蒙渡橋加固拱架計(jì)算方案

1、G210桐梓崇溪河至蒙渡橋公路改擴(kuò)建工程第三合同段 蒙渡橋加固專項(xiàng)施工方案G210桐梓崇溪河至蒙渡橋公路改擴(kuò)建工程第三合同段蒙渡橋加固專項(xiàng)施工方案一、工程概況蒙渡橋位于G210崇溪河至桐梓段K2042+400處，橋型結(jié)構(gòu)為1-55m圓弧形石拱橋，橋梁全長87.95m，主跨跨徑為55m，矢跨比1/6，凈矢高9.285m，主拱圈厚1.4m，寬7.0m，拱圈布置有4四橫墻，橫墻厚0.4m，寬7.0m，拱圈上對(duì)稱布置6道半徑為1.75m的石拱腹拱，腹孔為1/2圓孔，腹拱圈厚為0.4m，寬7.0m。由于橋下為松坎河，重慶岸河水較深，施工臨時(shí)支墩較為困難，故本方案考慮在拱跨中靠近桐梓岸側(cè)布置一個(gè)臨時(shí)墩，臨

2、時(shí)墩采用263cm鋼管+鋼管混凝土基礎(chǔ)，拱架采用2-24m貝雷支架，貝雷拱架頂面鋪設(shè)I20b工字鋼，搭設(shè)鋼管支架作底模平臺(tái)，澆筑套拱混凝土，考慮一次性澆筑成型。蒙渡橋整體照 主拱圈 腹拱 橋面及護(hù)欄 二、橋梁加固依據(jù)（1）公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范(JTG/TJ23-2008)（2）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412000）三、工期安排總工期：106天，力爭提前完成。計(jì)劃開工日期：2014年12月15日計(jì)劃完工日期：2015年3月31日。四、主要加固方法4.1 圬工塊石裂縫或砌縫開裂直接封閉對(duì)于寬度小于2mm的圬工塊石裂縫和開裂的砌縫，采用M10砂漿直接封閉的方法。施工工藝流程：裂縫檢查及標(biāo)注

3、裂縫表面處理涂抹M10砂漿封閉裂縫工藝及要點(diǎn)：1、裂縫的檢查及標(biāo)注參照橋梁檢測報(bào)告中對(duì)裂縫分布的描述，在現(xiàn)場核實(shí)裂縫數(shù)量、長度及寬度，并在石拱橋上進(jìn)行標(biāo)注，據(jù)此進(jìn)行修補(bǔ)膠的具體計(jì)算和安排。2、裂縫表面處理沿裂縫將兩邊35cm范圍內(nèi)的灰塵、浮漿用砂輪機(jī)打磨干凈，然后擦洗干凈，清除裂縫周圍的灰塵、油污。3、裂縫表面涂抹砂漿封閉在裂縫兩邊35cm范圍內(nèi)，用毛刷、灰刀刮壓M10砂漿，對(duì)裂縫進(jìn)行封閉。4.2 圬工塊石裂縫或砌縫開裂壓力灌漿對(duì)于寬度大于2mm的圬工塊石裂縫和開裂的砌縫，采用壓力灌注裂縫修補(bǔ)膠的方法，將裂縫修補(bǔ)膠壓注入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去，以達(dá)到封閉裂縫，恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性的目

4、的，使混凝土構(gòu)件恢復(fù)整體性。流程：裂縫檢查及標(biāo)注清縫及裂縫表面處理粘貼灌漿嘴及裂縫表面封閉壓氣實(shí)驗(yàn)灌注混凝土裂縫修補(bǔ)膠灌注完畢待灌漿膠固化后拆除灌漿嘴涂抹刮壓裂縫修補(bǔ)膠封閉工藝及要點(diǎn)：1、裂縫的檢查及標(biāo)注參照橋梁檢測報(bào)告中對(duì)裂縫分布的描述，在現(xiàn)場核實(shí)裂縫數(shù)量、長度及寬度，并在梁上進(jìn)行標(biāo)注，據(jù)此進(jìn)行修補(bǔ)膠、埋嘴等方面的具體計(jì)算和安排。2、鉆孔在裂縫表面進(jìn)行騎縫鉆孔，以此作為灌漿導(dǎo)向孔。沿裂縫走向鉆孔，孔深5厘米，孔徑8毫米，凡裂縫交叉處均應(yīng)在交叉地方鉆孔。3、清孔及裂縫表面處理所有孔眼必須用高壓空氣吹洗干凈，使其不讓灰渣阻塞，之后沿裂縫從上而下將兩邊35cm范圍內(nèi)的灰塵、浮漿清理干凈，將構(gòu)件表面

5、整平，鑿除突出部分，然后擦洗干凈，清除裂縫周圍的油污，清洗時(shí)注意不要將裂縫堵塞。4、粘貼灌漿嘴及裂縫表面封閉（1）粘貼灌漿嘴底盤的鐵銹必須除凈，并擦洗干凈，然后將修補(bǔ)膠均勻涂抹在底盤周圍，厚度12毫米，與孔眼對(duì)準(zhǔn)粘貼在裂縫上。灌注嘴的間距根據(jù)縫長及裂縫的寬窄以30厘米為宜，一般寬縫可稀，窄縫宜密，每一道裂縫至少必須各有一個(gè)進(jìn)漿孔和排氣孔。注意，灌漿孔眼必須對(duì)中保證導(dǎo)流通暢，灌漿嘴應(yīng)粘貼牢靠，四周抹成魚脊形進(jìn)行封閉。（2）裂縫表面封閉為使混凝土裂隙完全充滿液漿，并保持壓力，同時(shí)又保證液漿不大量外滲，沿裂縫兩邊35cm范圍內(nèi)用灰刀壓抹裂縫修補(bǔ)膠進(jìn)行封閉。5、壓氣實(shí)驗(yàn)封閉帶硬化后，需進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，以

6、檢查封閉帶是否嚴(yán)封，壓縮氣體通過灌漿嘴，氣壓控制在0.20.4MPa，此時(shí)，在封閉帶上及灌漿嘴周圍可涂上肥皂水，如發(fā)現(xiàn)通氣后封閉帶上有泡沬出現(xiàn)，說明該部位漏氣，對(duì)漏氣部位可再次封閉。試氣對(duì)于豎向縫可從下向上，水平縫由低端往高端進(jìn)行。6、灌漿操作（1）灌注裂縫采用空氣泵壓注法，壓漿罐與灌漿嘴用聚氯乙烯高壓透明管相連接，連接要嚴(yán)密，不能漏氣。（2)在灌漿過程中應(yīng)注意控制壓力，裂縫寬度較大時(shí)，如果進(jìn)漿通暢時(shí)，壓力宜控制在0.2MPa，如果裂縫進(jìn)漿不暢，可把泵壓控制在0.4MPa。（3）灌注次序：對(duì)于水平裂縫，宜由低端逐漸向高端壓注；對(duì)于豎向裂縫由下向上逐漸壓注；從一端開始?jí)簼{后，另一端的灌漿嘴在排出

7、裂縫內(nèi)的氣體后噴出液漿與壓入的漿液濃度相同時(shí)，可停止壓漿，在保持壓力下封堵灌注嘴。貫通縫如果當(dāng)面灌后另一面未見出漿，可在另一面壓灌一次，對(duì)于未貫通縫必須見到鄰近嘴子噴漿。（4）其他工作對(duì)于已灌完的裂縫，待漿液固化后將灌漿嘴一一拆除，并將粘貼灌漿嘴處用裂縫修補(bǔ)膠抹平，最后對(duì)每一道裂縫表面再涂一層環(huán)氧砂漿，確保封閉嚴(yán)密，并使其顏色與原結(jié)構(gòu)表面盡量保持一致；灌漿工作完畢后，用壓縮空氣將壓漿罐和注漿罐和注漿管中殘液吹凈，并吹洗管路及工具，以備下次使用。4.3 新增拱圈加厚層及拱肋施工1、支架搭設(shè)由于增加的拱圈套拱厚度僅為30cm，本方案考慮采用架設(shè)兩跨貝雷梁作為施工拱架，拱架在拱圈下設(shè)置臨時(shí)墩作為支架

8、支承點(diǎn)，臨時(shí)墩采用土筑圍堰進(jìn)行施工，由于受到施工空間限制，支架無法預(yù)壓。在進(jìn)行支架搭設(shè)前，應(yīng)對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理以消除沉降，并增大支架剛度以減小變形量，使其滿足設(shè)計(jì)要求。2、主拱圈表面鑿毛主拱圈鑿毛應(yīng)使之表面粗糙，以達(dá)到增強(qiáng)與加固層粘結(jié)的目的。3、植筋嚴(yán)格按照本說明后續(xù)規(guī)定在拱圈底面種植鋼筋。4、布置縱、橫向鋼筋施工工藝（1）縱向鋼筋、橫向鋼筋與種植鋼筋交接處一律采用點(diǎn)焊，而其他縱、橫向鋼筋交接處均采用綁扎處理；（2）縱向鋼筋應(yīng)提前預(yù)埋入新增拱圈拱座中；（3）鋼筋的接長、綁扎、焊接均應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求。5、現(xiàn)澆混凝土加固層及拱肋施工工藝（1）混凝土澆注順序加固層混凝土澆注釆用從兩拱腳往拱頂方

9、向?qū)ΨQ施工的方式進(jìn)行，澆注分節(jié)段進(jìn)行，節(jié)段長度的劃分考慮施工隊(duì)材料準(zhǔn)備情況、工期要求、外加劑摻量、脫模時(shí)間等因素現(xiàn)場確定。（3）澆注方法拱頂區(qū)段以外的加固層澆注方法是利用主拱圈縱向弧度，依靠現(xiàn)澆混凝土的自重從拱腳往拱頂方向逐段施工；而對(duì)于拱頂段的拱腹現(xiàn)澆層，由于縱向弧度小，則采用分條幅的方式進(jìn)行施工：先澆注中軸線位置的條幅，再澆注兩側(cè)條幅。（3）外加劑的應(yīng)用由于舊橋加固工期要求較短，后期施工需要前期施工結(jié)構(gòu)盡快達(dá)到強(qiáng)度己便參與受力，故現(xiàn)澆混凝土可以根據(jù)現(xiàn)場條件和施工需要在滿足規(guī)范和其它各項(xiàng)要求的前提下?lián)饺脒m量的早強(qiáng)劑、膨脹劑、減水劑，以利于加固工程快速、安全、順利的進(jìn)行。4.4 植鋼筋1、定位

10、按設(shè)計(jì)要求標(biāo)出植筋鉆孔位置、型號(hào)，鉆孔位置應(yīng)避開砌縫位置，植筋孔在砌石上距邊緣距離不得小于5cm;根據(jù)現(xiàn)場情況可對(duì)鉆孔位置作適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整范圍不得超過土5cm。2、鉆孔鉆孔深度與錨筋埋設(shè)深度相同，鉆孔直徑應(yīng)滿足公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范（JTG/TJ23-2008)表A.2.1-1的要求，孔道應(yīng)順直。3、清孔孔道先用硬毛刷往返旋轉(zhuǎn)清刷，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，并釆用丙酮或工業(yè)酒精擦拭孔壁及孔底，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥。4、注膠采用專用灌注器或注射器將植筋用膠黏劑由孔底灌注至孔深2/3處，并保證在植入鋼筋后有少許膠黏劑溢出。5、植筋鋼筋植入前應(yīng)對(duì)要植入鋼筋上的銹跡、油污進(jìn)行除銹和清理，

11、注入膠黏劑后應(yīng)立即單向旋轉(zhuǎn)插入鋼筋，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度，并保證植入鋼筋與空壁間的間隙基本均勻，校正鋼筋的位置和垂直度，孔口多余的膠黏劑應(yīng)清除。6、靜置固化膠黏劑完全固化前，不得觸動(dòng)或振動(dòng)己植鋼筋，以免影響其黏結(jié)性能，且孔位附近不應(yīng)有明7、施工注意事項(xiàng)1植筋鉆完孔后，應(yīng)立即清理干凈，并予以植埋，避免成片植筋孔長時(shí)間空待。2)對(duì)施工的廢孔，應(yīng)采用聚合物水泥砂漿或錨固用膠黏劑進(jìn)行填實(shí)，必要時(shí)應(yīng)插入鋼筋。3)施工場所應(yīng)保持良好的通風(fēng)，施工操作人員宜戴上防護(hù)面罩及防護(hù)手套。4)對(duì)植筋的焊接施工應(yīng)釆取以下措施：a、植筋的焊點(diǎn)離膠面距離不小于10cm，當(dāng)植筋構(gòu)造尺寸不滿足10cm要求時(shí)，采用綁扎替代焊接；b、

12、采取降溫措施，如焊接施工時(shí)用冰水浸透棉紗布包裹植筋膠面根部鋼筋；c、嚴(yán)禁對(duì)一根植筋連續(xù)焊接，應(yīng)采用循環(huán)焊接施工的方法，即對(duì)一批焊接鋼筋逐點(diǎn)、逐根焊接。五、加固施工工序從跨中向拱腳對(duì)稱、逐步拆除欄桿及橋面鋪裝搭設(shè)支架，對(duì)拱圈裂縫、腹拱裂縫進(jìn)行灌漿處理制作、安裝拱圈套拱鋼筋安裝拱圈套拱模板從拱腳至跨中對(duì)稱、逐步澆筑套拱混凝土按從兩側(cè)向跨中的順序?qū)ΨQ、逐步施工橋面鋪裝、欄桿拆除支架、清理建筑垃圾，完成橋梁加固施工。橋梁加固過程中，設(shè)固定觀測點(diǎn)對(duì)拱圈線形進(jìn)行臨控，如有異常情況，及時(shí)向業(yè)主、設(shè)計(jì)及監(jiān)理工程師匯報(bào)，及時(shí)進(jìn)行處理。六、拱架結(jié)構(gòu)分析6.1 荷載分析1、模板、支架自重：套拱底模采用木模施工，每平

13、方按78.5kg考慮，本方案中建立套拱底模計(jì)算自重，故不作為荷載單獨(dú)進(jìn)行加載。2、套拱混凝土重拱架跨度為2-24m，根據(jù)拱橋的半徑及拱矢高進(jìn)行計(jì)算，作用在拱架范圍內(nèi)的套拱弧長為50.6m，按此弧長進(jìn)行均布荷載： q2=50.6*0.348.0*26=8.2KN/m2 。3、施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸或堆放的荷載：q3=2.5KN/m2。4、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載：q4=2.0KN/m2。 強(qiáng)度驗(yàn)算荷載組合：1+2+3+4，剛度驗(yàn)算荷載組合：1+26.2 拱架建模蒙渡橋套拱加固拱架模型建立如下： 圖1：拱架模型三維圖圖2：拱架模型立面圖（橋縱向）圖3：拱架模型側(cè)面圖（橋橫向）6.3 荷載加

14、載1、自重（含模板重）2、現(xiàn)澆混凝土荷載（單位：KN/m2）立面圖（橋縱向）3、施工人員和施工材料、機(jī)具等行走運(yùn)輸或堆放的荷載（單位：KN/m2）立面圖4、振搗荷載（單位：KN/m2）立面圖6.4 滿堂支架鋼管強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算 在新澆套拱混凝土、人員及機(jī)具荷載及混凝土振搗荷載的作用下，滿堂鋼管的軸向應(yīng)力圖如下所示：滿堂支架鋼管承受的最大拉應(yīng)力為51.9Mpa，最大壓應(yīng)力為57.0Mpa，鋼管的最大自由長度為1.2m，桿件所受最大拉應(yīng)力為51.9Mpa，最大容許拉應(yīng)力值=140Mpa>51.9Mpa，最大拉應(yīng)力值滿足要求。最大壓應(yīng)力為57.0Mpa，立桿的最大自由長度，,立桿采用,鋼管斷面

15、面積，鋼管回轉(zhuǎn)半徑，桿件長細(xì)比， ，則，滿足強(qiáng)度及壓桿穩(wěn)定要求。6.5 主梁頂分配梁強(qiáng)度計(jì)算1、正應(yīng)力驗(yàn)算分配梁采用I20b工字鋼，材質(zhì)為Q235鋼材，所受最大彎曲應(yīng)力為max=30.1Mpa，鋼，最大容許彎曲應(yīng)力=210Mpa，max=30.1<=210Mpa，抗彎強(qiáng)度滿足要求。2、剪應(yīng)力驗(yàn)算I20b工字鋼分配梁所受最大剪應(yīng)力為max=38.8Mpa，鋼，最大容許正應(yīng)力=120Mpa，max=38.8<=120Mpa，抗剪強(qiáng)度滿足要求。6.6 貝雷主梁強(qiáng)度計(jì)算1、弦桿軸向應(yīng)力貝雷主梁弦桿所受最大軸向壓應(yīng)力為-max=-134.6Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn鋼，弦桿壓桿穩(wěn)折減系數(shù)

16、為0.8，則最大容許壓應(yīng)力=210*0.8=168Mpa>134.6Mpa,最大壓應(yīng)力值滿足要求。貝雷主梁弦桿所受最大組合拉應(yīng)力為+max=163.1Mpa，弦桿最大容許拉應(yīng)力值=210Mpa>163.1Mpa，最大拉應(yīng)力值滿足要求。2、弦桿彎曲應(yīng)力貝雷主梁弦桿所受最大彎曲應(yīng)力為max=9.6Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn鋼，則最大容許彎曲應(yīng)力=210>9.6Mpa，抗彎強(qiáng)度滿足要求。3、弦桿剪應(yīng)力貝雷主梁弦桿所受最大剪應(yīng)力為max=43.7Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn鋼，則最大容許剪應(yīng)力=120>43.7Mpa，弦桿抗剪強(qiáng)度滿足要求。4、腹桿、斜桿軸向應(yīng)力貝雷主梁腹

17、桿、斜桿所受最大壓應(yīng)力為-max=-197.0Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn，則最大容許壓應(yīng)力=210Mpa>197.0Mpa，最大壓應(yīng)力值滿足要求。貝雷主梁弦桿所受最大拉應(yīng)力為+max=132.0Mpa，弦桿最大容許拉應(yīng)力值=210Mpa>132.0Mpa，最大拉應(yīng)力值滿足要求。5、腹桿、斜桿彎曲應(yīng)力貝雷主梁腹桿、斜桿所受最大彎曲應(yīng)力為max=56.5Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn鋼，則最大容許彎曲應(yīng)力=210>56.5Mpa，抗彎強(qiáng)度滿足要求。6、腹桿、斜桿剪應(yīng)力貝雷主梁腹桿、斜桿所受最大剪應(yīng)力為max=9.8Mpa，弦桿材料材質(zhì)為16Mn鋼，則最大容許剪應(yīng)力=120&g

18、t;9.8Mpa，抗剪強(qiáng)度滿足要求。6.7 鋼管樁頂分配梁強(qiáng)度計(jì)算1、正應(yīng)力驗(yàn)算分配梁采用I40b工字鋼箱，材質(zhì)為Q235鋼材，所受最大彎曲應(yīng)力為max=125.7Mpa，鋼，最大容許彎曲應(yīng)力=210Mpa，max=125.7<=210Mpa，抗彎強(qiáng)度滿足要求。2、剪應(yīng)力驗(yàn)算I40b工字鋼箱分配梁所受最大剪應(yīng)力為max=102.5Mpa，鋼，最大容許正應(yīng)力=120Mpa，max=102.5<=120Mpa，抗剪強(qiáng)度滿足要求。6.8 鋼管樁強(qiáng)度計(jì)算中間支墩采用630×15mm鋼管樁，鋼管樁最高高度按為1.5m米考慮，鋼管樁軸向應(yīng)力圖如下所示：鋼管樁軸向應(yīng)力圖 最大自由長度，,桿件的回轉(zhuǎn)半徑，桿件長細(xì)比， ，則，滿足強(qiáng)度及壓桿穩(wěn)定要求。6.9 支點(diǎn)反力計(jì)算各支點(diǎn)反力圖根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，最大支點(diǎn)反力出