大连海昌华城提篮拱桥维修方案

大连海昌华城提篮拱桥维修方案海昌华城大桥位于大连市中山区，是连接豪华别墅小区海昌华城和胜利路的桥梁，它横跨大连电视塔下的老鳖湾水库，是东北地区的第一座钢管混凝土提篮拱桥，桥全长132m，桥跨为110m+12m+10m，主跨为中承式钢管混凝土拱，桥面宽7.15m。经过10余年的使用，由于管理单位不具备桥梁围护和检查能力，此桥始终没有得到较好的维护，对于此类特殊桥型，应该每隔3、4年进行检查，排除潜在的吊杆滑丝、失效，以及桥面混凝土损坏、桥横梁裂缝、钢结构防腐、附属设施失效等着多问题，才可以保证桥梁的正常运营。1桥面铺装、裂缝修补的处理方法本次维修所涉及到的裂缝分为两部分，一部分为桥面铺装的裂缝，另一部分为桥横梁的裂缝，本次处理方法也分为两部分，桥面铺装裂缝采用对桥面将已浇筑的部分混凝土全部凿除，清洗干净后重新布设钢筋网，重新铺设，桥横梁裂缝采用环氧树脂进行封闭处理，详细的处理方法见下文。1.1桥面铺装裂缝处理1.1.1处理方法将已浇筑的部分混凝土全部凿除，清洗干净后重新布设钢筋网，保证做到：钢筋网垫块厚度及摆放位置准确；加大垫块布置密度，可用钢筋柱或角铁同钢筋网焊接在一起并合理布设；增强钢筋网的整体强度，避免在浇筑混凝土时支垫脱落及压弯钢筋，确保混凝土保护层厚度在浇筑前后保持一致；混凝土采用输送泵或吊车配吊斗法浇筑。用人工小车运送混凝土时，平台运料道要坚固，倒料时要轻、慢，操作工不得踩压钢筋网，振捣过程设专人检查，发现问题及时处理。按上述方法施工可保证桥面混凝土铺装质量良好。桥面铺装具体要求如下：①水泥混凝土桥面铺装层的钢筋网采用φ12钢筋，钢筋间距150mmXl50mm，梁板路径大于或等于20m时，可设两层钢筋网。②桥面铺装层厚度应不小于12cm，水泥混凝土强度应不小于30MPa，宜掺用防裂纹化学添加剂或金属纤维等材料。1.1.2工艺流程桥面混凝土铺装施工工艺流程如下：原材料试验混凝土配合比设计→清洗桥面→绑扎桥面钢筋→检查几何尺寸→检查保护层厚度→焊接角铁确定标高→焊接桥面连续钢筋→浇筑混凝土→滚杠提浆→整平→拉毛→覆盖养生。从桥面的施工工艺流程可以看出，桥面混凝土产生裂缝可以从以下几个方面找原因：1.1.3原材料和混凝土配合比的设计问题所谓的原材料不过关这里主要是指原材料的级配不合理。表现为石子的级配和砂的含泥量较大等原因。混凝土配合比不合理主要是指水泥用量过大，塌落度偏大及没掺外加剂等问题。防治办法：严格控制原材料的级配，使之达到《规范》要求的合理顺滑的曲线，严格控制各种原材料的含泥量，尤其是砂的含泥量。水泥的用量不宜过大，可用较高标号的水泥，严格控制混凝土拌和物的出厂和浇筑时的塌落度，以3～5cm为宜，并可加入缓凝剂及防裂纹化学外加剂或金属纤维等材料。1.1.4桥面钢筋网的保护层的厚度问题在浇筑混凝土的时候容易致使无下保护层或下保护层偏小，而上保护层厚度偏大，使桥面钢筋网形同虚设，没有起到应有的防裂作用，致使桥面混凝土出现裂纹。本次铺装钢筋时注意将钢筋固定在桥面厚度的中间，使上下保护层的厚度相同。防治办法：1.1.5浇筑混凝土拉毛及覆盖养生这里的主要问题是拉毛及覆盖养生时间的掌握，混凝土浇筑后就应及时地使用滚杠提浆、整平、人工收浆；在混凝土初凝时用柱形拉毛器拉毛，并及时全面覆盖养生，整个过程要快而不乱。在浇筑前要掌握天气的变化情况，气温低时要及时保温以防冻伤混凝土；气温太高时要加入缓凝剂；下雨时停上浇筑混凝土；刮大风时不宜浇筑或者在浇筑时及时覆盖，否则很容易造成混凝土的表面收缩裂纹。1.1.6工程量材料名称型号数量钢筋φ129.382t混凝土C3064m31.2横梁裂缝的处理该工程裂缝宽度在0.1～0.4mm左右。建议选用;系列产品采取“封灌结合；开糟与表面结合”的方法进行处理。针对清晰的裂缝采取自动低压灌浆法进行处理、针对细微裂缝及已经缝堵无法灌浆的裂缝环氧树脂作封闭处理以保护内部钢筋，确保建筑物的整体性、耐久性，满足正常使用要求。2拱肋防锈漆涂装修补、钢结构焊缝处理由于该桥桥底为老鳖湾，净空较高，从桥底搭设施工平台是不太可能的，因此采用可移动吊篮作施工平台，移动小车放在人行道上，用水泥块作配重，经过倾覆计算，保证配重在1.5倍安全系数以上。移动小车的挑梁跨过人行道栏杆伸出桥外，吊篮挂在移动小车的挑梁上，吊篮平台宽2米，长14米，吊篮在施工作业时固定在桥面的横梁上，保证施工作业的安全。前移吊篮时，作业人员全部撤出吊篮，牵引移动小车即可移动整个施工平台。2.1拱肋防锈漆涂装修补2.1.1工艺流程基层处理-涂氟碳漆-刮腻子-涂磷化底漆-涂刷面漆⑴基层处理先将金属表面的浮土、砂、灰浆、油污、锈斑、焊渣、毛刺等清除干净。然后进行表面除锈，方法可用手工处理。如金属表面是一般浮铁锈，可先用钢丝刷反复耍打，然后用粗砂布打磨出新的光亮表面，再用旧布或棉纱将打磨下的浮灰、锈擦干净：如果钢构件的金属表面锈蚀比较严重（鳞状锈斑），可先用铲刀将锈鳞铲掉，也可用锤子或刮刀清理，然后用钢丝刷刷打清理，再用纱布打磨光良为止，即可涂防锈漆，大面积锈蚀可先用砂轮机、风磨机及其他电动除锈工具除锈，然后配以钢丝刷、锉刀、钢铲及纱布等工具，经刷、锉、磨除去剩余铁锈及杂物。⑵涂氟碳漆涂氟碳漆时，构件表面必须干燥，如有水珠、水汽必须擦干。施涂时一定要涂刷到位、刷满、刷匀。对小型钢结构构件或金属制品花样复杂的可两人合作，一人用棉纱蘸涂料楷擦；一人用油刷理顺、理通。对于钢构件中不易涂刷到的缝隙处（如角钢组合构件的角钢背），应在拼装前将拼合缝隙处的防锈和涂锈等工序做完，但铆孔内不得涂入涂料，以免铆接后钉眼中有夹渣。⑶刮腻子待防锈漆干燥后，购买与油漆配套的腻子将构件表面缺陷处刮平。腻子中可适量加入厚漆或红丹粉，以增加其干硬性。腻子干燥后应打磨平整并清扫干净。⑷涂磷化底漆为了使金属表面的油漆能有较好的附着力，延长油漆的使用期，避免生锈俯视，可在钢结构构件表面先涂一层磷化底漆。磷化底漆由两部分组成，一部分为底漆，加一部分为磷化液。常用的磷化液的配合比为：工业磷酸70%，一级氧化锌5%。丁醇5%，乙醇10%，水10%，磷化底漆的配比为磷化液：底漆=1：4（重量）。有时也可单独使用碗化液来处理。涂刷时以薄为宜，不能涂刷得太厚，太厚易起皮，附着力差。涂稠可用三份乙醇（95%以上）与一份丁醇的混合液稀释。乙醇、丁醇的含水量不能太大，否则漆腊易泛白，影响效果。磷化底漆涂刷2h后，即可涂饰其他底漆或面漆。一般情况下，涂饰24h后，就可以用清水冲洗和用毛刷出去表面的磷化剩余物。待干燥后，做外观检查，如金属表面生成一种灰褐色的均匀的磷化膜，则达道磷化的要求。⑸涂刷面漆钢结构构件表面打磨平整，清扫干净，即可涂装面漆，涂刷顺序：从上至下，先难后易，涂刷时要多刷多理，刷油漆要饱满、不流不坠、光良均匀、色泽一致。刷后反复检查，以免漏刷，钢结构面漆一般刷二遍成活。2钢结构焊缝处理将受到腐蚀的焊缝使用角磨机打磨平整后进行重新补焊，焊缝高度保证14mm，对钢结构的所有的焊缝都全部进行检查。3栏杆补漆和锈蚀部位处理及更换栏杆材料为不锈钢，不用刷漆，对于有腐蚀的部位，可使用氧气乙炔将其割掉，将开口用角磨机打磨平整后，更换新的同型号的不锈钢管即可。4吊杆和锚头防护处理、防水修复4.1桥梁主要存在的问题及处理方法根据现场勘察，吊杆横梁跨中下缘有大量坚向裂缝；吊杆PE套老化，下锚头外部锈蚀，安全系数不足；两板拱圈两侧均有纵向裂缝，人行道有多条纵向向裂缝，靠近拱脚段稍多，主拱桥桥面纵向高程不一，最大相差5cm。在重新张拉吊杆前先将梁体出现病害的位置进行处理，将裂缝进行封闭或灌注处理，将混凝土表面缺陷进行修复，之后才能进行吊杆的重新张拉工作。在进行工程的加固维修施工前，凿开吊杆周围人行道水泥板，由于该中承式砼肋拱结构当时在全国的桥梁中并不多，吊杆结构设置自身防腐蚀措施能力不足，锚头没有热挤压防护罩；而且施工时也没有经过很好的防水防锈处理，吊杆在桥面面层砼联接处，只是简单的用竹片或水泥纸包裹，经过长期的桥面雨水渗透腐蚀，吊杆根部护外层PE套部分腐烂，有部份吊杆钢丝已裸露在外面，并有部份已腐蚀；根据桥梁检测的结果及现场发现的情况，在保证原桥的整体性的前提下，对拉杆全部重新进行张拉，外包PE护套，并在桥面处锚头设置防水罩；凿除原桥面板，通过张拉调整各吊杆的索力，达到桥面的水平线形，在张拉施工时吊杆张拉力不超出设计范围；吊杆横梁底部加钢板，提高抗弯能力；裂缝灌XH-160灌缝结构胶，并通过重新铺装桥面砼来防止桥面水渗漏和改善桥面线形和路况。4.2吊杆重新张拉施工工艺经过认真的计算桥面系重量和吊杆的受力情况，决定采用桥面纵梁分担法，直接在桥面两侧各放一组贝雷梁，利用贝雷梁做肩担梁，在贝雷梁中间设一组四根精轧螺纹钢筋作临时吊杆，穿过桥面，兜吊下横梁，将旧吊杆力通过临时吊杆和肩担梁传递到两侧的相临两根吊杆上，再割除旧吊杆，装上新吊杆。全桥共19对吊杆全部进行重新张拉，每次同时张拉一对（两根）吊杆，吊杆张拉按以下施工流程进行（图3）：顶升、拆除旧吊杆安装临时吊杆系统测量标高张拉吊杆、调整桥面标高凿除桥面砼通孔、除锈重新桥面铺装对旧吊杆进行张拉4.3施工平台由于该桥桥底为老鳖湾水库，净空约有12米，水又深，从桥底搭设施工平台是不太可能的，因此采用可移动吊篮作施工平台，移动小车放在人行道上，用水泥块作配重，经过倾覆计算，保证配重在1.5倍安全系数以上。移动小车的挑梁跨过人行道栏杆伸出桥外，吊篮挂在移动小车的挑梁上，吊篮平台宽2米，长14米，吊篮在施工作业时固定在桥面的横梁上，保证施工作业的安全。前移吊篮时，作业人员全部撤出吊篮，牵引移动小车即可移动整个施工平台。4.4设置临时吊杆由于该拱桥桥面板为预制吊装板梁，板梁放在5米一条的横梁上，先简支后连续，桥面系无纵梁，因此整个桥梁体系受力明确，每对吊杆的永久荷载即为一条横梁重量加上一孔桥面系的重量，单根吊杆的承载约为420KN。在桥面两侧靠近行车道位置，安装两组贝雷梁长12米，贝雷梁上下桁杆加强以减少挠度，贝雷梁两端用枕木垫在相临两条横梁的上方，在紧挨横梁的两侧桥面各凿开两个约φ80的孔洞，以穿临时吊杆，一组临时吊杆由四根φ32精扎螺纹钢筋组成，临时吊杆下端设横梁平台，在平台上放一台DZ100油压千斤顶，油压千斤顶通过放在桥面上的油泵机控制，为了能够准确撑握数据，千斤顶经过标定后再使用。4.5新吊杆的张拉吊杆卸荷完成后，对吊杆进行张拉，使其替换临时吊杆承载桥面重量，以便解除临时吊杆系统。新吊杆采用60吨千斤顶配精密油表在拱肋上端进行张拉，千斤顶与吊杆上锚头通过张拉杆连接，在千斤顶提升张紧吊杆过程中，同步放松桥面横梁下的千斤顶，使临时吊杆的承载力逐步转移到新吊上，在这力的转移过程中，由桥面标高来作为控制依据，尽量保持桥面标高在最小范围内变动的情况下完成力的传递。吊杆张拉完成后，根据桥面标高情况，部分吊杆还需进行二次调索张拉。由于吊杆锚头螺纹长度有限，吊杆在张拉施工过程中，吊杆下锚端与横梁底面间用30×30cm，厚度20mm和10mm的钢板垫，张拉完后对桥面锚孔周围用环氧砂浆砼设围栏，并在锚头上安装防水罩，防止雨水或桥面水渗入锚孔，腐蚀吊杆。考虑对桥面标高的调整幅度会使后连续的桥面产生内力，对相临吊杆的索力也会产生影响，因此新桥面标高在设计值与原实际值的基础上进行整合，使其线形比原桥面水平度有了较大的改善，桥面线形比较示意如图4所示：4.6横梁加固处理由于发现部分桥面横梁有细微裂纹，同时为了提高桥梁的承载力，增加横梁的抗弯能力，对横梁进行底部粘贴钢板的加固处理，横梁总长为7米，宽40cm，粘贴长7米,宽36cm,厚为5mm的Q345钢板，为能够使钢板更好地与横梁砼连接，采用灌浆法，在对钢板表面和砼表面进行处理后，先将钢板用锚栓固定在横梁底，并使钢板与砼面间留有3~5mm的空隙，以便函灌胶，用环氧密封胶对钢板四进行封边，并预留注浆嘴和排气管，再用压浆泵将灌注结构胶GROUT通过压浆嘴注入，待固结后，钢板与横梁共同承载。4.6.1粘钢施工工艺流程4.6.2粘贴钢板施工方法（1）施