2023年老爷岭三座桥桥改造工程设计说明.doc

宁安市小塘村至老爷岭三座桥维修工程设计说明 一、原桥概况 1.自然情况： 由于电力能源建设的需要，委托单位拟在宁安市附近修建风力发电厂。为此，需运输风力发电设备，途径宁安市小塘村至老爷岭三座桥，但这3座桥梁无设计图纸，承载能力不详。3座桥梁位于黑龙江省宁安市小塘村至老爷岭段乡道上。检测中，对3座桥涵进行了编号，从小塘村至老爷岭，编号依次为1号至3号。经现场确定，1号桥～3号桥桥型见下表。 1号桥～3号桥桥型一览表 编号 桥型 1号桥 六跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台 2号桥 两跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台 3号桥 四跨8m整体现浇钢筋混凝土矩形板简支梁桥、石砌墩台 经场量测，测得此三座桥的结构形式均相同，上下部及桥面系尺寸相同。上部结构均为整体现浇钢筋砼矩形板简支梁桥，桥面铺装为4cm厚水泥混凝土；下部结构均为扩大根底，重力式石砌墩、台；桥面系的布置均为桥宽7.5 m，桥面宽度为净7m+2x0.25m护栏。未收集到原桥的设计图纸，其他资料不详。 2.技术指标 距调查，原桥的设计荷载标准为： 1〕荷载标准 设计荷载：人群荷载:3.0KN/m2，汽车荷载：汽-15 验算荷载：挂—100行车 3〕桥面净宽 净7m+ 2×0.25m 二、原桥主要病害 1、检测结论与建议 国家林业局工程质量监督管理总站检测中心于2023年8月21日至8月26日对此三座桥梁进行全面的检测。这3座桥的技术状况及建议分别如下： (1)1#桥：经检测该桥的现有技术状况等级为三类，通过对桥的现有技术状况评定为三类，荷载结果说明，该桥墩、台地基的竖向承载能力、桥墩、台抗滑稳定性、抗倾覆稳定性满足特载过桥的使用要求；特载在规定的行驶方式下，整体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、纵向弯矩作用下的抗裂性均满足标准要求。但在多年运营荷载的作用下，板梁梁底出现纵向通缝，系由横向受弯所致。建议主板板底黏贴一层横向碳纤维布。全桥桥面混凝土脱落，局部形成坑槽现象，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。 〔2〕2#桥：该桥的现有技术状况评定为三类，结合同跨径桥梁的荷载试验结果，特载在规定的行驶方式下，整体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、抗裂性均满足标准要求。考虑到甲方提供的运输车辆较重，确保临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤，对该桥进行加固，建议：1〕对桥梁两侧伸缩缝锚固区破损混凝土，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。2〕主板板底黏贴一层横向碳纤维布。 〔3〕3#桥：经检测该桥的现有技术状况等级为三类，通过对桥的现有技术状况评定为三类，荷载结果说明，该桥墩、台地基的竖向承载能力、桥墩、台抗滑稳定性、抗倾覆稳定性满足特载过桥的使用要求；特载在规定的行驶方式下，整体现钢筋混凝土浇板的抗弯、抗剪能力及竖向刚度、纵向弯矩作用下的抗裂性均满足标准要求。考虑到甲方提供的运输车辆较重，确保临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤，对该桥进行加固，建议：1〕对桥梁两侧伸缩缝锚固区破损混凝土，采用C40防水混凝土进行修复，以减少特载对桥梁的冲击作用。2〕主板板底黏贴一层横向碳纤维布。 2、桥梁主要病害： 〔1〕1#桥病害 1〕桥面系病害 全桥桥面混凝土脱落，局部形成坑槽现象；全桥两侧均有泥土堆积；全桥伸缩缝均堵塞；全桥栏杆均不完整，有不同程度的破坏；泄水孔全部堵塞或安装不标准。 2〕主梁病害 全桥各孔板梁两侧面风化严重，混凝土疏松、剥落；箍筋锈蚀，且外表混凝土脱落；板梁底面局部振捣不实，出现蜂窝麻面，且普遍存在渗水、泛白现象。主梁侧面跨中部位无裂缝，底面中心线墩顶处出现纵向裂缝，长度1.3m，宽度0.08mm。 3〕桥台病害 桥台外表状况较好，未见结构性裂缝； 〔2〕2#桥病害 1〕桥面系病害 桥面有局部积水现象；桥面在小塘村侧距1#伸缩缝78cm处有一道横向贯穿裂缝，在老爷岭方向距3#伸缩缝65cm处有一道横向贯穿裂缝；桥面两侧有泥沙堆积，宽度1.2m，厚度1.5cm；全桥1#、3#伸缩缝两侧混凝土破损，且形成坑槽；全桥两侧栏杆外表防腐漆大面积脱落，外表锈蚀；全桥共计8个泄水孔，局部堵塞。 2〕主梁病害 主梁整体良好，无明显病害。 3〕桥台病害 全桥桥台外表有少量泛白现象；0#桥台下游侧八字墙与台身错位，纵向距离20cm，横向距离15cm；其他八字墙均有横向位移10cm；八字墙顶杂草丛生。 3〕桥墩病害 桥墩的整体状况良好，外表有少量泛白现象 〔3〕3#桥病害 1〕桥面系病害 该桥桥面混凝土表层凹凸不平；桥面两侧栏杆底座处均堆有大量沙石、泥土；全桥伸缩缝均局部软木条破损、堵塞；全桥伸缩缝两侧锚固区混凝土均出现破裂现象；桥面混凝土局部碎裂；全桥两侧栏杆护栏大量缺失、松动变形；全桥共计8个泄水孔。全部堵塞，丧失排水功能。 2〕主梁病害 主梁两侧侧面有水迹现象，主梁底面有渗水、泛白现象。各孔主板板底沿桥梁中线附近出现纵裂裂缝，其中以第2孔主梁底面沿为重，板底横向纵向裂缝贯穿全板，宽度达0.8mm，原因为横向受弯所致。 3〕桥台病害 两侧桥台前墙有少量水迹泛白现象；0#桥台底部有轻微冲刷现象，冲刷范围0.2m。 4〕桥墩病害 2#墩墩帽两端及跨中表层混凝土均被压碎、脱落，面积0.4m×0.25m~0.2m×0.1m；2#桥墩墩帽上游侧端部混凝土破碎露筋。 三、维修原那么及标准 因宁安市小塘村至老爷岭三座桥为临时需运输风力发电设备，因此，三座桥仍保持原桥的设计标准，仅保证临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤的原那么对此三座桥梁进行维修。 四、设计依据 1、公路工程技术标准〔JTGB01-2023〕，中华人民共和国交通部 2、公路桥涵设计通标准〔JTGD60-2023〕，中华人民共和国交通部 3、公路养护技术标准〔JTGD63-2023〕，中华人民共和国交通部 4、路桥用材料标准九项〔JT/T 531~538、539-2023，中华人民共和国交通部 5、公路桥梁加固设计标准〔JTG/T J22-2023〕中华人民共和国交通部 6、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计标准〔JTGD60-2023〕中华人民共和国交通部 7、公路桥涵地基与根底设计标准〔JTGD63-2023〕中华人民共和国交通部 8、公路圬工桥涵设计标准〔JTGD63-2023〕中华人民共和国交通部 9、公路桥修养护技术标准〔JTGH11-2023〕中华人民共和国交通部 10、公路工程水泥混凝土试验规程〔JTJ053-94〕 11、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋〔GB13013-1991〕 12、钢筋混凝土热轧带肋钢筋〔GB1499-1998〕 13、GB 700-88 14、混凝土用钢纤维〔YB/T1510〕 15、混凝土外加剂〔GB8076-87〕 16、混凝土外加剂应用技术标准〔GBJ50119-2023〕 17、公路工程抗冻设计与施工技术指南 五、维修内容 根据桥梁病害及保证临时特载车安全过桥及不对原结构造成损伤的原那么本次维修的主要内容有： 1、桥面铺装 首先应去除三座桥桥面上的泥土堆积物，然后对桥面铺装中存在坑槽的进行修补，坑槽修补按照“圆洞方补，斜洞正补〞的原那么，划出大致与路中心线平行或垂直的挖槽修补轮廓线，沿轮廓线用切割机切割，浇注C40微膨胀防渗混凝土。 2、主梁 此3座桥主梁均采用黏贴一层横向碳纤维布进行加固。经检查3#桥第1孔主梁底面在距1#墩顶老爷岭方向1m处，有一道长度为0.6m，宽度为0.15mm的纵向裂缝，对此裂缝先进行化学注浇封闭，然后再采用黏贴横向碳纤维布进行加固。 3、伸缩缝 对2#桥和3#桥两侧的伸缩缝进行行修补，凿出伸缩缝两侧各10cm范围内的砼，凿出深度5cm，然后采用C40防水砼进行修复。 4、桥墩 由于2#桥2#墩墩帽处局部砼碎露筋，采用环氧树脂砂浆进行修复。 六、维修主要材料 1、混凝土 〔1〕混凝土及砂浆强度等级，设计图纸中均有明确的规定，施工时应严格按设计的强度等级执行，并应满足公路工程水泥混凝土试验规程JTJ053-94的有关规定。 〔2〕水泥：采用强度等级42.5Mpa以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 〔3〕粗集料：采用连续级配，碎石的最大粒径不宜超过20mm〔主要承重构件〕，以确保混凝土振捣的密实性。不得使用含有二氧化硅的粗集料。 〔4〕细集料： 细集料应选用中、粗砂，其细度模数宜控制在2.6~3.7之间。 〔4〕各部件混凝土强度等级： 桥面铺装：C40聚丙烯纤维抗渗混凝土。 3、钢材 其它钢材均采用Q235钢材，其技术性能指标应符合GB 700-88的有关规定。 4、防水材料 采用QBZ-B型防水剂，其掺入量为混凝土中水泥重量的3.8%。 5、外加剂 混凝土中掺入的早强、防水、防冻、防腐、防渗的外加剂的质量应符合混凝土外加剂〔GB8076-87〕 6、混凝土外加剂应用技术标准〔GBJ50119-2023及有关环境保护的规定。 7、碳纤维布及胶 碳纤维：小丝束〔不大于12k，1k=1000〕聚丙烯碃基；单层质量：不小于200g/m2,不大于300g/m2。碳纤维布材料的力学性能指标见公路旧桥加固设计标准表4.5.1。 配套底层树脂、找平材料、浸渍树脂和粘结树脂胶应采用公路旧桥加固设计标准中规定的A级胶，其性能要求见公路旧桥加固设计标准表4.6.4.。 七、耐久性设计 1、混凝土耐久性设计 水泥要求采用强度等级为42.5Mpa以上的硅酸样水泥或普通硅酸盐水泥。粗集料5次冻融循环试验质量损失不大于3%，直接抗冻试验不小于25次。压碎值不大于10%，针片状含量不大于5%；细集料满足5次5次冻融循环试验质量损失不大于8%，含泥量不大于2%，云母含量不大于1%；最大氯离子含量不大于0.15%，最大碱含量不大于1.8kg/m3，最大水灰比0.5，最小水泥用量300 kg/m3。 2、混凝土抗冻性要求 桥面系中的水泥混凝土桥面铺装及缘石、防撞护栏底座、桥梁下部结构墩台外漏局部应符合抗冻设计要求：抗冻等级F300。均按引气混凝土设计，设计引气量按混凝土体积的5.5%控制，引气剂掺量为混凝土胶凝材料重量的万分之五。 混凝土设计及施工严格按公路工程抗冻设计与施工技术指南7.1.1~7.2.5执行。其他未尽事宜，请按交通部部颁有关标准、标准办理。 抗冻耐久性混凝土含气量与平均气泡间距系数要求 项目 抗冻 等级 强度等级 C30、C35 C40、C45 C50 C55 C60 含气量〔%〕 F300 5 4.5 4.0 3.5 3.0 F350 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 平均气泡间距系数〔mm〕 F300 0.25 0.30 0.35 0.37 0.39 F350 0.23 0.28 0.33 0.35 0.37 八、裂缝与粘贴碳纤维的施工工艺 1、裂缝处理 对于裂缝宽度大于0.15mm的主梁裂缝进行注胶处理，可采用以下工艺： 〔1〕对裂缝部位进行详细检查、记录，进行材料配重、埋嘴、灌胶注射等设备的用量计算。 〔2〕外表用砂轮机、钢丝刷将混凝土外表沿裂缝走向宽50mm范围进行打磨，去除粉尘、沙粒、松散混凝土。 〔3〕埋设注胶嘴，间距为150mm。 〔4〕每条裂缝不少于2个注胶嘴。埋贴前，先将注胶嘴底盘用丙酮擦洗干净，再用灰刀将环氧胶泥抹于底盘周围，骑缝埋贴于构件裂缝处，注意不要堵塞注胶口及裂缝灌胶通道。 〔5〕将注胶嘴布设完毕后，可配置缝胶，沿裂缝走向均匀涂抹环氧胶液，宽度约70mm；其次，在其上面分段密贴一层玻璃丝片，宽约50mm，各注胶嘴底盘5-10mm范围内不贴玻璃丝片，用灰刀沿嘴子周围抹环氧胶泥，抹成鱼脊状，最后再涂一层环氧胶液。 〔6〕待注胶