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中国工程建设协会标准
双曲拱桥加固改造技术规程
Technical specification for strengthening and reconstruction of two-way curved arch bridge
CECS 319:2012
主编单位:江西中煤建设集团有限公司
中际联发交通建设有限公司
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2012年11月1日
中国工程建设标准化协会公告
第113号
关于发布《双曲拱桥加固改造技术规程》的公告
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2010年第一批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2010]27号)的要求,由江西中煤建设集团有限公司、中际联发交通建设有限公司等单位编制的《双曲拱桥加固改造技术规程》,经本协会公路分会组织审查,现批准发布,编号为CECS 319:2012,自2012年11月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
二〇一二年八月二十一日
前言
根据中国工程建设标准化协会《关于印发2010年第一批工程建设协会标准制订、修订计划的通知》(建标协字[2010]27号)的要求,制定本规程。
编制组针对我国独有且现有公路网中仍大量存在、需要加固改造的双曲拱桥在使用中出现的结构性病害和通病开展了多年研究,形成了一批成熟的加固改造技术。在制定过程中,编制组结合二十余年开展双曲拱桥加固改造工程理论分析及实际施工的情况,系统验证各种加固技术的可靠程度,并在广泛征求有关单位及专家意见的基础上,对各种已被证实为可靠的双曲拱桥加固补强和拓宽改造技术,提出具有针对性和实用性的规定和要求。
本规程共分11章,主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、增大截面加固、粘贴钢板加固、调整主拱圈压力线加固、侧墙对拉锚杆自平衡框架加固、凿除并重建整体式桥面板、袋装干拌混合料防护基础、上部结构拓宽改造、施工安全与工程验收。
根据原国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,推荐给工程建设设计、施工、建设、监理等使用单位及工程技术人员采用。
本规程由中国工程建设标准化协会公路分会归口管理,由江西中煤建设集团有限公司(地址:江西省南昌市南莲路76号,邮政编码:330001,邮箱:sjj0570@126.com)负责解释。在使用过程中如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议寄送解释单位。
主编单位:江西中煤建设集团有限公司
中际联发交通建设有限公司
参编单位:交通运输部公路科学研究院
江西省交通运输厅
中国建筑业协会
同济大学
华东交通大学
上海同华特种土木工程有限公司
江西中煤土木工程设计研究有限公司
主要起草人:谌润水 张劲泉 胡钊芳 谌洁君 李国平 黄菊平 曾水泉 谌乐强 刘怡林 崔旭旺 刘宙 张红芹 陈水生 邓东林 张坦贤
主要审查人:楼庄鸿 车宇琳 叶见曙 宋一凡 杨金保 杨耀铨 彭元诚 周卫
1 总则
1.0.1 为了指导双曲拱桥加固改造工程满足安全适用、技术可靠、经久耐用、经济合理、保护环境的要求,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于公路双曲拱桥加固补强和拓宽改造工程的设计、施工及验收。
1.0.3 本规程仅对与其他结构形式桥梁加固改造不同之处作出规定。
1.0.4 公路双曲拱桥加固改造除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 双曲拱桥加固补强 strengthening of two-way curved arch bridge
对双曲拱桥的组成部分采取提高构件承载力或刚度、局部更换或全部更换部分构件、改变结构受力体系等措施,以恢复其使用功能、提高承载能力,使其满足现行标准的要求。
2.1.2 双曲拱桥拓宽改造 widening and reconstruction of two-way curved arch bridge
对双曲拱桥上部结构及桥面系采取拓宽改造措施,使其满足交通量需求。
2.1.3 圈梁 ring beam
浇筑于桥墩墩身及桥台台身表面的环形新增钢筋混凝土条带。
2.1.4 部分圈梁 parts of ring beam
浇筑于桥台台身前墙及部分侧墙表面的U形新增钢筋混凝土条带,或浇筑于桥台台身部分前墙及部分侧墙表面的L形新增钢筋混凝土条带。
2.1.5 整体式桥面板 integrated bridge deck
支撑于拱上侧墙或桥台侧墙及填料上的钢筋混凝土桥面板。
2.1.6 侧墙钢筋混凝土框架 reinforced concrete frame of side-wall
通过植筋与原侧墙形成整体的钢筋混凝土网格形框架。
2.1.7 侧墙对拉锚杆 counter-pulled blots of side-wall
在两侧墙对应位置及台后填土内水平钻孔后插入贯穿台身横断面的粗钢筋,并在钢筋端头车丝后拧紧螺帽,使其锚固在侧墙上。
2.1.8 袋装干拌混合料 bagged dry-mixture
将水泥、砂及碎石按水泥混凝土配合比要求干拌均匀后装袋。
2.2 符号
Es1——原构件纵向钢筋弹性模量;
Es2——加固后新增纵向钢筋弹性模量;
fsd1——截面受拉边或受压较小边原纵向钢筋抗拉强度设计值;
fsd2——截面受拉边或受压较小边新增纵向钢筋或粘贴钢板抗拉强度设计值;
h01——加固后原构件截面受拉边或受压较小边边缘至原构件纵向钢筋合力点的距离;
h02——加固截面受拉边或受压较小边边缘至新增纵向钢筋合力点的距离;
x——加固后构件截面混凝土受压区高度;
σs1——加固后构件受拉边或受压较小边原纵向钢筋应力;
σs2——截面受拉边或受压较小边新增纵向钢筋或粘贴钢板应力;
εcu——混凝土极限拉应变。
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3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 经过加固改造的双曲拱桥,其技术指标应符合现行有关标准的要求。对于有特殊使用要求的双曲拱桥,可通过专门研究确定其技术标准。对于拟拆除的双曲拱桥,应经过评定、验证后废弃。
3.1.2 双曲拱桥加固改造应按动态设计、动态施工原则进行。
3.1.3 加固改造设计和施工方案的确定,应避免结构或构件出现倾斜、失稳、坍塌等现象,并宜尽可能不损伤或少损伤原结构保留部分。
3.1.4 在满足结构验算要求的前提下,宜采用改造拱上建筑与拓宽桥面系相结合的改造技术,或采用增设整体式桥面板(梁)同时拓宽桥面系的改造技术。
3.1.5 加固改造用材料应符合现行国家有关标准的规定。
3.1.6 加固改造前应按照有关要求及现行相关标准对其技术状况、承载能力作出评定,并对加固改造方案进行社会、经济和技术比较。
3.1.7 加固改造前应修补或修复原构件裂缝和表层缺陷。混凝土构件表层缺陷修复宜按本规程附录A的要求执行。
3.1.8 采用后锚固技术加固改造双曲拱桥各组成构件时,原混凝土构件强度等级不宜低于C20。原砌体构件经局部修复后,灰缝、砌块应完好且表面无风化现象。
3.1.9 下部结构基础受水流冲刷现象严重时,可在获得水利行政主管部门的行政许可,并经过水文调查和计算后对基础进行防护。
3.1.10 混凝土构件裂缝处理应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的有关规定。
3.1.11 地基加固应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。
3.1.12 工程需要而本规程未作规定的其他加固改造技术,可按国家现行相关标准设计、施工。
3.2 设计原则
3.2.1 对桥梁评定报告出具达六个月以上或结构病害明显恶化的双曲拱桥,设计前设计单位应与原评定单位联合进行现场复查、评估桥梁技术状况。
3.2.2 双曲拱桥加固改造设计计算应符合现行国家相关标准的要求,并应符合下列规定:
1 设计时宜采用现场实测原构件结构尺寸、拱轴线线型及材料强度作为计算参数。
2 设计计算时应考虑拱上建筑联合作用。
3 设计计算时应考虑建桥时施工阶段对构件受力的影响。
4 加固改造设计应进行各加固施工阶段构件的承载力、刚度和稳定性验算。
5 拱上建筑为实腹式的双曲拱桥和拱上建筑采用墙式墩且活荷载横桥向布置不超过主拱圈以外的空腹式双曲拱桥,可考虑活荷载均匀分布于拱圈全宽;拱上建筑采用排架式墩的双曲拱桥和活荷载横桥向布置超过拱圈范围的双曲拱桥,可按弹性支承连续梁法计算活荷载横向分布系数。
6 结构计算时可将拱波、拱板及主拱肋等各构件无明显脱开的主拱圈看成整体截面,并以主拱肋混凝土为标准层,将拱波、拱板强度及主拱肋内钢筋强度与拱肋强度的比值进行等效换算,得到计算截面特性;并可依据截面面积相等、截面高度相等及重心位置不变的原则进行等效截面换算。
3.2.3 加固改造后双曲拱桥上部结构自重有改变时,宜对相关构件及地基进行结构检算。
3.2.4 对抗震设防烈度为6度及6度以上地区的双曲拱桥加固改造,应依据现行行业标准《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01进行抗震设计。
3.3 施工原则
3.3.1 对双曲拱桥进行加固改造施工,工程量虽不如新建桥梁大,但施工工艺比新建桥梁往往复杂得多,而且经常会涉及到新材料、新工艺的应用。为达到理想的加固改造施工效果,应当严格选择施工单位和监理单位。
3.3.2 加固改造双曲拱桥会使原结构主要承重构件在施工状态及使用状态中的受力状况产生变化。为确保施工过程中桥梁结构安全,需要对各个施工阶段主拱圈的主要受力控制点(如跨中、两个四分点及四个八分点)均采用全站仪或水准仪进行变形观测。
3.3.3 加固改造将在施工过程中改变桥梁结构自重并增加施工荷载。而双曲拱桥由多个多次超静定构件组成,某一构件结构自重和荷载的变化易引起其他构件结构受力性能发生改变。因此,宜在加固、改造双曲拱桥时进行同步施工监控(测),确保施工安全。
3.3.4 为减少行车振动对新增截面混凝土浇筑质量的影响,结合二十余项双曲拱桥加固改造工程的实践经验,规定了新浇筑混凝土施工及养生期的交通管制措施。
4 增大截面加固
4.1 一般规定
4.1.1 主(腹)拱圈、腹孔墩、桥墩(台)身和扩大基础等构件,可采用增大截面加固技术。
4.1.2 新增混凝土强度等级应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的有关规定。
4.1.3 当采用增大截面加固技术来防止构件裂缝继续扩展时,应根据病害成因配合采用其他加固技术。
4.1.4 对因地基不均匀沉降导致下部结构产生病害的双曲拱桥,应采用增大构件截面配合其他地基加固技术。
4.2 加固方法
4.2.1 主拱圈可采用下列增大截面方法中的一种或多种进行加固:
1 主拱肋外包钢筋混凝土(图4.2.1-1)。
2 拱波底面和主拱肋外包钢筋混凝土(图4.2.1-2)。
3 主拱圈下缘增设钢筋混凝土底板,同时对主拱肋外包钢筋混凝土(图4.2.1-3)。
4 拱背上缘现浇钢筋混凝土(图4.2.1-4)。
4.2.2 主拱圈横向联系可采用下列方法增大截面加固:
1 对于原横向联系间距较大,且单个横向联系刚度较强的主拱圈,可在原横向联系间增设横隔板或横系梁(图4.2.2-1)。
2 对于原横向联系间距较密,但单个横向联系刚度较小的主拱圈,可在原横向联系一侧增设横隔板或横系梁(图4.2.2-2),或直接对原横向联系外包钢筋混凝土(图4.2.2-3)。
4.2.3 拱式腹孔或微弯板式腹孔可采用在腹孔圈或微弯板下缘外包钢筋混凝土的方式增大截面。腹孔圈或微弯板下缘增大截面内配筋与腹孔墩增大截面内的配筋应连成整体(图4.2.3)。
4.2.4 增大截面加固腹孔墩可采用下列方法:
1 对墙式腹孔墩可顺桥向两侧面外包钢筋混凝土或四周外包钢筋混凝土加固。
2 对原排架式腹孔墩立柱四周外包钢筋混凝土,或改为墙式腹孔墩。
4.2.5 U形桥台可采用下列一种或多种增大截面方法进行加固:
1 采用外包钢筋混凝土增大U形桥台前、侧墙截面以提高构件承载力(图4.2.5-1)。
2 在桥台前、侧墙表面增设一道或多道U形或L形钢筋混凝土带(即部分圈梁)以限制桥台裂缝继续扩展(图4.2.5-2)。其中,U形部分圈梁可用于限制前、侧墙均竖向开裂的U形桥台裂缝扩展;L形部分圈梁可用于限制仅侧墙竖向开裂的U形桥台裂缝继续扩展。
3 在桥台四周增设钢筋混凝土带(即圈梁),以限制前、侧墙均竖向开裂的U形桥台裂缝继续扩展(图4.2.5-3)。
4.2.6 桥墩墩身可采用下列增大截面方法进行加固:
1 可采用外包钢筋混凝土增大桥墩墩身截面增强构件承载力(图4.2.6-1)。
2 可在桥墩墩身表面增设多道钢筋混凝土带(即圈梁)以限制桥墩墩身竖向裂缝继续扩展(图4.2.6-2)。
4.3 设计要求
4.3.1 增大截面加固构件作用效应计算应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的相关规定。
4.3.2 增大截面加固偏心受压构件承载力宜按一次成型整体截面,采用现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62中的有关计算公式计算,并宜符合下列规定:
1 受压区新增混凝土和纵向钢筋的抗压强度设计值宜按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62中规定值的0.9倍取用;
2 受拉区新增纵向钢筋的抗拉强度设计值宜按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62中规定值的0.9倍取用;
3 可偏安全地不考虑原构件受拉区或受压较小区原纵向钢筋对承载力的有利影响;
4 加固后构件受拉边或受压较小边原纵向钢筋应力 σs1,及新增纵向钢筋应力 σs2,宜分别按式(4.3.2-1)和式(4.3.2-2)计算:
式中: σs1——加固后构件受拉边或受压较小边原纵向钢筋应力。当算得σs1≥fsd1时,取σs1=fsd1;
x——加固后构件截面混凝土受压区高度;
h01——加固后原构件截面受拉边或受压较小边边缘至原构件纵向钢筋合力点的距离;
Es1——原构件纵向钢筋弹性模量;
εcu——混凝土极限拉应变,取εcu=0.0033;
fsd1——截面受拉边或受压较小边原纵向钢筋抗拉强度设计值;
σs2——截面受拉边或受压较小边新增纵向钢筋应力,当算得σs2≥fsd2时,取σs2=fsd2;
h02——加固截面受拉边或受压较小边边缘至新增纵向钢筋合力点的距离;
Es2——加固后新增纵向钢筋弹性模量;
fsd2——截面受拉边或受压较小边新增纵向钢筋抗拉强度设计值。
4.3.3 桥台增设圈梁台后段应按弹性支承连续梁设计原理进行结构计算。
4.3.4 采用吊模法施工时,在增大截面混凝土终凝以前需计及吊模及新增截面自重对原主拱圈内力的影响。
4.4 构造和施工要求
4.4.1 新增混凝土厚度最薄处不宜小于150mm,且不应小于100mm。
4.4.2 新增受力主筋公称直径不宜小于12mm,且不宜大于22mm。新增箍筋公称直径不宜小于8mm;新、旧混凝土间植筋应采用直径不小于12mm的HRB335级热轧带肋钢筋,植筋间距宜为150mm~300mm。
4.4.3 增设横隔板或横系梁在拱肋范围内的植筋可横向贯穿中拱肋并锚入边拱肋,其余植筋宜锚入拱波或拱板内(图4.4.3)。水平向钢筋与主拱肋及拱波植筋间均应焊接牢固。
4.4.4 部分圈梁和圈梁的高度、各条部分圈梁和圈梁间净距可为500mm~1000mm;部分圈梁和圈梁的厚度可为200mm~300mm。
4.4.5 圈梁法加固重力式桥台,宜在台后圈梁下设置厚度不小于300mm素混凝土基础垫层。
4.4.6 部分圈梁及圈梁内均宜配置双层钢筋网,并与原构件间通过植筋连接(图4.4.6)。
4.4.7 混凝土构件增大截面加固应在新、旧混凝土结合处凿除原构件表面混凝土碳化层及松散部分后,凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面并植筋。
4.4.8 浇筑增大截面混凝土前,应将原混凝土构件及原砌体构件结合表面清洗干净并充分湿润。
4.4.9 浇筑增大截面混凝土宜采用人工插捣配合附着式振动器振捣。新增截面混凝土不易振捣的部分宜采用自密实微膨胀混凝土。
4.4.10 现浇主拱圈下缘新增钢筋混凝土底板宜采用微膨胀混凝土浇筑,且可采用本规程附录B规定的浇筑方法。
4.4.11 开挖台后圈梁基坑施工应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50的有关要求,并宜进行施工监控。
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5 粘贴钢板加固
5.1 一般规定
5.1.1 提高双曲拱桥大偏心受压混凝土构件控制截面承载能力可采用粘贴钢板加固。
5.1.2 主拱肋粘贴钢板厚度不宜大于5mm。
5.2 设计要求
5.2.1 粘贴钢板加固构件作用效应计算应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的有关规定。
5.2.2 粘贴钢板加固大偏心受压构件承载力计算宜按一次成型整体截面,采用现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的有关计算公式计算,并宜符合下列规定:
1 可不考虑原主拱肋受拉区或受压较小区原纵向钢筋对承载力的有利影响;
2 加固后构件受拉边原纵向钢筋应力σs1= fsd1,新增钢板应力σs2= fsd2。
式中:σs1——加固后构件受拉边原纵向钢筋应力;
fsd1——截面受拉边原纵向钢筋抗拉强度设计值;
σs2——截面受拉边粘贴钢板应力;
fsd2——截面受拉边粘贴钢板抗拉强度设计值。
5.2.3 粘贴钢板截断位置距其充分利用截面间的距离应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的有关规定。
5.3 构造和施工要求
5.3.1 粘贴钢板前应将原结构表面碳化层凿除、打磨平整,并修补裂缝、修复破损。
5.3.2 锚固螺栓的位置和间距应符合现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22的有关规定。
5.3.3 钢板表面防腐处理应符合现行行业标准《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T 722的有关规定。
5.3.4 粘贴钢板应与原构件密贴,且钢板间应采用等强对焊连接。
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6 调整主拱圈压力线加固
6.1 一般规定
6.1.1 双曲拱桥可通过换填拱上填料或改变拱上建筑形式调整主拱圈压力线进行加固。
6.1.2 主拱圈状况良好、需要改变拱上结构自重的双曲拱桥,可采用换填拱上填料调整主拱圈压力线进行加固。
6.1.3 主拱圈状况良好、需要改变拱上建筑自重或拱上建筑损坏严重的双曲拱桥,可采用改变拱上建筑形式调整主拱圈压力线进行加固。
6.2 加固方法
6.2.1 主拱圈压力线可通过换填轻质高强拱上填料或高密度高强度拱上填料调整。
6.2.2 双曲拱桥拱上建筑形式宜改变为连续板式拱上建筑(图6.2.2),也可改变为梁拱式拱上建筑、简支板式拱上建筑、刚架式拱上建筑或桁架式拱上建筑。
6.3 设计要求
6.3.1 拱上填料应根据结构计算和原拱上填料的实际情况全部或部分换填。
6.3.2 调整主拱圈压力线加固设计前,宜采用高次超静定结构用电算程序进行详细的施工阶段及成桥阶段结构计算。
6.3.3 加固后拱上建筑为立柱排架式腹孔墩配简支板或连续板形式、刚架或桁架形式的双曲拱桥,计算时应考虑活载不均匀分布的影响;加固后拱上建筑为刚架或桁架形式的双曲拱桥可考虑与刚架和桁架拱片联合作用承受活荷载。
6.3.4 原拱上建筑改为连续板或简支板结构时,宜在新增腹孔墩帽上设置挡块,并宜在连续板与腹孔墩间设置支座。
6.4 构造和施工要求
6.4.1 需要换填全部拱上填料的双曲拱桥,应在原主拱圈顶面设置防水层。
6.4.2 换填全部或部分拱上填料的双曲拱桥,均应采用多层钢筋网的混凝土桥面铺装层或桥面板。
6.4.3 换填拱上填料不应采用遇水膨胀材料,若换填为级配混合料,施工时应严格按照设计配合比进行拌制。
6.4.4 主拱圈及下部结构的加固应按设计要求拆除全部或部分拱上建筑后进行,并宜在加固混凝土强度达到设计强度的85%以后进行加固施工。
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7 侧墙对拉锚杆自平衡框架加固
7.1 一般规定
7.1.1 因填土侧压力过大导致侧墙外倾、外鼓且竖向开裂的侧墙可采用对拉锚杆自平衡框架加固(图7.1.1),以限制侧墙裂缝继续扩展。
7.1.2 侧墙对拉锚杆自平衡框架加固宜与现浇整体式桥面板加固技术配合使用。
7.2 构造和施工要求
7.2.1 钢筋混凝土框架应符合下列构造要求:
1 框架宽度和边节点以外的长度宜为200mm~300mm,框架净间距宜为500mm~800mm。架边缘节点处宜设置对拉锚杆,并将这些节点沿对角线通过框架联系成整体(图7.2.1-1)。
2 框架内钢筋宜设置成骨架形式,并与侧墙间通过植筋连接(图7.2.1-2)。
3 对拉钢筋锚杆处的框架节点内可设置间距不大于50mm的直径为8mm钢筋网片,且各钢筋网片间距应在80mm之内(图7.2.1-3)。
4 锚头混凝土内宜设置钢筋骨架,并在锚固螺帽下设置钢垫板(图7.2.1-3)
5 框架及锚头混凝土施工均应符合本规程第4.4节相关构造及施工规定。
7.2.2 在桥台侧墙及台后填土内钻取锚孔后,宜在台后填土范围内设置PVC管,且PVC管宜伸人桥台侧墙内100mm。
7.2.3 PVC管与钻孔孔洞的间隙不宜大于4mm,且PVC管表面应钻孔。
7.2.4 钻孔后抽出钻杆的同时宜从另一侧穿入PVC管。
7.2.5 对拉钢筋锚杆宜采用直径为22mm以上的高强精轧螺纹钢筋,单根钢筋长度不够时可采用专用连接器接长,且每隔1.5m~2m设置一个限位器(图7.2.5)。
7.2.6 锚杆的制作、存储及穿入应符合现行协会标准《岩土锚杆(索)技术规程》CECS 22的相关规定。
7.2.7 锚杆钻孔应符合下列规定:
1 宜采用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机在侧墙内钻孔,采用螺旋钻凿或芯钻凿设备在桥台填土内钻孔。
2 钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%。
7.2.8 对拉钢筋锚杆宜两端车丝后,采用拧紧螺帽的方式锚固。
7.2.9 锚杆钢筋紧固及封锚施工应待钢筋混凝土框架强度达到设计强度75%后进行。
7.2.10 压力灌浆材料及施工应符合下列规定:
1 灌浆材料宜选用灰砂比1:0.5~1:1的水泥砂浆,其细骨料宜选用最大粒径小于2.0mm的砂。
2 砂的含泥量按重量计不得大于3%;砂中云母、有机质、硫化物和硫酸盐等有害物质的含量,按重量计不得大于1%。
3 灌浆宜搅拌均匀,并在初凝前完成一个钻孔的灌浆施工。在灌浆材料中可使用改善流动性、调整凝结时间的外加剂,但外加剂不得影响浆体的粘结性能或使钢筋产生锈蚀,并宜试验后采用。
4 锚杆钢筋一端的出浆孔可用混凝土封住,并在出浆孔上方预留孔洞。
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8 凿除并重建整体式桥面板
8.1 一般规定
8.1.2 加固时宜拆除原人行道系及行车道桥面铺装,并在原有侧墙及拱上填料之上设置整体式桥面板(图8.1.2),然后在整体式桥面板上设置人行道系或防撞护栏。
8.2 设计要求
8.2.1 整体式桥面板设计应按弹性支承板计算理论进行结构计算,并考虑温度效应、混凝土收缩效应及徐变效应的影响。
8.2.2 计算重建整体式桥面板的作用效应时应计入汽车荷载冲击力的作用。
8.3 构造和施工要求
8.3.1 最小拱上填料厚度(包括桥面板厚度)不宜小于500mm,且素混凝土垫层底面距主拱圈拱波顶面的拱上填料厚度不宜小于200mm(图8.1.2)。
8.3.2 重建整体式桥面板厚度不应小于120mm,并应布设钢筋网。
8.3.3 重建整体式桥面板下宜设置标号为C20以下的素混凝土垫层,且整体式桥面板与素混凝土垫层间宜设置HRB335级热轧带肋连接短钢筋(图8.3.3),整体式桥面板与侧墙间宜设置植筋。
8.3.4 半幅施工重建整体式桥面板横向钢筋宜在分幅施工处交错焊接。
9 袋装干拌混合料防护基础
9.0.1 袋装干拌混合料防护基础宜在水中将不同重量的袋装干拌混合料堆放至基础周边,并在袋装干拌混合料之间埋设L形压浆管,待其在水中自凝后通过压注水泥浆填充袋间空隙形成整体混凝土(图9.0.1)。
9.0.2 深水基础可采用袋装干拌混合料防护。
9.0.3 将水泥、砂和碎石组成的混合料干拌后可按15kg~25kg(5kg为一级)装袋。
9.0.4 不钻孔压浆管与钻孔压浆管间通过两通接头相连,待压浆结束后,可在水面以上于两通接头处拆除未钻孔压浆管。
9.0.5 袋装干拌混合料间空隙可分两次压浆填充。第一次压浆时,可用0.2MPa的压力进行注浆,待浆液初凝之后、终凝之前用0.4MPa的压力进行第二次注浆,待用0.4MPa的压力稳压5min后仍无法进浆,方可结束压浆。
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10 上部结构拓宽改造
10.1 改造拱上建筑同时拓宽桥面系
10.1.1 改造拱上建筑同时拓宽桥面系可将拱式拱上建筑改为板式拱上建筑,可通过设置悬挑式腹孔墩来拓宽桥面系(图10.1.1)。
10.1.2 改造拱上建筑同时拓宽桥面系技术可用于两侧对称拓宽且原有腹孔及侧墙损坏严重,需要更换腹孔墩以上构件的双曲拱桥。
10.1.3 采用改造拱上建筑同时拓宽桥面系技术,应对改造后的拱上建筑、主拱圈及下部构造进行结构计算。
10.1.4 改造拱上建筑同时拓宽桥面系设计、构造及施工,均应符合本规程第6章相关规定。
10.2 增设整体式桥面板(梁)同时拓宽桥面系
10.2.1 增设整体式桥面板(梁)同时拓宽桥面系技术可采用整体式悬挑桥面板及悬挑人行道梁(图10.2.1)达到拓宽桥面系的目的。
10.2.2 有拱上填料且拱上建筑状况较好的双曲拱桥可采用增设整体式桥面板(梁)同时拓宽桥面系技术。
10.2.3 整体式桥面板悬臂部分应按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62相关规定进行结构计算。
10.2.4 增设整体式桥面板(梁)同时拓宽桥面系,除满足本规程第8章相关构造及施工要求外,还应满足下列构造要求:
1 桥面悬臂板与悬臂梁下均应设置低强度等级素混凝土垫层及高度不小于200mm的钢筋混凝土侧墙。钢筋混凝土侧墙与原有侧墙间应通过植筋连接。
2 人行道悬臂梁宜以主、腹拱圈拱顶为对称设置。
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11 施工安全与工程验收
11.1 施工安全
11.1.1 双曲拱桥加固改造施工除应符合现行行业标准《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50及《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23的相关规定外,且应符合本规程对施工安全制定的各项规定。
11.1.2 双曲拱桥加固改造施工开始前,应与相关部门就过桥管线的维护及安全问题进行协商,并做好防护措施。
11.1.3 对各施工阶段主拱圈的主要受力控制点应进行变形观测,当发现异常情况时,应立即停止施工并及时分析原因。
11.1.4 对于桥面分幅施工的双曲拱桥,应在施工幅桥面与通车幅桥面间设置隔离带,且通车幅桥面宜保留原有栏杆(护栏)或重新设置栏杆(护栏)。
11.1.5 自桥面向下架设的悬挂平台宜采用万能杆件配脚手架搭设,并应符合下列规定:
1 悬挂平台上应设置栏杆。
2 悬挂平台上的材料和工具宜堆放整齐、无杂物。
3 应由下向上拆除悬挂平台,并宜人工将杆件由桥下传递至桥面。
11.1.6 凿除原桥面混凝土时应符合下列规定:
1 采用风镐凿除时,风镐操作人员与周边施工人员及过往行人、车辆间的距离不应小于2m。
2 不得采用大锤砸碎或大型机械凿除原桥面。
11.1.7 拆除双曲拱桥原部分拱上建筑时,应符合下列规定:
1 桥下有行人及车辆通行的桥梁,宜采用吊移法进行拆除施工,并在桥下设置防护网。
2 宜优先采用人工配合小型机具进行拆除施工,不得采用大型机械设备。
3 应对主拱圈拱背采取防护措施,并疏散桥下工作人员或围观人员。
11.1.8 双曲拱桥加固改造工程施工时应按现行行业标准《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23的相关规定进行施工准备和施工组织设计。在拆除部分原有结构和新增结构、回填拱上填料施工前宜进行施工加载、卸载计算,再根据计算结果制定详细的施工组织设计方案,并报监理审批。
11.2 工程验收
11.2.1 双曲拱桥加固改造工程的验收除应符合《公路工程竣(交)工验收办法》、《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》及现行国家标准《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB 50550的相关规定外,尚应符合本规程的相关规定。
11.2.2 对于加固改造后的双曲拱桥,应根据国家现行相关标准进行鉴定性静载试验后验收。
11.2.3 双曲拱桥加固改造项目应符合环保验收要求。
11.2.4 经过加固改造并竣工后的双曲拱桥应按现行行业标准《公路桥涵养护规范》JTG H11或《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99的相关规定进行桥梁检查(测)。
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附录A 混凝土构件表层缺陷修复
A.1 混凝土构件破损修复
A.1.1 混凝土构件破损修复工艺流程宜为:表面处理→对已锈蚀钢筋除锈→配制混凝土修补结构胶→修补补强→固化。
A.1.2 主拱圈和腹拱圈等主要承重构件的破损修复材料宜采用双组分环氧树脂类结构修补胶。其他混凝土构件破损修复材料可采用环氧砂浆或环氧小石子混凝土。
A.1.3 混凝土构件内小面积钢筋锈蚀可人工使用钢丝刷等小型工具除锈;大面积钢筋锈蚀宜采用除锈剂除锈。
A.1.4 对于严重锈蚀的主要受力钢筋,在凿除表面胀裂混凝土后,宜将局部未锈蚀钢筋保护层凿除,且凿除范围应满足增设帮条焊钢筋施工的需要。再在原钢筋上帮条焊新增钢筋,且帮条焊钢筋直径不宜小于原钢筋直径,帮条焊钢筋混凝土保护层厚度应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相关规定。
A.1.5 混凝土结构修复表面应洁净,并在剔凿局部劣化混凝土(如空鼓、松动、剥落等)后,进行后序施工前用高压水清洗。
A.1.6 在混凝土修补的施工期间及之后48h内,应按本规程第3.3.4条要求进行交通管制。
A.2 钢筋防锈处理
A.2.1 钢筋防锈处理宜采用喷涂氨基类阻锈剂,并宜按下列施工工艺流程进行:喷涂表面预处理→等待表面完全干燥→喷涂第一遍阻锈剂→等待表面完全干燥→继续喷涂阻锈剂并等待干燥→直至表面饱和溢流。在喷涂最后一遍阻锈剂48h后,用高压水清洗喷涂表面。
A.2.2 喷涂氨基类阻锈剂的质量及性能指标均应满足现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的相关要求。
A.2.3 喷涂阻锈剂前应对拟喷涂表面进行预处理,并在拟喷涂表面完全干燥后进行后序施工。
A.2.4 施工应在混凝土表面温度5℃~45℃范围内进行,并防止日晒、雨淋。霜冻天气不得进行喷涂阻锈剂施工。
A.2.5 阻锈剂应分多次喷涂,并保证喷涂表面饱和溢流。
A.2.6 施工中所用的阻锈剂应有产品质量合格证和国家级鉴定机构出具的质检报告,且质检报告中应明确标明产品氨基复合物的含量。
A.2.7 阻锈剂喷涂3个月后,渗透深度应达60mm以上。
A.2.8 喷涂阻锈剂应在裂缝修补、混凝土表面缺损修复等工序前完成。
附录B 主拱圈下缘增设钢筋混凝土底板混凝土浇筑方法
B.0.1 主拱圈下缘增设钢筋混凝土底板施工时可根据施工阶段结构计算结果,在桥孔下搭设工作平台后采用吊模法安装底模板(图B.0.1)。底模板安装应符合下列要求:
1 增设钢筋混凝土板底模可通过植入螺杆固定在原主拱肋上。螺杆的根数、深度及直径应根据底模和新增底板混凝土重量通过计算确定。
2 应视实际情况并按设计要求在吊模上预留压浆孔(图B.0.2-2)。
3 螺杆应植入主拱肋并与底板钢筋网焊接。螺杆与原主拱肋间连接方式与植筋相同,且应符合国家现行标准《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23、《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的相关要求。
4 可利用调高垫块使模板弧度与主拱肋弧度一致。
B.0.2 浇筑主拱圈增设底板混凝土应符合下列规定:
1 对于拱波内可进入操作的主拱圈,底板可不设顶模,并在绑扎钢筋及安装底模时预留施工天窗(图B.0.2-1),混凝土可由施工天窗送入,施工人员在拱波内振捣混凝土并抹平表面;对于拱波内不可进入操作的主拱圈,可在布设纵向钢筋后逐段布设横向钢筋和底板的顶、底模(图B.0.2-2),采用附着式振动器配合插入式振动棒振捣混凝土。
2 应在主拱圈新增底板上预留各种管孔。
3 新增底板混凝土的浇筑顺序应由两岸拱脚往拱顶对称、均衡地进行。混凝土浇筑施工缝宜设置在主拱圈两四分跨处,合拢段宜设置在主拱圈跨中处。合拢温度宜选择在10℃~15℃范围内。
4 在两横隔板之间的新增底板最低处可设置排水孔,在最高处预留养生进水孔,并在两横隔板间设置排气孔(图B.0.2-1、B.0.2-2)。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《混凝土结构加固设计规范》GB 50367
《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB 50550
《建筑地基处理技术规范》JGJ 79
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145
《城市桥梁养护技术规范》CJJ 99
《公路工程技术标准》JTG B01
《公路桥涵设计通用规范》JTG D60
《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61
《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62
《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50
《公路桥涵养护规范》JTG H11
《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22
《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23
《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076
《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T 722
《岩土锚杆(索)技术规程》CECS 22