中小桥维修加固工程施工组织设计？

一、原桥梁概况
国道212线顺庆段9号桥梁为212线国道南充至西充段的第9座桥梁。现改造施工里程为K10+160。桥梁结构形式为2—16m的钢筋混凝土空心板简支桥梁，桥台为重力式U型桥台。桥面宽度为26.084米。桥面与线路斜交，交角为30°，线路为双向四车道，设计荷载等级为汽—20，挂—100级。
二、桥梁病害情况
本桥由于长时间超载运营，导致存在一定的缺陷，出现了一定程度的损伤，经对该桥进行综合评定，9号桥为二类桥梁，必须进行小修，且要采取一定的维修整治措施，提高桥梁的耐久性，增强桥梁的使用性能，延长桥梁的使用寿命。根据检测报告，该桥目前存在的主要问题为：
⑴、实测桥梁结构几何尺寸与设计尺寸符合比较好。
⑵、该桥梁跨预制板混凝土碳化深度较浅，最大碳化深度2mm,混凝土的强度推定值为40Mpa以上，不满足设计的C35等级。
该桥台帽混凝土碳化深度比较深，多数碳化深度为3mm～4㎜，混凝土的强度推定值的平均值为23.4Mpa，强度等级不满足设计的C25混凝土的要求。
该桥墩帽混凝土碳化深度较深，多数碳化深度为6mm，混凝土的强度推定值的平均值为20.1Mpa，强度等级不满足设计的C25混凝土的要求。
⑶、该桥梁跨预制板有几处渗水和破损露筋现象。桥梁墩台渗水，桥台台帽和台身有多条裂缝，桥墩墩帽有破损。桥台护坡破坏，桥墩轻微冲刷。桥面伸缩缝破损，路面有大量裂缝和破损区域，骨料外露，护栏破损，有跳车现象。。
根据上述病害情况，经对该桥进行综合评定为二类桥梁，必须采取一定的加固维修措施。
三、桥梁维修加固施工方案：
针对既有桥梁的损伤、缺陷及使用情况，按照抬高桥面标高、提高荷载等级、节约投资基金、减小施工难度、缩短施工工期的原则，维修改造处理方案主要目的是提高桥梁的耐久性、安全性和使用性，防护桥梁混凝土继续劣化等，提高桥梁的承载能力以及对已存在缺陷的治理，我公司根据以往大量的旧桥加固经验，结合业主的有关要求，对该桥的加固处理我们重点放在了对既有缺陷的加固处理及新加T梁上。
1、依据《国道212线顺庆段公路桥梁检测报告》，原墩台帽存在一定数量的裂缝，为了提高桥梁构件的整体性和耐久性，首先必须对已有的裂缝进行治理。对裂缝宽度在0.15㎜以下的裂缝，采用压抹改性环氧树脂胶泥的方法进行封闭，对宽度大于0.15㎜的裂缝采用自动恒压低压注液态改性环氧树脂类化学胶液的方法处理进行治理，使之成为一体受力。
2、依据《国道212顺庆段公路桥梁检测报告》，部分梁体端部存在混凝土剥落、钢筋外露且发生锈蚀的现象。为了提高桥梁的承载能力和耐久性，必须对混凝土剥落、钢筋部位进行维修处理。采用对裸露钢筋彻底除锈后，凿掉周围已经存在损伤的砼后用改性环氧树脂砂浆进行修补的方法进行维修加固。
3、依据《国道212顺庆段公路桥梁检测报告》，桥台前墙处、侧墙均发现裂缝。为了确保桥梁的安全，对石料砌体裂缝采用高压压注水泥砂浆的方法进行治理。
4、依据《国道212顺庆段公路桥梁检测报告》，原桥的桥面系和栏杆损伤严重。为了提高桥梁通行的荷载等级，确保桥梁的使用安全，同时提高桥面标高，采用的加固改造方法为：拆除原桥桥面铺装、栏杆，重新浇注原空心板间的绞缝，再现浇新桥面铺装层和防撞栏杆，新的桥面铺装层与原空心板形成整体共同受力。
5、0号和2号桥台无冲刷现象，1号桥墩有轻微的冲刷。对1号墩处采用抛填片石的方法进行冲刷防护。
四、结构设计
一、桥跨结构设计
改造后的结构形式：2-16m钢筋混凝土空心板梁。下部构造采用原桥的桥台，根据该段212线路面改造设计图，桥面设置0.812%的纵坡（由于该段线路纵坡设计重新设计，可根据调整后的纵坡在施工时进行调整），双向1.5%的横坡，桥面标高按照212线改造后的标高进行设计。
二、上部结构设计
1、原空心板
按照新加桥面铺装层参与受力的原则，对原桥空心板进行计算分析，该桥原空心板能满足通行设计荷载等级要求。并对原板存在的缺陷进行治理和补强。
内力计算采用平面杆系有限元程序，荷载横向分配系数采用刚接梁（板）法计算。
2、桥面铺装层
桥面横坡利用原桥墩、桥台铺装层为24㎝厚C40防水混凝土+4㎝厚的AC-13沥青混凝土罩面。桥面铺装层中设15*15㎝的∮12的双层钢筋网格。
3、防撞栏杆
桥梁两侧设置防撞护栏。护栏的材料规格、制作工艺、施工安装、质量要求和验收标准应符合《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）的要求。
4、桥面排水
桥面排水结构满足每平方厘米排0.4平面米桥面水的要求设置。每隔5米设置一道泄水管，上下游对称设置，全桥共设置16套。
5、伸缩缝
全桥设2道伸缩缝，分别位于两岸桥台处。伸缩缝采用浅埋式型钢伸缩缝，可参照有关厂家生产的WCF-80型浅埋式伸缩缝进行设计，有关加工工艺技术条件可向厂家联系。
五、下部结构设计
根据检测报告，本桥桥台基础无冲刷。1号桥墩有轻微的冲刷，对1号墩处采用抛填片石的方法进行冲刷防护。对墩台存在的缺陷进行治理。
根据计算分析，基础满足通行设计荷载的要求。
六、主要材料
一、材料及使用部位
1、C40防水砼：桥面铺装层
2、AC-13沥青砼：桥面罩面铺装层
3、C25砼：防撞栏杆
4、C30：搭板
5、R235和HRB335级钢筋：加固改造构件各部位
6、改性环氧树脂砂浆：露筋、砼剥落等部位修补
7、改性环氧树脂化学砂浆：裂缝修补、露筋、砼剥落等缺陷治理
二、材料要求
施工中所有进场材料除必须满足《公路桥涵施工技术规范》外，尚应满足如下要求：
1、钢材：所有钢材的机械性能必须符合GB1499-79的规定，施工中进场的材料必须具备厂方出具的技术鉴定书外，还应在工地上分批抽样送检，以确保质量。
2、水泥：质量应符合GB175-1999，必须使用大厂水泥，工地的水泥按存储条件及时间的不同，定期抽样送检，以确保水泥存储的质量。预制小箱梁、现浇湿接接缝及桥面铺装层所采用的水泥宜不低于42.5号普通硅酸盐水泥或普通水泥以及矿渣水泥。
3、砂砾石：C30级以上的砼要求采用中粗砂（m＞2.5），C25级以下等级的可以用细砂、砼骨料采用天然砂、卵石料，应分级筛分。各种沙砾中的含泥量以及其他有害杂质应符合桥梁施工技术规范的要求，禁止使用碱质骨料拌合砼。
4、钢板、钢管及型钢：采用Q235，质量符合GB700的要求。
5、普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，抗拉设计强度值分别为195MPa和280Mpa。质量应符合GB1499-1998和GB13013-1991的要求。
6、焊接钢筋所使用的焊条及焊接质量必须满足《建筑钢结构焊接规程》（JGJ081-2002）的技术要求。
七、维修加固施工顺序
由于本桥位于国道212线，交通繁忙，且必须保证道路的畅通，因此，维修加固施工采用半幅封闭、半幅通行的方法。首先封闭左（右）幅桥，右（左）幅桥通行，待左（右）幅桥施工完成且混凝土强度达到设计要求后，再封闭右（左）幅桥，开放左（右）幅桥。
1、封闭半幅桥的交通，搭设支架，对原桥空心板、桥墩、桥台存在的裂缝和缺陷进行治理；
2、拆除封闭半幅桥的桥面铺装层、栏杆等；
3、对原空心板不密实或缺少砼的铰缝重新浇筑板间的铰缝砼；
4、对原空心板顶全面积进行凿毛、露出坚硬的水泥石并冲洗干净后，钻孔植入抗剪连接钢筋，并绑扎桥面铺装层钢筋网；
5、浇筑桥面铺装层混凝土；
6、浇筑沥青铺装层混凝土；
7、浇筑搭板、桥台侧墙增高混凝土；
8、浇筑防撞栏杆混凝土；
9、混凝土养护，其强度达到设计要求后，开放本半幅的交通；
10、封闭另半幅交通；
11、重复上述步骤；
12、竣工验收，全面开放交通。
八、裂缝治理及缺陷修补施工工艺
一、原桥面的拆除
拆除原有桥面时，可逐跨进行拆除。拆除的建筑必须运走，不得抛于河中。桥面拆除采用人工拆除，不得损伤原梁体，并布置好安全防护措施，拆除建筑垃圾运输过程中加强环保措施，避免污染环境。
二、裂缝处理
为了加强梁体的整体性，提高其耐久性，首先对梁体裂缝进行治理。裂缝宽度在0.15㎜以上，采用自动恒压低压压注专用裂缝灌注胶的方法进行压胶处理。
1、裂缝治理流程图
裂缝调查→裂缝宽度测量→报监理工程师确认→确定灌浆嘴的分布情况→清洁裂缝→粘接灌浆嘴→密封灌浆嘴及裂缝口→配置胶液→灌注胶液→确认注满→胶液固化后铲除灌浆嘴→砂轮机打磨裂缝表面→交付验收
2、裂缝治理施工方法
根据设计要求，针对本桥墩台、梁体各部位产生的裂缝宽度的不同，采用不同的处理方法，裂缝宽度在0.15㎜以下，采用环氧胶泥封闭：大于0.15㎜的裂缝采用自动恒压低压压注环氧树脂化学浆液的方法灌胶处理。根据设计文件要求，我公司选用环氧树脂类胶液，它与传统的环氧树脂相比，具有无毒、易操作、强度高、韧性好等特性。其技术指标满足如下要求：
2.1、搭设施工支架
在桥下搭设支架
2.2、裂缝调查
参照检测报告并现场普查裂缝数量及分布：检查裂缝数量、长度及宽度，对裂缝位置进行标识，并作好记录，报业主和监理。
2.3、裂缝治理工序
①、根据标识的裂缝位置处，用角磨机打磨清楚裂缝表面杂物、浮浆和装饰涂料等，并用丙嗣（如有油泽等）将裂缝两侧20-30㎝边缘处擦洗干净，再用气泵或小型空压机吹干净，吹干燥。
②、为了使砼裂缝完全充满胶液，并保证压力，同时保证浆液不外渗，用化学胶液掺入滑石粉拌和成的胶泥将灌浆嘴间隔（30㎝-50㎝）粘贴在纵向裂缝处，同时用该种胶液封闭灌浆嘴和裂缝表面，6小时后封口胶固化。
③、压气试验：化学胶液封闭带硬化后，进行气压试验，气压控制在0.2～0.4Mpa，对漏气部位再次进行封闭。
④、将灌注胶液的甲乙组分按甲︰乙=3︰1（重量比）均匀调配，注意每次混胶量不能超过800g。
⑤、混合胶装入压力灌注器内芯中，压浆罐与灌浆嘴用聚氯乙烯高压透明管相连，连接要求严密不漏气，并透明胶管的另一端连在裂缝最底部的灌注嘴上，加压灌注（施工时根据裂缝宽度大小，合理调整灌注压力，压力范围一般在2.0Kg～4.0Kg）,直到紧邻灌注器溢胶为止，取下灌注器，用快封胶封闭此灌胶嘴。
⑥、再从底部溢胶的灌浆嘴加压灌浆，重复以上的操作直到裂缝最上部灌胶嘴溢胶，待裂缝胶液18小时固化后，可去处灌胶嘴，用砂轮机打磨裂缝表面。
⑦、根据监理要求和指定位置，采用超声波或钻孔取样检查裂缝饱满情况。
2.4、裂缝的修补应注意以下几点：
①、进行灌浆前应对裂缝进行处理，将裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物清理干净，并用有机溶剂将裂缝两侧20～30㎝边缘处擦洗干净，保持干燥。
②、对于大于0.3㎜的裂缝，应沿裂缝凿成“V”型槽，槽宽与槽深应根据裂缝深度确定，完成后应利用压缩空气清理干净。
③、对于裂缝深度较深时，应沿裂缝长度范围内进行钻孔，钻孔的间距应为2～3m，钻孔后应清除孔内的碎屑粉尘。孔径大于10㎜时，可以用粒径小于孔径的干净卵石填入孔径内，以减少耗浆量。
④、灌浆机具、器具及管子在灌浆前应进行检查，合格后方可使用。
⑤、灌浆时应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，灌浆压力应保持稳定，宜为0.2Mpa。并要按照从下到上的循序进行灌注，当上层灌浆嘴有胶液溢出时，稳压5分钟后，密封该灌浆嘴，然后移至上一层继续施工。
⑥、当吸浆率小于0.1L/min时，应再继续压注几分钟方可停止灌注。灌浆结束后应立即拆除管道，并清洗干净。
⑦、待裂缝内灌浆液达到初凝不外流时，方可拆除灌浆嘴，并应用掺入水泥的灌浆液把灌浆嘴处抹平封口。
⑧、裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密闭效果。试漏须待灌浆掖达到一定强度时进行，漏气处应予以密封至不漏为止或遵从监理工程师的指示。
⑨、深度越深、裂缝越细，其压注压力越小，并延长保压时间。
2.5化学灌浆施工必须遵守以下安全规范：
①、化学灌浆材料应密封储存，远离火源;
②、在配置和使用现场，操作人员应穿戴工作服及防护用具，并严禁在现场进食；
③、工作场地严禁烟火，并应配备消防措施。
2.6采用自动恒压低压压注改性环氧树脂化学浆液的方法进行混凝土裂缝修补用的化学灌浆液应符合下列要求其性能应满足下面的要求：
①浆液的粘度小，可灌性好；
②、浆液固化后的收缩性小，抗渗性好，具有瞬间固化特性；
③、浆液的固化时间可调节，灌浆工艺简便；
④、胶液必须具有一定的抗冲击、变形能力、渗透能力强。
2.7裂缝封闭材料应符号下列要求其性能应满足下面的要求：
①、采用高分子树脂系粘结剂，具有很强的结合力、适当的柔韧性和良好的耐腐蚀；
②、在较高的注入压力下不会发生崩裂渗漏，确保密实的灌注效果；
③、设计抗压屈服强度大于60Mpa，抗压弹性摸量4.0×10Mpa以上，抗剪强度大于11Mpa，粘结抗拉强度大于3.4Mpa。
九、结构砼表面缺陷修补
1、砼表面缺陷修补施工流程图
砼表面缺陷调→缺陷大小面积测量→报监理工程师确认→凿除缺陷砼→去除浮浆杂质至密实部位→凿除面清洗干净→对钢筋除锈→配置环氧树脂胶液→配置环氧树脂砂浆→原混凝土表面涂刷胶液→环氧砂浆修补→砂轮机打磨修补表面→交付验收
2、表面缺陷治理工序
①、根据标识的缺陷位置处，用人工凿除原梁体的破损砼，去除表面杂物、浮浆和装饰涂料等，用高压气体吹净，并用丙嗣（如有油泽）等将凿除面处擦洗干净，再用气泵或小型空压机吹干净，吹干燥
②、如凿除后原钢筋锈蚀，用钢丝刷对钢筋进行除锈
③、配置环氧树脂胶液，根据环氧树脂的配合比，用量筒精确称量其各组成成分的用量，保证环氧树脂的性能，注意每次拌合胶量不能超过800g.
④、配置环氧树脂砂浆：将环氧树脂胶液组分按配合比均匀调配后，按照环氧树脂砂浆的配合比，在环氧树脂胶液中加入中粗砂，并拌合均匀。
⑤、为了增加环氧树脂砂浆与老混凝土的结合，在修补环氧砂浆前，在老混凝土凿除面涂刷一层环氧树脂胶液。
⑥、用环氧树脂砂浆在缺陷处进行修补，待环氧树脂固化后，用砂轮机打磨裂缝表面。
⑦、根据监理要求和指定位置，再用钻孔取样或其他合适的方法检查混凝土表面缺陷治理情况。
4.表面缺陷的修补应注意以下几点：
①、进行修补应对缺陷进行处理，将缺陷砼凿除，去除灰尘、浮渣及松散层等污物清理干净，并用有机溶剂将凿除面擦洗干净，保持干燥。
②、对于缺陷处的钢筋，必须进行除锈。
③、环氧树脂和环氧砂浆的配置必须严格按照配合比进行配置。
④、修补环氧砂浆时，必须施加一定的压力，用力涂抹。
十、原结构表面的植筋处理
1、植筋总体要求说明
本桥新加桥面铺张层部分在原结构表面采用了植筋处理，以增加新旧砼键的结合力和抗剪力。
植筋所采用的钢筋均为HRB335钢筋。
植筋钻孔直径为：Φ12钢筋——钻孔直径为16毫米：Φ16钢筋——钻孔直径为22毫米，Φ32钢筋——钻孔直径为40毫米。施工时不得随意增大钻孔直径。
为了保证施工质量，建议植筋加固施工亦由专业加固施工单位施工。
2、植筋施工流程图
测量放线→标识钻孔位置→钻孔→清孔（用毛刷清除钻孔浮渣）→清楚浮尘→配置植筋胶液→用专用注胶器从孔地底部开始向外填孔→将钢筋插入钻孔道内，待6～12小时固化→浇注新砼。
3、植筋施工方法
水泥混凝土浮浆和软弱砂浆，使铺装层表面具有较高的强度。抛丸凿毛后要求骨料裸露率达到50%以上，构造深度达到4㎜以上。
4、经过抛丸凿毛后的水泥混凝土铺装层首先采用人工清扫，再使用高压水车冲洗至流出的水清澈为止。
5、防水粘结剂的涂刷
带抛丸凿毛和清理干净后的水泥混凝土铺装层表面完全干燥后再进行防水粘结剂的涂刷。要求涂刷2～3遍，厚度均匀，拉拔强度1.0Mpa以上。
6、铺筑稀浆封层
待防水粘结层完全干燥后，铺筑一层SBR改性稀浆封层。
7、铺筑沥青混凝土
十一、施工要点及注意事项
1、原空心板的绞缝重新浇筑时，混凝土必须震捣密实。
2、空心板顶面必须做凿毛处理并用清水清洗干净，然后将植入桥面铺装层钢筋N3、N4，再与铺装层N1、N2钢筋焊接成一体，以保证桥面铺装层与空心板梁顶砼有可靠的连接。空心板必须全面积凿毛，并露出坚硬的水泥石后，再冲洗干净。
3、为了加强新混凝土与原空心板的粘结，在浇注新的桥面铺装层砼之前，在原空心板表面涂刷一层与新浇注砼同水灰比的水泥净浆。
4、施工中钢筋的连接方式：钢筋直径≧12㎜时，钢筋连接采用焊接，钢筋直径＜12㎜时，钢筋的连接可采用绑扎。
5、预制构件要求尺寸准确，并注意伸缩缝预埋钢筋等预埋件和预留孔洞的位置。
6、施工过程中，应通读全套设计文件，各预制构件及现浇结构混凝土的过程中，注意预埋件的位置及准确定位。
十二、其他
1、设计说明中的其他未尽事项，请详细参阅图中说明，并严格按照“公路桥涵施工技术规范”（JTJ041-2000）有关规定执行。
2、该桥施工中间检查及施工验收应严格按中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）执行。
十三、桥梁维修施工组织方案：
时间安排：2008年7月10日~7月15日施工准备，7月16日~7月20日，完成钢筋绑扎；8月30日完成混凝土浇筑。9月6日完成桥面栏杆钢筋绑扎。9月15日完成桥面栏杆混凝土浇筑。9月15日~9月30完成搭板施工。
人员按排：9号桥施工队30人：管理人员3人，技术人员2人，钢筋工20人，木工6人，混凝土4人。
施工顺序：设立警示标志、标牌、同时建设预制混凝土空心板场地并预制→车辆管制进行单车道通行→搭设腹拱支架→拆除栏杆、栏栅→拆除桥面铺装层→拆除拱上填料→拆除右半幅侧墙→拆除腹拱→拆除桥台前墙、侧墙上三层砌体→砌筑中线侧墙→浇筑横墙→浇筑桥台前墙、台背施工二灰粘砾石基层、浇筑搭接板→吊装混凝土空心板→浇筑防撞护栏→施工桥面铺装层→施工桥面沥青混凝土铺装层→安装防撞护栏→清理场地开放交通、施工另半幅。
施工测量：在桥的两端设置永久性导线点和水准点；对旧桥的中线、起始桩号、桥面宽度、跨度、线路纵坡、桥面横坡等进行复测，并与设计相对照；确定桥梁维修加固的桥梁中线、起始桩号、宽度、线路纵坡高程、桥面横坡等并做好记录。
1、车辆的管制及通行
此桥梁施工是采取半幅施工半幅通车的施工方案。在桥梁两头200m外设置减速标志、单车道通行标志。在100m外设置交通管制栏杆，安全人员24小时值班，进行单车道通行。桥上行车速度控制在5公里/小时。
2、钢筋：钢筋在现场制作和绑扎成型，钢筋的间距和焊接符合设计规范。
3、模板：模板均采用钢模，模板厚度不小于3mm，模板的数量要满足施工的进度，模板加工精度要高，以保证横墙垂直度、轴线偏移、光洁度等指标符合要求,并涂抹脱木济。
4、混凝土浇筑：混凝土采用集中拌合，原材料质量、混凝土施工配合比、坍落度等必须符合施工规范要求，并应连续进行，用插入式振捣棒振捣密实。
5、养护：混凝土浇筑完成并已终凝，将混凝土覆盖后专人负责及时洒水养护。
6、桥台侧墙：侧墙上三层拆除重新砌筑。砌筑质量、尺寸要符合设计规范要求。
7、搭接板施工:在台背二灰粘砾石基层施工完成并达到养护期后进行搭接板施工。
①模板：采用平直无变形槽钢，涂刷新机油，用螺栓连接。
②钢筋：按照设计要求现场绑扎钢筋，钢筋的搭接采用单面焊接，焊接长度不少于10d，钢筋间距符合设计要求。
③桥台上设置锚固栓，并铺垫油毛毡。搭接板与空心板接缝按桥梁伸缩缝技术要求和施工规范进行施工。
④混凝土浇筑：混凝土采用拌合站集中拌合，按照设计配合比进行混凝土施工，采用平板振动机振捣密，顶面抹平必须保持毛面。
⑤混凝土终凝后即覆盖养护。
8、安装栏杆：在混凝土空心板吊装完成后即进行护栏座施工，按设计长度分段，现浇混凝土施工，每段端部设缝以沥青木板填塞，护拦墙伸缩缝宽度与桥面伸缩缝相同，护栏墙浇筑混凝土时，在护栏墙上部预埋设计要求的钢件，混凝土的浇筑连续进行，插入式振捣棒振捣密实，洒水养护不少于7天。沥青混凝土铺装层施工完成后即进行护栏安装。
9、清理场地，开放交通，进行另半幅施工。
五、质量保证措施
1质量目标
按交通部现行的工程质量验收标准，工程一次验收合格率达到100%，优良率达到90%以上。确保本工程创优质工程。
2创优规划
①建立质量创优保证体系
针对本管段桥梁工程施工特点和创优要求,对各管理部门的工作进行分解,制定“强化质量管理，严格操作规程，消灭质量通病，实现全线创优。”的质量管理方针，确立“从消灭质量通病入手，以严格‘规范"和‘验标"为着眼点，以强化现场管理为龙头”为创优原则，克服质量通病作为质量管理的首要内容，建立工程质量保证体系。
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