四孔懸鏈線等截面空腹式片石拱橋舊橋加固處理方案.doc

四孔懸鏈線等截面空腹式片石拱橋舊橋加固處理方案 一、工程情況*路*段*大橋為四孔懸鏈線等截面空腹式片石拱橋，重力式漿砌片石墩、臺身與基礎(chǔ)。長150 m，跨徑為25+30+30+25m，矢跨比1/4，全橋共設(shè)20個腹孔，跨徑2.0m，矢跨比1/2，橋面凈寬7+21.0m，設(shè)計荷載為汽-20，掛-100。因*大橋于1993年5月建成后投入使用,隨著車流量的增加，使該橋橋面多處出現(xiàn)裂縫，橋面坑洼不平，多處出現(xiàn)下陷，尤其兩側(cè)橋臺臺后填料下陷嚴重。橋面排水不暢，致使橋面積水下滲到拱上填料，加速了橋面及臺后填料的下陷。人行道欄桿、扶手局部外移或斷裂。主拱圈的砌筑砂漿強度不夠，致使粘結(jié)不佳，空洞較多；在拱腳處局部有裂縫，最大裂縫寬度達到0.5cm；腹孔沉降縫開裂較為普遍；兩岸橋臺的背墻、側(cè)墻均有裂縫，有的已貫通全墻，且最大裂縫寬度已達到1.0cm；橋墩臺基礎(chǔ)均比較穩(wěn)定，基本上均達到基巖上，采用舊橋加固利用方案。二、處治方案1、主拱圈采用8cm厚30號錨噴鋼筋混凝土，拱上各腹拱圈采用6cm厚30號錨噴鋼筋混凝土。支架采用滿堂式鋼木混合支架，為方便施工支架采用鋼管用扣件連接，每孔支架頂縱梁采用方木，再鋪木板，以加強支架的承載力和穩(wěn)定性。錨噴施工：錨噴的施工程序，分為受噴面清理和鑿毛、鉆孔和插入錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土施工等工序。1.1受噴面清理與鑿毛對受噴面進行清理和鑿毛，是使噴射混凝土與原結(jié)構(gòu)間有足夠的粘結(jié)力，保證兩種混凝土達到整體受力的設(shè)計要求。清理時，用鋼刷子、鐵錘和鐵鑿等工具，清除受噴面雜物。鑿毛，則用人工鑿毛法鑿成深度約10mm、密度為9-12點/10cm2的小坑。鑿毛工具為上下兩頭尖的鋼錘和竹片把柄，工地自制。錘重約7kn，柄長50cm。鑿毛時，錘尖會發(fā)生正常損耗，需用砂輪磨尖反復(fù)使用。實際鑿毛平均工效為15m2/工日，最高達25m2/工日左右。1.2鉆孔和插入錨桿1.2.1放樣現(xiàn)場施工的技術(shù)人員負責(zé)測定錨桿孔位，用彩色粉筆標出+、等三種不同記號。十字交點為設(shè)計孔位的中心，箭頭表示允許沿縱、橫線并靠近十字交點移孔的記號。鉆孔遇到堅石時，必須作孔位移動。1.2.2鉆孔所用鉆孔機具為雙重絕緣電錘，具有出力大、鉆孔速度快等優(yōu)點。鉆孔前，工地依據(jù)錨桿設(shè)計直徑12mm，相應(yīng)選定直為14.5mm的鉆頭(電錘附件)，而后在放樣的孔位上進行鉆孔。設(shè)計鉆孔深度主拱圈不小于15cm、腹拱圈不小于10cm。鉆孔時，操作人員雙手握緊電錘，先將鉆頭頂住工作面并輕微加壓，然后再按開關(guān)施鉆。在鉆孔過程中，鉆到堅石時應(yīng)立即退出，移位重鉆。對報廢的孔眼，及時予以清洗并用525號水泥凈漿填塞。對鉆孔深度的控制，因定位桿（電錘附件）的定位螺絲易于松動，對鉆頭上標記鉆入深度的辦法，效果亦好。所用雙重絕緣錘的額定電壓為220v，使用前應(yīng)檢查電源電壓，不允許超過額定值的10%。電壓常不穩(wěn)定,為避免電機被燒壞，配用調(diào)壓器穩(wěn)壓后有效果。當(dāng)連續(xù)使用一臺電錘的時間過長，錘體將會發(fā)燙，必須停置并由自然冷卻。因此，為保證正常生產(chǎn)需要，充分發(fā)揮操作人員的鉆孔效果，每臺班每人配備兩臺電錘輪換使用。本橋的實際鉆孔平均工效為80孔/工日左右。在鉆孔過程中，還應(yīng)注意，對鉆頭的正常損耗除用砂輪及時修磨外，必須配備足夠量的鉆頭以供換新。據(jù)工地統(tǒng)計資料，每根鉆頭進4050孔即需修磨一次，再鉆進4050孔后即需換新。1.2.3清孔清孔的工作內(nèi)容，就是用水沖洗孔眼清除混凝土碎碴。清孔工具簡單，工地因陋就簡地配備提水桶一只和背式農(nóng)藥噴霧器一臺。清孔前，將背式農(nóng)藥噴霧器的噴頭拆除，改裝細長的金屬管做噴桿。清孔時，扳動噴霧器的壓氣棒施加氣壓，同時將噴桿咀對準孔眼，而后打開噴桿開關(guān)噴水沖洗。用水沖洗每個孔眼的工作，必須見到孔內(nèi)流出清水后才告完畢。1.2.4填充孔眼清孔后，用膠結(jié)材料填充孔內(nèi)，并在初凝前插入錨桿。填孔材料采用525級普通硅酸鹽水泥凈漿，適量加水均勻拌和。其稠度不可太稀或太干，以不流動時為最佳。所用填孔工具為工地自制的簡易工具，即：利用一根外徑略小于錨桿孔徑的金屬管，內(nèi)插一根鋼筋（芯棒）做成的唧筒。填孔時，先將唧筒浸入水泥漿漿桶中吸滿水泥漿，而后拿起唧筒對準并接觸孔口，再推擠鋼筋芯棒壓漿入口。每孔壓漿，直至孔內(nèi)充滿為止。1.2.5插入錨桿錨桿起著掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、加強新舊混凝土結(jié)合和增大結(jié)合面抗剪能力，使達到新舊結(jié)構(gòu)共同變形的重要作用。錨桿的設(shè)計直徑為12mm，錨入長度主拱圈15cm、外露6cm；腹拱圈10cm、外露4cm。用水泥凈漿填滿孔眼后，隨及插入錨桿，并用小鐵錘敲打錨桿尾端直至孔底。此時，水泥凈漿從孔口外溢，再用泥鏝刀刮凈?？變?nèi)有空隙時，立即拔出錨桿重新壓漿和插入錨桿。錨桿插定后，保持孔內(nèi)水泥漿有兩天的自然養(yǎng)護日期，使達到足以承受鋼筋網(wǎng)和凝固前噴射層重量的設(shè)計要求。插定兩天后的錨桿抗拔力，在掛設(shè)鋼筋網(wǎng)前需作檢驗。1.3、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的工作，實際是從掛設(shè)縱、橫單根鋼筋開始，使逐根就位而成單層鋼筋網(wǎng)。當(dāng)錨桿插定兩天開始掛設(shè)。鋼筋網(wǎng)的設(shè)計為滿布于主拱圈腹面，網(wǎng)格尺寸為20cm20cm，縱筋直徑為16mm，橫筋直徑為16mm。單根鋼筋在鋼筋棚加工成形，再運送到施工現(xiàn)場。掛設(shè)時，單根鋼筋緊靠錨桿就位，先綁扎后點焯于錨桿上。鋼筋接頭為搭接焯，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的順序，為沿著施工的前進方向，從一端拱腳開始逐段完成至另一端。為便于掛設(shè)，將拱肋底面的錨桿尾端帶直鉤。掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的作業(yè)，由79人組成，其中包括電焯工2人，實際掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的平均工效為710kn/工日。1.4、噴射混凝土施工1.4.1、施工機械和拌和場地的布置，施工機械的安置和拌和材料堆放的地點，均布置在橋上的一側(cè)。噴射機安置在前，隔2m安置一臺混凝土攪拌機；并搭設(shè)8m長的上料平臺；再隔10m安置一臺空壓機；空壓機與上料平臺之間，堆放砂石材料。1.4.2、勞力組合：噴射砼作業(yè)工班的勞力組合，噴射手2人，每人連續(xù)施噴2h左右，即輪換一次。噴頭操作輔助人2人，均在工作平臺上輪換拖移輸料管及收集和清掃回彈料。正常生產(chǎn)時，實際施噴混凝土工效為100m2/臺班左右。1.4.3、噴射作業(yè)施工準備工作做好后，嚴格掌握規(guī)定的速凝劑摻量，并添加均勻。噴射時，噴射手應(yīng)嚴格控制水灰比，使噴層表面平整光滑，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。1.4.4、在未上混凝土拌和料之前，先開高壓風(fēng)及高壓水，如噴嘴風(fēng)壓正常，噴出來的水和高壓風(fēng)應(yīng)呈霧狀。如噴嘴風(fēng)壓不足（適宜的風(fēng)壓一般為0.10.15mp，可能是出料口堵塞；如噴嘴不出風(fēng)，可能是輸料管堵塞。這些故障都應(yīng)及時排除，再開電動機，先進行空轉(zhuǎn)，待噴機運轉(zhuǎn)正常后才開始投料、攪拌和噴射。1.4.5、噴射應(yīng)分段、分部、分塊，按先墻后拱、自下而上地進行噴射，如圖1-a)所示。噴嘴需對受噴巖面作均勻的順時針方向的螺旋轉(zhuǎn)動，一圈壓半圈的橫向移動，螺旋直徑約為20cm30cm如圖1-b)所示, 以使混凝土噴射密實。1.4.6、為保證噴射混凝土質(zhì)量，減少回彈量和降低粉塵，作業(yè)時還應(yīng)注意以下事項：1.4.6.1、噴射時應(yīng)分段長度不超過6m，分部為先下后上，分塊大小為2m2m，并嚴格按先墻后拱，先下后上的順序進行噴射，以減少混凝土因重力作用而引起滑動或脫落現(xiàn)象的發(fā)生；1.4.6.2、掌握好噴嘴與受噴巖面的距離和角度；噴嘴至巖面的距離為0.8m1.2m，過大或過小都會增加回彈量；噴嘴與受噴面垂直，并稍微偏向剛噴射的部位（傾角不宜大于10），則回彈量最小、噴射效果和質(zhì)量最佳。對于巖面凹陷處應(yīng)先噴和多噴，而凸出處應(yīng)后噴和少噴。1.4.6.3、混凝土噴射程序，見圖2）所示。即噴射時噴射移動可以采用螺旋形移動前進，也可以采用s形往返移動前進。1.4.7、調(diào)節(jié)好風(fēng)壓與水壓風(fēng)壓與噴射質(zhì)量有密切的關(guān)系，過大的風(fēng)壓會造成噴射速度太高而加大回彈量，損失水泥，風(fēng)壓過小會使噴射力減弱，則混凝土密實性差。因此，根據(jù)噴射情況應(yīng)適當(dāng)調(diào)整風(fēng)壓。為保證高壓水能從噴槍混合室（噴頭處）內(nèi)壁小孔高速度射出，把干拌和料迅速拌均勻，水壓應(yīng)稍高于風(fēng)壓。濕式噴射時，風(fēng)壓及水壓均較干噴時高。一般水壓力比輸料管的壓力至少高10n15n/cm2，同時要求供水系統(tǒng)的水壓不應(yīng)大于40n/cm2，供水系統(tǒng)水壓不足時，需要采用壓力水箱提供穩(wěn)定的水壓，才能確保噴射混凝土施工質(zhì)量。1.4.8、一次噴射厚度問題噴射作業(yè)應(yīng)分層進行。一次噴射厚度不得太厚或太薄，它主要與噴射混凝土層與受噴面之間的粘結(jié)力和受噴部位等有關(guān)，并且應(yīng)根據(jù)摻與不摻速成凝劑、噴射效率，回彈損失率等因素而定。一次噴射太厚，在自重作用下，噴層會出現(xiàn)錯裂而引起大片坍落。一次噴射太薄，大部分粗骨料會回彈，使受噴面上僅留下一層薄薄的混凝土或砂漿，勢必影響效果及工程質(zhì)量。一般情況下，一次噴射厚度：邊墻為5cm7cm，拱部為3cm4cm（不摻速凝劑）。當(dāng)摻入速凝劑后，邊墻不宜超過8cm，拱部不宜超過6cm。分層噴射厚度，一般為粗骨料最大粒徑的兩倍，如一次噴射厚度小于5cm時，使用石子的最大粒徑也要求相應(yīng)減小。 1.4.9、分層噴射的間隔時間分層噴射，一般分23層噴射；分層噴射合理的間隔時間應(yīng)根據(jù)水泥品種、速凝劑種類及摻量、施工溫度（最低不宜低于+5）和水灰比大小等因素，并視噴射的混凝土終凝情況而定。分層噴射間隔時間不得太短，一般要求在初噴混凝土終結(jié)以后，再進行復(fù)噴；當(dāng)間隔時間較長時，復(fù)噴前應(yīng)將初噴混凝土表面清洗干凈；且復(fù)噴時應(yīng)將凹陷處進一步找平。一般在常溫下（1520），采用紅星一型速凝劑時，可在5min-10min后，進行下一次噴射；而采用碳酸鈉速凝劑時，最少要在30min后，才能進行復(fù)噴。1.4.10、噴射混凝土的養(yǎng)護為使水泥充分水化，使噴混凝土的強度均勻增長，減少或防止混凝土的收縮開裂，確保噴混凝土質(zhì)量。因此，噴射后特別需要有良好的養(yǎng)護，應(yīng)在其終凝1h-2h后進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間應(yīng)不少于7天。另外，當(dāng)有鋼筋時，噴射應(yīng)嚴格控制水灰比，噴射角度也可偏一些，噴射混凝土應(yīng)覆蓋鋼筋2cm以上。當(dāng)有鋼架時，鋼架與圍巖之間的間隙必須用噴射混凝土充填密實，噴射混凝土應(yīng)將鋼架覆蓋，避免鋼架銹蝕，并應(yīng)由兩側(cè)拱腳向拱頂方向噴射。2、對橋臺背、側(cè)墻裂縫的處理先用鋼抓釘跨裂縫將兩側(cè)扣住，然后采用鑿槽法，沿裂縫處用鋼釬或風(fēng)鎬鑿成“v”形槽，槽寬5cm，槽深5cm，鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將碎屑粉塵清除干凈，最后用12.5號水泥砂漿加環(huán)氧樹脂漿液進行封補處理。3、拆除原橋面鋪裝和人行道欄桿對拱上及臺后填料進行重填夯實，并增設(shè)防水層；全橋澆筑15cm厚30號混凝土+8cm厚瀝青混凝土橋面，并設(shè)防撞護欄，橋面凈7.5+20.5m防撞護欄。全橋并增設(shè)防水系統(tǒng),3.1、拆除工程既有橋拆除工程主要有拆除橋面砼、雙側(cè)人行道系均采用人工配合小機具的方法進行拆除；人行道系采用砼切割機配合人工鑿除，暴露的鋼筋用電焊予以切除；橋面混凝土采用砼切割機風(fēng)鎬鑿除；拱上及臺背填料用人工配合機械進行清除。3.2、拱上及臺背回填3.2.1、臺背回填填料，采用透水性較好的材料，不得采用含有泥草、腐殖物或凍土塊的土，本橋臺施工時采用砂礫摻入適量的山砂進行回填并分層夯實。3.2.2、臺背填土的質(zhì)量直接關(guān)系到竣工后行車的舒適與安全，應(yīng)嚴格控制分層厚度和密實度，設(shè)專人負責(zé)監(jiān)督檢查，檢查頻率每50m2檢查1點，不足50m2時至少檢驗1點，每點都應(yīng)合格，采用電動打夯機械壓實，回填材料的分層厚度宜為0.10.2m,臺背填土壓實標準，從填方基底至路床頂面均為93%。3.2.3、臺背填筑施工工藝流程：施工準備基底處理分層填筑攤鋪平整碾壓密實檢查評定合格后進行下一層填筑。3.3、橋梁護欄 3.3.1、橋梁護欄設(shè)計為鋼筋砼護欄，整理橋梁邊板上預(yù)埋的與護欄的連接鋼筋，用水沖洗干凈護欄施工范圍。 3.3.2、測量確定護欄內(nèi)外邊線。 3.3.3、將護欄鋼筋同邊板預(yù)留鋼筋綁扎連接；綁扎護欄墻內(nèi)鋼筋，預(yù)設(shè)泄水孔及其它預(yù)埋件。