桥梁提载加固设计说明

湖南省洞口县石背大桥加固施工图设计说明北京建达道桥咨询有限公司2012年5月-1-加固施工图设计说明目录一、概述.........................................................2（一）大桥概况.................................................2（二）桥梁病害概况..............................................2二、加固设计依据、规范和技术标准.................................3（一）加固设计依据..............................................3（二）设计规范.................................................3（三）技术标准.................................................4三、对原结构的复算结论...........................................4（一）主拱圈结构计算模型........................................4（二）主拱圈《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）验算结果.....4（三）拱上建筑结构计算模型......................................5（四）立柱验算结果..............................................5（五）纵梁验算结果..............................................5四、加固计算主要结论.............................................5（一）加固后主拱圈截面强度验算..................................5（二）承载能力极限状态拱的整体“强度-稳定”验算.................6（三）原拱圈混凝土截面应力验算结果..............................6五、加固设计的内容及要点.........................................6（一）常规病害主要为：..........................................6（二）拱上建筑的拆除改建：......................................6（三）主拱圈的加固设计：........................................7六、专家审查意见执行情况的说明...................................7七、主要材料.....................................................8（一）桥梁加固专用材料..........................................8（二）常规材料.................................................10八、主要加固施工工艺及要点......................................10（一）桥梁加固总体施工顺序.....................................10（二）拱上建筑的拆除...........................................10（三）对主拱圈进行维修.........................................111、裂缝修补..................................................112、混凝土缺陷及外漏钢筋处理..................................12（四）主拱圈加固及拱上立柱的改造...............................121、主拱圈底板的凿除和浇注....................................122、混凝土浇注................................................123、新旧混凝土接触面凿毛和开剪力槽............................134、钻孔种植钢筋..............................................135、钢筋施工..................................................14（五）桥面板的现浇.............................................14（六）桥面系的施工.............................................14九、施工安全和注意事项..........................................14十、问题与建议..................................................14湖南省洞口县石背大桥加固施工图设计说明北京建达道桥咨询有限公司2012年5月-2-加固施工图设计说明一、概述（一）大桥概况拟加固桥梁为建于1986年的单孔90米钢筋混凝土单室薄壁箱型拱桥，位于湖南省洞口县石背乡观音阁，跨越资江支流赧水，桥梁全长116米，总高20.1米。桥面净宽7米，自拱顶设3%双向纵坡，竖曲线半径500米。桥梁采用转体施工，是当时国内最大跨径的转体施工拱桥。拱圈为悬链线无铰拱，拱轴系数m=1.347，拱矢度1/9。单室箱宽5米，箱高1.7米，拱圈由拱肋、底板、盖板、横系桁组成连续刚架式拱上结构。拱上建筑由立柱、横梁、工字型纵梁、微弯板组成连续刚构拱上结构，桥面为厚10厘米现浇混凝土。两桥台均奠基于较完整的石灰岩上。桥梁正常使用25年，原设计荷载汽-15，挂-80，现因线路改造，需提载加固到公路-Ⅱ级。（二）桥梁病害概况2011年10月27日-28日，湖南省交通科学研究院对石背大桥进行了病害检测，并进行了安全性评估，评估结论为四类桥梁。根据湖南省交通建设质量监督试验检测中心（湖南省交通科学研究院）2011年11月出版的《石背大桥健康检测与安全性评估报告》QA-2011-033，结合我公司本次设计前进行的外业调查，桥梁病害如下：1、主拱圈（1）病害情况：主拱圈出现露筋和钢筋锈蚀现象，在拱脚以上20米范围内拱肋钢筋锈蚀活动较为严重（评定标度值为4），箱型拱底板局部出现纵向裂缝。主拱肋局部露筋底板纵向裂缝（2）成因分析：施工误差导致的混凝土保护层不足，且本桥位洪水位较高，拱脚经常被洪水淹没，导致钢筋锈蚀严重。2、拱上立柱（1）病害情况：部分立柱发生剪切破坏，立柱局部出现蜂窝麻面、露筋和钢筋锈蚀现象。检测的1-14号立柱中2-14号立柱都存在不同程度的裂缝、露筋、钢筋锈蚀情况，裂缝宽度1-5mm。立柱蜂窝麻面立柱剪切裂缝立柱露筋立柱钢筋锈蚀（2）成因分析：立柱与拱圈、纵梁均采用固结连接，在温度和收缩徐变的作用下，立柱被剪裂，越短的立柱裂缝越明显；露筋、钢筋锈蚀为施工时钢筋保护层厚度不足，使用阶段经常被水淹没；蜂窝麻面为施工质量问题。3、桥面系（1）病害情况：桥面铺装磨损、露筋和露骨现象较为严重；护栏也破坏严重。湖南省洞口县石背大桥加固施工图设计说明北京建达道桥咨询有限公司2012年5月3桥面全貌桥面露骨接缝宽度过大、桥面破碎护栏破坏严重（2）成因分析：铺装层配筋较弱，桥面系使用时间较长，长期磨损。4、下部结构（1）病害情况：护坡前移出现错台；护坡局部开裂、灰缝脱落；锥坡垃圾堆积、杂草滋生；桥址周围挖沙活动严重。桥台护坡错台桥台护坡局部破坏（2）成因分析：为早期施工裂缝，加之常年的水流冲刷，温差作用、风化作用，长期缺少维护，使裂缝进一步开展。二、加固设计依据、规范和技术标准（一）加固设计依据1.委托单位：湖南省洞口县交通运输局2.《石背大桥资料》（1986）3．《石背大桥--健康检测与安全性评估报告》QA-2011-033，湖南省交通建设质量监督试验检测中心（湖南省交通科学研究院）2011.11。（二）设计规范（1）《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）；（2）《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）；（3）《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）；（4）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）；（5）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）;（6）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）;（7）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）;（8）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）;（9）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；（10）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；（11）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）；（12）《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T502803）；（13）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；（14）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；（15）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；（16）《公路工程基本建设项目文件编制办法》。（17）《工程勘测规范》（JTGC10-2007）。湖南省洞口县石背大桥加固施工图设计说明北京建达道桥咨询有限公司2012年5月4（三）参照规范及参考资料（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）;（2）《公路砖石及混凝土桥梁设计规范》（JTJ022-85）;（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）;（4）交通运输部颁《公路养护管理工作制度》（交公路发{2007}336号）及湖南省公路管理局制定的相关桥梁养护管理制度和规定。（5）湖南省交通科技项目《服役桥梁健康诊断与安全性评估》研究成果。（6）湖南省公路局2010《湖南省普通干线部分公路桥梁特殊检查指导建议书》。（四）技术标准1．设计荷载：公路-Ⅱ级（原设计荷载汽-15挂-80）。2．桥宽：7.6米。3．地震烈度：小于0.05g，抗震措施等级Ⅶ度。三、对原结构的复算结论（一）主拱圈结构计算模型根据《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）5.1.1条规定，拱上建筑为梁（板）式结构的拱桥的计算，不应考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用。故主拱圈按照无铰裸拱计算。拱上建筑、桥面铺装和栏杆作为集中荷载和均布荷载施加。（二）主拱圈《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）验算结果1、承载能力极限状态拱的截面强度验算《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）5.1.1条规定，按公路-Ⅱ级车道荷载计算拱圈的正弯矩时，应乘以各截面相应的折减系数。《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）5.1.8条规定，计算拱圈的温度变化和混凝土收缩影响时，温度作用效应可乘以0.7的系数和混凝土收缩作用效应可乘以0.45的系数。主拱圈验算截面的内力详见表3.1。表3.1主拱圈内力汇总表截面汽车-15级组合值(汽车-15级)公路-II级组合值(公路-II级)M(kN×m)N(kN)M(kN×m)N(kN)M(kN×m)N(kN)M(kN×m)N(kN)拱脚-4242.0-657.5-9350.3-19124.4-6223.6-1342.8-13652.8-19882.91/4截面2885.5-736.94278.8-18049.33245.8-1236.75016.9-18577.83/8截面266