區(qū)域上下游200m設(shè)置防撞墩（φ1.2m×1.5m）夜間開(kāi)啟頻閃警示燈（紅色，頻率1Hz），亮度≥50cd六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備（7天）→表面處理（5天）→焊接加固（12天）→碳纖維布粘貼（6天）→防腐涂裝（8天）→驗(yàn)收交付（4天），總工期42天6.2進(jìn)度保障資源配置：投入2個(gè)作業(yè)班組（每組8人），實(shí)行兩班制（8:00-20:00）材料儲(chǔ)備：鋼材、焊條等主要材料提前15天進(jìn)場(chǎng)，碳纖維布密封存放于25℃以下庫(kù)房應(yīng)急措施：準(zhǔn)備備用發(fā)電機(jī)（200kW），應(yīng)對(duì)停電導(dǎo)致的焊接中斷；配備2套備用腳手架體系七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1驗(yàn)收項(xiàng)目結(jié)構(gòu)性能：墩頂水平位移≤5mm，承載力提升≥30%焊接質(zhì)量：Ⅰ級(jí)焊縫100%合格，咬邊深度≤0.5mm防腐效果：附著力測(cè)試≥5MPa（劃格法），鹽霧試驗(yàn)5000h無(wú)銹蝕外觀要求：涂層平整光滑，色澤均勻，無(wú)流掛、針孔（≤2個(gè)/㎡）7.2驗(yàn)收程序施工單位自檢→監(jiān)理平行檢驗(yàn)→第三方檢測(cè)→業(yè)主組織驗(yàn)收隱蔽工程驗(yàn)收需留存影像資料（分辨率300dpi），每個(gè)墩柱不少于5張工序照片驗(yàn)收合格后簽署《鋼管橋墩加固工程驗(yàn)收證書》，納入橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)八、應(yīng)急預(yù)案8.1突發(fā)事件處置墩身失穩(wěn)：立即啟動(dòng)應(yīng)急加固方案，采用25t吊車配合鋼纜臨時(shí)拉結(jié)，位移速率超過(guò)5mm/h時(shí)疏散周邊人員火災(zāi)事故：使用干粉滅火器初期撲救，同時(shí)啟動(dòng)消防水泵（揚(yáng)程50m），切斷著火區(qū)域電源高處墜落：現(xiàn)場(chǎng)配備急救箱（含脊柱固定板），撥打120前先進(jìn)行初步止血固定8.2應(yīng)急資源配置應(yīng)急指揮車1輛（配備GPS定位）應(yīng)急照明系統(tǒng)（連續(xù)供電≥8小時(shí)）