某市政人行鋼結(jié)構(gòu)天橋加固方案

1、某市政人行鋼結(jié)構(gòu)天橋加固方案 摘要:我們國家的經(jīng)濟在不斷發(fā)展，市政工程也在快速的發(fā)展。本文根據(jù)某人行天橋的病害情況, 文章分析了某立體剛架式鋼筋混凝土人行天橋產(chǎn)生裂縫過大的原因，提出了加固方案.對加固中的粘貼鋼板與現(xiàn)澆鋼筋混凝土補強、裂縫處理、立柱頂升作了較詳細的介紹。最后，通過靜載試驗的結(jié)果，說明加固方案是可行的，加固后的人行天橋完全達到了設計要求. 關鍵詞:市政；鋼結(jié)構(gòu)天橋；加固 tu99 a 一、人行天橋概況 某濱江路連接天橋上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，橋面設計高程189.197米，橋面寬6米，2跨，2墩1臺，跨度為29米和14.36米，橋高7.8米，使用功能為人行天橋。 2號橋墩 2011

2、年3月18日，該天橋完工按規(guī)定進行荷載試驗的過程中，2號橋墩（跨中）支座頂部的鋼箱梁底板發(fā)生凹陷變形，同時橡膠支座及墊板（不銹鋼板和鋼板）也發(fā)生彎曲變形。隨即停止試驗，并立即卸載。3月20日，在距2號橋墩中部2.5米處的橋面中央，并進入鋼箱梁內(nèi)部在距2號橋墩中部1.0米處橫隔板的中央打開一個600*600的洞口，發(fā)現(xiàn)2號橋墩中部的加勁隔板下部發(fā)生鼓起變形。 二、鋼結(jié)構(gòu)人行天橋的典型病害 1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕 1.1鋼箱牛腿鋼板外表面銹漬嚴重，鉆孔后通過內(nèi)窺鏡觀察其內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)牛腿內(nèi)部積水，環(huán)境潮濕，牛腿鋼板內(nèi)表面銹蝕嚴重。 1.2某天橋梯道梁摘除后，發(fā)現(xiàn)梯道鋼板加工有嚴重缺陷，包括鋼板尺寸不滿足設

3、計要求 、局部鋼板間未焊接等，這些部位鋼板嚴重銹蝕。 1.3利用鋼板測厚儀對天橋牛腿處鋼板進行厚度無損檢測，發(fā)現(xiàn)鋼板厚度損失率在 0.89 %7.38 %，證明牛腿部位鋼板均有腐蝕現(xiàn)象，鋼板有效截面明顯削弱。2、鋼結(jié)構(gòu)人行天橋漆膜厚度損失。 通過對鋼結(jié)構(gòu)人行天橋鋼板進行漆膜厚度的無損檢測，發(fā)現(xiàn)各部位鋼板漆膜厚度均有損失，其中表面有銹跡部位的漆膜厚度損失尤為嚴重，漆膜對鋼材的保護作用有被削弱的現(xiàn)象。 3、 鋼結(jié)構(gòu)人行天橋典型病害成因分析 3.1設計缺陷 本天橋設計單位對橋梁承受100%設計荷載（如荷載試驗）的工況下，對支座負彎距考慮不全，支座加勁隔板剛度不能滿足要求發(fā)生過大變形。 3.2橋面鋪裝

4、層 老化 、破損，從而形成了局部的滲水通道，使橋面水流進入鋪裝層和頂板之間，鋪裝層老化和水分滲入又嚴重降低了鋪裝層與頂板的粘結(jié)作用，加劇了水分在頂板表面蔓延，進而造成鋼結(jié)構(gòu)人行天橋主梁頂板外表面嚴重銹蝕。 3.3伸縮縫處膨潤土膠泥老化、止水帶破損以及伸縮縫鋼板變形等病害，使天橋橋面排水沿梯道梁的梁端部位滲流至主梁牛腿頂面，主梁錨栓孔與抗震錨栓之間存在空隙，水流沿抗震錨栓孔流入箱體內(nèi)，造成牛腿內(nèi)大量積水、環(huán)境潮濕，并導致牛腿鋼板嚴重銹蝕。 3.3由于施工質(zhì)量問題，鋼結(jié)構(gòu)人行天橋主梁鋼板尺寸不符合設計要求，鋼板局部未焊接造成梁體不密閉，水分通過未有效連接部位的空隙進入箱體并積聚，造成鋼板嚴重銹蝕。

5、 3.5基礎地基處理不當 天橋支承按完全固結(jié)的邊界條件設計。原設計甚礎持力層為亞粘土，埋置較深，可形成固結(jié)的邊界條件。但施工時，由于地質(zhì)有變化，基礎設計持力層標高低于設計標高，現(xiàn)場采用換填碎石處理。由于施工期間基坑泡水，降低了土的摩擦系數(shù)，以及較厚的碎石層可能不穩(wěn)，致使基礎滑移，從而造成了基礎實況與設計選用的邊界條件不符，使天橋由完全固結(jié)變?yōu)閺椥灾С?。在空間剛架基底推力作用下，基礎外移，導致跨中撓度、正彎矩，邊梁梯道段負彎矩、邊梁平段扭矩均比原設計值大為提高。 彈性支承的彈黃剛度是根據(jù)實測基礎水平位移值與跨中撓度值對空間剛架多次試算得出的，與其對應的水平彈贊剛度近似取5000t/m。 由表可知

6、，天橋已不能滿足使用要求，必須進行加固處理。 三、 維修加固原則 工程實踐證明，給鋼結(jié)構(gòu)人行天橋的正常運營帶來安全隱患的主要病害是鋼板銹蝕，究其根源是天橋局部滲水導致了鋼板受侵蝕和截面削弱。因此，鋼結(jié)構(gòu)人行天橋維修加固的基本原則是：在不改變天橋荷載等級、凈空標準等參數(shù)的前提下，通過精細設計和施工，有效切斷向箱梁內(nèi)滲水的所有通道，確保鋼板不受水侵蝕。 四、 鋼結(jié)構(gòu)人行天橋維修加固方案 （一）加固方案比較 方案1：在支座兩隔板空腔注入高強度混凝土，從而形成一個剛性支座，可靠傳遞面板荷載。 方案2：對變形鋼箱梁底板進行修復并加固，更換支座鋼板和加密隔板，保證橋梁的正常功能。 方案1的優(yōu)點是加固施工難

7、度小，施工速度快；缺點是后期混凝土和鋼板由于溫度影響變形不一致，不能形成一個剛體共同工作。 方案2的優(yōu)點是加固材料匹配，鋼板易焊接成整體；缺點是箱體內(nèi)內(nèi)容狹小，施工難度大，加固周期長。 經(jīng)充分考慮，設計單位最后采用第2方案。 （二）施工方案 1、施工準備 加固基礎并備齊搭設臨時支架系統(tǒng)(包括支架和臨時支座)的材料，用腳手架鋼管、扣件、竹跳板及木板搭設操作平臺，并用彩條布將施工區(qū)域封閉起來。對液壓千斤頂逐一進行壓力測試，保證千斤頂能正常使用。檢查施工輔料等是否齊備, 具體落實模擬試驗場地。檢查設備性能, 修正施工參數(shù), 熟悉施工操作, 檢驗施工方案及施工細節(jié)。 2、施工操作 2號橋墩周圍地面（頂

8、升支架受力區(qū)域）為頁巖基層，首先將表面疏松層清除，用20厚的500500mm鋼板作為臨時支架系統(tǒng)的基礎墊板。根據(jù)地面到鋼箱梁底的高度，選擇合適長度的16根無縫鋼管（1596)臨時支架系統(tǒng)的受力立柱，再用普通腳手架鋼管(483.5)和扣件連成整體，并每隔2米高固定連在橋墩柱上。在每4根無縫鋼管頂部各安裝一塊20厚、400400的鋼墊板（見下圖）。 在臨時支撐的每4根無縫鋼管頂部的鋼墊板上各安裝一個200噸的千斤頂。每個千斤頂上方放置一塊20mm厚、200mm200mm鋼板，保證千斤頂?shù)氖芰Ψ较虼怪?。同時檢查千斤頂、油管、支架系統(tǒng)及支撐系統(tǒng)是否正常。 先將箱梁頂?shù)綄⒁x開墩柱但未離開的臨界狀態(tài)，即

9、停止進油，并將千斤頂回油閥鎖緊。將各千斤頂同時頂起5mm，同時在臨時支撐架上塞入鋼板進行抄墊。檢查無誤再同時頂起5mm，同時進行抄墊。如此反復進行，直至頂升至預定高度(保證能更換已變形的橡膠支座和鋼板)。 2.5修復加固和更換支座 將原已變形底部鋼板先割去，補焊一塊厚16mm、 1600mm1500mm鋼板，并將原橫隔板變形部分割去，用16mm厚鋼板替換，并在支座左右550mm范圍內(nèi)增加2道16mm厚縱加勁肋。1、3#橋墩隔板單側(cè)加強。 具體施工步驟為： 2.5.1更換原有的支座，由于橫向變形過大原支座已被破壞，新支座為：2個gjz30045049mm。支座安裝位置：支座長方向橫向逢中安裝在橋

10、墩上。 2.5.2先在2號橋墩外2.5m處（靠山體一側(cè)）的箱梁頂上開800600mm人孔，再在橫隔板上開600600mm人孔，到箱梁內(nèi)部將原支座處已變形的底板和橫隔板進行切除更換。同樣，在1、3號橋墩外2.5m處的箱梁頂上開800600mm人孔，以便進入剛體內(nèi)對1、3#橋墩隔板單側(cè)的加強。 2.5.3底板焊接采用兩端開坡口的對接焊縫，焊接底板時，保證箱梁底面平齊。而橫隔板和縱向加勁肋都必須開坡口與底板和腹板焊接，所有焊接均采用二氧化碳氣體保護焊。 2.5.4等到箱梁修復好后，再取出臨時支座，換上永久支座。 2.5.5箱梁內(nèi)部的人孔周圍均用10mm厚200mm寬鋼板環(huán)形加強（注意人孔兩邊均需進行

11、加強）。 2.5.6切除更換及加固的具體做法詳見2703(2010)s-01g-31。 2.6落梁 落梁時, 注意避免碰撞支座, 保證支座位置準確。落梁采用與提升相逆的工藝方法，保證主梁就位準確且與支座密貼。若主梁與支座密貼不好, 應查明原因,采取有效措施予以糾正。 2.7頂升支架拆除 落梁后對頂升支架進行拆除，同時清理施工現(xiàn)場。 2.8橋面恢復 所有梁體修復加固工作完成后,對原橋面鑿除部位，清洗干凈,并恢復橋面。 五、臨時支撐荷載計算 鋼箱梁及橋面混凝土、鋪裝、欄桿及裝飾架的總重量約為210噸，假設全部作用在跨中的2號橋墩（實際上不可能都作用在2號橋墩），由4個臨時支柱（無縫鋼管）分別支撐，

12、每個支柱承受約52.5 噸的荷載。 1、地基承載力計算 人行道路基的驗算 臨時支架基礎鋼板尺寸為500500mm，地面頁巖的承載力： 驗算承載力： ，滿足承載力要求。 2、臨時支柱穩(wěn)定性計算 立柱穩(wěn)定性驗算 鋼箱梁荷載傳到每根立桿（無縫鋼管）的最大荷載為：n=2100/16=131.25 kn nfa （f=235 n/ mm2） 立桿長度：l=6m，直徑d=159mm，長細比=6000/159=38, 查表得：=0.946 無縫鋼管(1596mm)的截面積:a=2568 mm2 fa= 0.9462568235=570n=131.25kn，滿足要求。 3、千斤頂選擇 根據(jù)“qy型油壓千斤頂技

13、術規(guī)格（jb2104-91）”，選用46個qw200千斤頂，查表知，該型號千斤頂?shù)钠鹬亓繛?00噸，起升高度最大為200mm，滿足本次頂升要求。 六、施工中應注意的問題 1、施工前，設計單位必須對施工單位進行技術交底。 2、在整個頂升、落梁施工過程中，必須進行跟蹤監(jiān)控，且頂升和落梁時千斤頂應緩緩上升和下降，要求箱梁相水平，以5mm作為活塞行程步長和控制步階，逐步頂升或下放梁體，使其同步。 3、頂起過程中對重點部位進行監(jiān)控，觀察在頂升過程中各部位變化，采用1米長的水平尺放置在橋面上觀測橋面在頂升過程中的水平，確保在施工過程中頂升均勻，上部結(jié)構(gòu)縱橫向平穩(wěn)，梁體整體結(jié)果良好。 4、在安裝新橡膠支座時

14、，保證新支座安放平整、密貼、梁板橫坡平順。 5、在箱梁內(nèi)部進行切割和焊接操作時，必須用空壓機送風，保證作業(yè)人員的安全，必要時，工人戴上防毒面具進入鋼箱梁內(nèi)進行操作，并安排專人負責監(jiān)督。 6、保證焊接質(zhì)量，檢查新的橡膠支座和不銹鋼板是否滿足要求，鋼板事先必須進行強度試驗檢測，焊縫全部要進行探傷檢測，保證原材料及焊接的質(zhì)量。 7、硯紛處理 對于寬度小于0.1mm的裂縫，先在裂健處鑿成深1 .0-l .5cm的v形槽，清除灰塵、浮渣，并用丙酮清洗，然后用k801樹脂砂漿壓抹封維，對于寬度大于。0.1mm的裂縫，先用樹脂砂漿封縫后，再壓力灌注k801膠液。 8、立柱頂升 根據(jù)原橋的結(jié)構(gòu)強度及立柱頂升時

15、的氣溫，每一立柱在基礎處所施加的力為400kn。該頂力由立柱與樁基間的千斤頂來實施。兩立柱同步頂升，分級施力。起頂力為50kn,以后每級增加25kn。為確保橋梁的結(jié)構(gòu)安全，對頂升進行了監(jiān)測。當頂力達到50kn時，跨中撓度已發(fā)生變化，整個過程應力、撓度變化均勻，無異?，F(xiàn)象，說明頂升正常。 七、支座損壞處理辦法 按照2011年3月28日設計單位出的加固方案，基于頂升施工相對投資少、操作簡便等特點，本次整改采用千斤頂頂升施工修復和加固變形鋼箱梁并更換支座的方案。 估算出荷載大小，經(jīng)過技術論證，得出荷載允許誤差范圍，同時，根據(jù)荷載大小，橋梁鋼箱梁頂升應連續(xù)進行，嚴格控制箱梁的水平和穩(wěn)定。施工前進行模擬

16、演練，以驗證方案中可能存在的技術問題和施工組織問題，及時修正技術參數(shù)，熟悉施工操作，充分保證工、料、機到位，合理組織工序作業(yè)。 八、市政人行鋼結(jié)構(gòu)天橋加固保證措施 1、質(zhì)量保證措施 采用如下措施確保質(zhì)量： 1.1加強組織管理，確保在施工過程中遇到的各類問題能夠及時有效的解決； 1.2明確所有參與人員的責任和義務，做到各負其責，層層把關，緊張有序的完成加固整改任務。 2、安全保障及交通組織 2.1 檢測安全保障體系及措施 安全工作是搞好工作的首要因素，在施工過程中，要嚴格控制和防止各類傷亡事故發(fā)生，確保人員和設備的安全。嚴格遵照遵守國家和當?shù)卣P于工地勞動保護、環(huán)境保護等方面的具體規(guī)定和技術標

17、準。 2.1.1建立安全管理措施 根據(jù)國家有關法律、法規(guī)和規(guī)范，在單位安全生產(chǎn)管理體系的基礎上，建立本天橋加固荷更換支座安全管理措施。 加強安全監(jiān)測，貫徹、落實安全生產(chǎn)方面的各項規(guī)章制度和保證措施，及時提醒現(xiàn)場工作中的注意事項，確保安全。 2.1.2緊急情況的處理 如果發(fā)生危及人身和工程安全的緊急情況，應立即采取行動，暫停施工，消除安全隱患。 若出現(xiàn)重大事故，在2小時之內(nèi)將事故詳細情況速報相關部門。 2.1.3檢查與糾正 安全員負責隨時進行安全檢查。 檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，立即進行整改，消除隱患。 對于人身、設備事故，按照“三不放過”的原則，分析事故原因，落實責任，及時采取措施，保證安全。 3、 交通組織措施 在交通組織中應該采取如下措施： 3.1根據(jù)現(xiàn)場實際的交通流量和路面情況，結(jié)合施工方案，制定出詳細的交通組織計劃； 3.2設置專人（交通協(xié)管員）負責現(xiàn)場交通組織； 3.3根據(jù)交通組織計劃，提前向交通部門提出交通局部封閉計劃，并要求在相關媒體上進行公布； 3.4在適當?shù)能嚨婪忾]交通時，須申請相關交通部門進行配合進行； 3.5在項目進行過程中，要始終保持道路通暢，井然有序，使影響降到最低。 九、結(jié)束語 綜上所述，大多數(shù)人行天橋修建在重要道路交匯處或易發(fā)生交通擁擠的位置， 因此其承載能力的保證對人們的出行安全有很大影響，準確地對鋼結(jié)構(gòu)人行天橋病害進行分析和及時地維修加