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文檔簡介

公路危舊橋梁改造技術(shù)指南公路危舊橋梁改造需遵循“檢測先行、精準(zhǔn)評估、方案優(yōu)化、科學(xué)施工、全程管控”的技術(shù)路徑,重點圍繞結(jié)構(gòu)安全提升、使用功能恢復(fù)、耐久性增強三大目標(biāo),系統(tǒng)解決因材料老化、荷載升級、環(huán)境侵蝕等因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)病害問題。以下從檢測評估、方案設(shè)計、施工技術(shù)、質(zhì)量控制及安全管理等核心環(huán)節(jié)展開技術(shù)要點說明。一、檢測評估技術(shù)要點(一)全面檢測內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)病害普查:針對上部結(jié)構(gòu)(梁體、拱圈、橋面系)、下部結(jié)構(gòu)(墩臺、蓋梁)及基礎(chǔ)(擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ))開展表觀病害檢測,重點記錄混凝土裂縫(寬度、長度、深度、走向)、剝落露筋、碳化剝蝕、支座脫空或剪切變形、伸縮縫失效、墩臺傾斜或沉降、基礎(chǔ)沖刷淘空等病害特征,采用三維激光掃描或無人機攝影測量技術(shù)建立病害空間分布模型。2.材料性能檢測:-混凝土:采用回彈法(批量構(gòu)件)、鉆芯法(關(guān)鍵構(gòu)件)檢測抗壓強度,酚酞試劑法檢測碳化深度,氯離子含量測定儀檢測混凝土中氯離子濃度(沿?;虺}環(huán)境);-鋼材:通過磁粉或超聲波檢測鋼筋銹蝕程度(銹蝕率>10%需重點處理),拉伸試驗檢測鋼筋力學(xué)性能(屈服強度、延伸率);-砌體:回彈法或點荷法檢測砂漿強度,原位軸壓法檢測塊體與砂漿粘結(jié)性能。3.結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測:布置應(yīng)變片、位移傳感器、傾角儀等設(shè)備,開展靜載試驗(分級加載至設(shè)計荷載的1.2倍)與動載試驗(跑車試驗、跳車試驗),采集關(guān)鍵截面應(yīng)變、跨中撓度、沖擊系數(shù)等數(shù)據(jù),評估實際承載能力與動力性能。(二)精準(zhǔn)評估方法依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/TH21-2011),采用分層加權(quán)法評定橋梁技術(shù)狀況等級(1-5類)。對3類及以上橋梁需開展承載能力檢算,結(jié)合檢測數(shù)據(jù)修正材料強度、截面特性等參數(shù),利用有限元軟件(MIDAS/Civil、ANSYS)建立空間模型,分析恒載、活載、溫度荷載下的應(yīng)力與變形,判定是否滿足現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60-2015)要求。對存在基礎(chǔ)沖刷或沉降的橋梁,需補充地基承載力復(fù)核與沉降穩(wěn)定性分析,必要時采用地質(zhì)雷達探測基礎(chǔ)埋深及周邊土體密實度。二、改造方案設(shè)計原則與技術(shù)選型(一)總體設(shè)計原則1.安全優(yōu)先:以恢復(fù)或提升結(jié)構(gòu)安全儲備為核心,優(yōu)先處理影響整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵病害(如主拱圈貫通裂縫、墩臺傾斜);2.功能匹配:結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃與交通量增長需求,同步考慮橋面寬度、荷載等級(如由公路-Ⅱ級提升至公路-Ⅰ級)、防撞等級(如由SS級提升至SBm級)的適應(yīng)性改造;3.經(jīng)濟適用:對比加固(費用約為重建的30%-50%)與拆除重建方案的全壽命周期成本,優(yōu)先采用技術(shù)成熟、工期短、對交通影響小的加固方案;4.耐久提升:采用高性能材料(如環(huán)氧砂漿、聚合物混凝土)、長效防護技術(shù)(如混凝土表面硅烷浸漬、鋼筋阻銹劑)延長結(jié)構(gòu)使用壽命。(二)分部位改造技術(shù)選型1.上部結(jié)構(gòu)改造:-梁橋:-裂縫處理:寬度<0.15mm的非結(jié)構(gòu)性裂縫采用表面封閉(環(huán)氧膠泥刮涂);寬度0.15-0.3mm的結(jié)構(gòu)性裂縫采用壓力灌注環(huán)氧樹脂(注漿壓力0.2-0.5MPa);寬度>0.3mm的裂縫需鑿槽嵌補(深度≥20mm,采用環(huán)氧砂漿填充)。-承載力提升:跨中受拉區(qū)粘貼碳纖維布(層數(shù)≤4層,單條寬度≤300mm,搭接長度≥100mm)或鋼板(厚度3-6mm,采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié),螺栓錨固間距≤300mm);跨徑較大時采用體外預(yù)應(yīng)力(鋼絞線直徑15.2mm,張拉控制應(yīng)力0.6-0.7fptk,轉(zhuǎn)向塊間距≤10m)。-橋面系改造:銑刨舊鋪裝層(厚度≥5cm),鋪設(shè)10-15cm厚C50纖維混凝土+5cm厚SMA-13瀝青混凝土,同步更換破損伸縮縫(采用模數(shù)式或梳齒板式,縫寬匹配溫度變形)。-拱橋:-主拱圈加固:拱背壓漿(水泥漿水灰比0.4-0.5,摻加10%硅灰提高密實度);拱腹粘貼碳纖維網(wǎng)格(網(wǎng)格尺寸50×50mm,膠結(jié)材料采用聚合物砂漿);拱腳局部加大截面(植筋深度≥15d,新混凝土強度等級≥原結(jié)構(gòu)1個等級)。-腹拱修復(fù):拆除嚴重破損的腹拱圈,采用預(yù)制混凝土塊(強度C40)或鋼管混凝土拱肋(管徑≥219mm,內(nèi)灌C50微膨脹混凝土)重建,與原拱圈接縫處設(shè)置10cm寬過渡段(環(huán)氧砂漿填充)。2.下部結(jié)構(gòu)改造:-墩臺加固:-增大截面法:沿墩臺周邊植筋(直徑16-20mm,間距200-300mm),支模澆筑C40混凝土(厚度≥15cm),新舊混凝土界面鑿毛(粗糙度≥3mm)并涂刷界面劑(粘結(jié)強度≥2.5MPa)。-外包鋼法:在墩臺四角設(shè)置L形角鋼(邊長≥75mm,厚度≥6mm),綴板連接(間距≤500mm),縫隙灌注環(huán)氧砂漿(抗壓強度≥60MPa),適用于截面尺寸受限的情況。-蓋梁加固:-底部粘貼鋼板(厚度5-8mm),兩端延伸至墩臺側(cè)面錨固(長度≥1.5m);-增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力:在蓋梁兩側(cè)布置1-2束鋼絞線(直徑15.2mm),張拉后封錨(錨具采用OVM系列),適用于負彎矩區(qū)裂縫集中的情況。3.基礎(chǔ)加固:-擴大基礎(chǔ):若基底應(yīng)力超限(超過地基承載力特征值的1.2倍),采用單側(cè)或雙側(cè)加寬基礎(chǔ)(新基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)間設(shè)置20cm寬沉降縫,填充瀝青麻絮),鋼筋網(wǎng)片(直徑12mm,間距200mm)連接新舊基礎(chǔ),澆筑C35混凝土(厚度≥50cm)。-樁基礎(chǔ):-樁身缺陷處理:采用鉆孔取芯法確定缺陷位置(深度≤20m),壓注水泥-水玻璃雙液漿(體積比1:1,注漿壓力1-2MPa)填充空洞;-樁周土體加固:對沖刷淘空的樁基,采用圍堰清淤后回填級配碎石(粒徑5-30mm),并在樁周1.5倍樁徑范圍內(nèi)注漿(水泥漿水灰比0.5,摻入3%早強劑),提高樁側(cè)摩阻力。三、關(guān)鍵施工技術(shù)要點(一)界面處理技術(shù)新舊混凝土結(jié)合面需采用人工鑿毛(鑿除表面浮漿,露出粗骨料,粗糙度≥3mm)或高壓水射流(壓力≥100MPa)處理,清除粉塵后涂刷界面劑(如改性環(huán)氧樹脂,涂刷量0.3-0.5kg/m2),界面劑完全固化(25℃時≥24h)后方可澆筑新混凝土。(二)碳纖維/鋼板粘貼技術(shù)1.混凝土表面打磨至平整(誤差≤2mm/m),凹陷處用環(huán)氧膩子修補(固化后表面硬度≥邵氏D65);2.碳纖維布裁剪時預(yù)留10%富裕長度,避免折疊;鋼板采用機械切割(禁止氣割),邊緣倒棱(半徑≥2mm);3.涂膠時底膠(粘度≤500mPa·s)均勻涂刷,厚度0.2-0.3mm;結(jié)構(gòu)膠(粘結(jié)強度≥5MPa)采用抹刀雙向刮涂,碳纖維布粘貼后用滾筒沿纖維方向滾壓至膠液滲出,鋼板粘貼后用膨脹螺栓(間距≤300mm)加壓,確保膠層厚度2-3mm;4.養(yǎng)護期間(25℃時≥72h)禁止擾動,避免陽光直射或淋雨。(三)體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)1.鋼絞線下料長度=孔道長度+2×(張拉端工作長度+錨固長度),采用砂輪機切割,端部套塑料保護套;2.轉(zhuǎn)向塊安裝偏差≤5mm,與梁體接觸面用環(huán)氧砂漿找平(厚度≥10mm);3.張拉采用雙控法(應(yīng)力控制為主,伸長量校核),分級張拉(0→0.1σcon→0.2σcon→σcon),持荷5min后錨固,實際伸長量與理論值偏差應(yīng)控制在±6%以內(nèi);4.封錨前清除錨具表面油污,澆筑C50微膨脹混凝土(厚度≥10cm),并涂刷防水涂料(厚度≥2mm)。(四)基礎(chǔ)注漿加固技術(shù)1.鉆孔直徑≥110mm,孔深超過缺陷底部0.5m,間距1.5-2.0m,呈梅花形布置;2.注漿管采用Φ48mm鋼管,底部設(shè)花管(孔徑8mm,間距200mm),下入孔底后用止?jié){塞封閉孔口(距孔口1.0m);3.注漿順序遵循“由稀到濃、由外到內(nèi)”,初始水灰比0.8:1,逐步調(diào)整至0.5:1,當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計值(0.5-1.5MPa)或單孔注漿量超過理論值1.5倍時終止;4.注漿后7d采用鉆孔取芯法檢測漿體強度(≥20MPa)及填充率(≥90%)。四、質(zhì)量控制與驗收標(biāo)準(zhǔn)(一)材料質(zhì)量控制1.混凝土:進場前檢測坍落度(180-220mm)、含氣量(3-5%),現(xiàn)場制作試塊(150×150×150mm),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d抗壓強度≥設(shè)計值的115%;2.碳纖維布:檢測抗拉強度(≥3400MPa)、彈性模量(≥2.3×10?MPa)、伸長率(≥1.6%),厚度偏差≤±5%;3.結(jié)構(gòu)膠:檢測粘結(jié)強度(混凝土-混凝土拉剪≥15MPa,鋼-鋼拉剪≥12MPa)、耐老化性能(80℃濕熱老化1000h后強度保留率≥85%);4.鋼材:檢測屈服強度(≥設(shè)計值)、冷彎性能(180°無裂紋),鋼板厚度偏差≤±0.3mm。(二)施工過程監(jiān)控1.變形監(jiān)測:對大跨徑橋梁或薄弱部位(如拱頂、跨中)布置監(jiān)測點,采用全站儀(精度±1mm)或水準(zhǔn)儀(精度±0.5mm)實時觀測,施工期間累計變形量需≤設(shè)計允許值的80%;2.應(yīng)力監(jiān)測:在關(guān)鍵截面(如梁體跨中、墩頂)埋設(shè)振弦式應(yīng)變計,實時采集應(yīng)力數(shù)據(jù),避免施工荷載導(dǎo)致的應(yīng)力超限(拉應(yīng)力≤0.5ftk,壓應(yīng)力≤0.8fc);3.隱蔽工程驗收:碳纖維粘貼、鋼板錨固、預(yù)應(yīng)力張拉、注漿填充等工序完成后,需經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場驗收并留存影像資料,未經(jīng)驗收不得進入下一道工序。(三)竣工驗收要求1.外觀檢查:混凝土表面無蜂窩麻面(面積≤0.5%),裂縫寬度≤0.1mm,碳纖維布無空鼓(單個空鼓面積≤1000mm2,且每10m2不超過2處),鋼板與混凝土粘結(jié)率≥90%;2.荷載試驗:靜載試驗下跨中撓度校驗系數(shù)≤0.9(原橋≤1.0),殘余變形≤20%;動載試驗下沖擊系數(shù)≤1.3(原橋≤1.5),自振頻率≥理論值的90%;3.資料歸檔:整理檢測報告、設(shè)計圖紙、材料試驗單、施工記錄、監(jiān)測數(shù)據(jù)等文件,形成完整的技術(shù)檔案,保存期限≥30年。五、安全管理與環(huán)保措施(一)施工安全控制1.建立“三檢”制度(自檢、互檢、專檢),高空作業(yè)(高度≥2m)設(shè)置安全網(wǎng)(密目式,網(wǎng)目≥2000目/100cm2)與防護欄(高度≥1.2m),作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶(高掛低用);2.臨時支撐體系(如滿堂支架)需進行專項設(shè)計,驗算承載力(安全系數(shù)≥1.5)、剛度(變形≤L/400)及穩(wěn)定性(抗傾覆系數(shù)≥1.3),驗收合格后方可使用;3.交通導(dǎo)改方案需符合《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTGH30-2015),設(shè)置警示標(biāo)志(限速40km/h)、導(dǎo)向標(biāo)(間距≤50m),夜間施工配備反光錐(間距≤10m)與照明設(shè)施(亮度≥50lx)。(二)環(huán)境保護措施1.粉塵控制:材料堆放覆蓋防塵網(wǎng)(密度≥800g/m2),混凝土攪拌采用封閉式料倉,鉆孔作業(yè)配備吸塵器(除塵效率≥90%);2.

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