壹、項目概況
壹座橋是高速公路的重要組成部分，它環繞著城市的東部。上部結構為五跨等截面預應力混凝土連續箱梁，下部結構為樁柱結構。跨度為25.5 m+40 m+63 m+40 m+40 m，全長208.5m，該橋為兩框架六車道分離式橋。設計荷載標準為汽車-超20級，拖車-120。本橋箱梁采用單箱雙室截面，頂寬12.5m，底寬8.0m，兩側懸臂長2.75m，梁高2.7m，邊腹板厚70cm，中間腹板厚30cm，頂底板厚20cm。
預應力箱梁采用50 #混凝土。腹板縱向預應力鋼絞線采用12-7φ5高強鋼絞線，頂底板縱向預應力鋼絞線采用15-7φ5高強鋼絞線，Ryb = 1860 MPa，錨固體系為VLM 15-12和15。箱梁采用整體現澆施工。先澆築63米跨中部分，張拉預應力鋼梁，兩端張拉。然後澆築第二跨中部分，張拉預應力鋼梁，采用單端張拉方式；最後澆築邊跨部分，張拉預應力鋼梁，采用單端張拉方式。主墩墩身采用鋼筋混凝土變截面方柱式墩，基礎采用群樁基礎。
二、設計依據
2.1某大橋設計施工圖。
2.2橋梁施工監理單位"橋梁施工情況"。
2.3交通部頒布的《公路工程設計規範與標準技術標準》(JTJ 001-97)；交通部頒布的《公路橋涵設計通用規範》(JTJ 021-89)；交通部頒布的《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規範》(JTJ 023-85)；交通部頒布的《公路橋涵地基與基礎設計規範》(JTJ 024-85)；交通部《公路橋涵施工技術規範》(JTJ 041-2000)；交通部頒布的《公路工程抗震設計規範》(JTJ 004-89)；交通部《公路養護技術規範》(JTJ 073-96)；中國工程建設標準化協會發布的《碳纖維布加固修復混凝土結構技術規程(送審稿)》(2006年3月5438+0)。
三、建設現狀
某路橋公司公路壹標段項目經理部橋梁處施工壹座橋梁。右-2段箱梁(9-9段)施工中，內腹板R4鋼梁的鋼梁延伸量僅達到設計值的50%，且已灌漿。施工不符合設計要求。因此，有必要進行必要的加固設計和施工。
四、測試結果
根據原設計文件和施工現狀，分別采用QJX程序和Super Sap程序對平面桿系和空間結構進行分析。分析計算結果表明，在最不利荷載組合下，1墩中跨下緣和墩頂上緣沒有拉應力，但幾乎沒有應力儲備。與原設計思路相比，橋梁在最不利荷載下應有壹定的應力儲備。因為施工張拉不到位，這兩段與全橋的應力儲備和安全不協調，應力儲備已經喪失。與全橋其他部位相比，屬於薄弱截面，對橋梁的耐久性和安全性會產生壹定的影響。
五、鋼筋設計的基本思路
根據橋梁結構復核計算，結合現場施工條件(除右-2段箱梁和內腹板R4鋼梁外，橋梁施工能滿足設計及相關規範規定要求)，橋梁局部(第二跨)需進行加固處理，確保結構滿足設計要求。經過分析比較，根據現行橋梁設計規範的規定，考慮到橋梁的實際受力情況，本次加固設計提出了體外預應力和粘貼鋼板、碳纖維兩種加固方案。體外預應力方案為主動加固方案，但施工難度較大，運營中需要定期對體外預應力筋進行檢查和維護。粘貼鋼板和碳纖維的方案是被動後裝方案，但施工方便，運營期間無需維護。
方案壹:體外預應力方案。該方案為主動後加載方案，即在預應力鋼梁R4未張拉達到設計要求的位置施加體外預應力，使橋梁既有承載能力極限狀態和正常使用極限狀態提高到設計要求。
方案二:粘貼鋼板和碳纖維方案該方案為被動加固方案。先在1墩段上緣粘貼鋼板，再沿橋梁軸線方向在第二跨箱梁底面粘貼碳纖維布，使橋梁現有承載能力極限狀態和正常使用極限狀態提高到設計要求。
六、主要加固材料
方案壹
1.混凝土齒板均采用50號混凝土，其質量要求符合《公路橋涵施工技術規範》JTJ041-2000-2000的要求。
2.普通鋼筋設計采用壹級和二級，必須符合國家標準(GB1499-84-84)的有關規定。
3.預應力鋼筋采用環氧全包不粘鋼絞線設計，成品束型號為OVM-Sⅲ(符合ASTM A416-90A標準，單股鋼絞線公稱直徑15.24mm，截面積140mm2，標準強度Ryb = 1860mpa，彈性模量65438+。
4.錨地采用OVM。TS15-19型錨具。
5.鋼是A3鋼。
6.其他植筋:采用K801膠或喜利得HiT-HY150膠。地腳螺栓和錨卡:采用Hiltihad-T-M16專用地腳螺栓和錨卡。防腐材料:采用弗立維系列特種鋼結構防腐材料。
選項2
1，碳纖維:C-30碳纖維布，厚度0.167mm，抗拉強度標準值≥3400 MPa；彈性模量≥2.0×105 MPa；；伸長率≥1.4%。
2.粘貼碳纖維材料:采用配套專用底層樹脂、流平材料和浸漬樹脂。
3.鋼板:采用M16鋼。
4.螺栓:采用M16高強度螺栓。
5.粘合鋼板材料:環氧水泥。
七、鋼筋施工方案的主要步驟
方案1:體外預應力方案
1、加固方法根據該橋的設計和施工現狀，結合該橋的結構復核計算，本方案采用在箱內增加體外預應力的方法，使箱梁的應力滿足原設計要求。
2.維修加固順序這座橋的維修加固將分階段進行。第壹階段:在1墩支點段鉆橫隔板梁(用於穿鋼絞線)；第二階段:在箱體內增加混凝土齒板和鋼導向塊；第三階段:張拉預應力鋼束；第四階段:防腐處理和清理建築垃圾。具體施工順序如下:前期準備→搭設設施平臺→箱梁橫隔梁鉆孔→種植齒板鋼筋並安放鋼導向塊→澆築混凝土→穿管→張拉外梁→防腐處理→清除建築垃圾。
方案二:粘貼鋼板和碳纖維方案
1、加固方法根據該橋的設計和施工現狀，結合該橋的結構復核計算，本方案采用在1墩支點段上緣粘貼鋼板、在第二跨(次中跨)箱梁底部粘貼碳纖維等方法，大大提高了箱梁的極限承載力和正常使用極限狀態。
2.維修加固順序這座橋的維修加固將分階段進行。第壹階段:安裝工搭建腳手架和平臺；第二階段:在第二跨(次中跨)底板上粘貼碳纖維布；第三階段:1墩支點段上緣粘貼鋼帶；第四階段:箱梁表面塗裝；第五階段:拆除施工支架和平臺，清除施工垃圾。具體施工順序如下:前期準備→搭建施工人員平臺→底板粘貼碳纖維布→支點頂面粘貼鋼帶→緊固鋼帶地腳螺栓→箱梁表面塗漆→拆除施工支架和平臺，清除建築垃圾。
八、鋼筋施工工藝
方案1:體外預應力方案
1，植筋，澆築齒板。
1.1，放樣，根據鋼筋施工圖給出的齒板位置和尺寸進行平面放樣，並註明具體位置。
1.2、鉆孔和孔處理，根據施工圖布置，在新增齒板的位置鉆壹個深16 cm、直徑約18 ~ 20 mm的盲孔，用壓縮空氣清除孔內浮塵；
1.3，接觸面混凝土拉毛；
1.4、種植門式錨筋及單根錨筋:用801膠或喜利得HiT-HY150膠種植門式錨筋及單根錨筋；將高強度粘合劑放入註射器中，從盲孔底部開始將藥物註入孔中，確保完全填充。清除錨筋的銹斑和雜物，將錨筋緩慢插入盲孔底部，在盲孔內的長度不小於15cm。鋼筋種植應進行現場力學性能試驗。當鋼筋拉應力超過200MPa時，植筋的錨固必須完好。
1.5，焊接鋼筋形成骨架網；
1.6.澆註齒板:骨架成型後，根據齒板形狀支模，然後澆註混凝土形成齒板。澆築時註意混凝土配合比，加強振搗使混凝土密實，避免出現空洞、蜂窩麻面。
1.7.牙板養護:澆註新牙板後，應加強養護，立方體強度達到85%以上後，方可進行張拉工作。
2.安裝鋼制轉向塊。
2.1，根據圖紙放樣；
2.2.用喜利得專用鉆鉆孔；
2.3、清孔；
2.4.用安裝工具安裝HAD-T-M16地腳螺栓和錨卡；
2.5、放入鋼轉向塊，用環氧樹脂將鋼轉向塊與混凝土粘貼；
2.6、擰緊螺母。
3.張拉、錨固鋼束、齒板錨封、防腐箱內外預應力鋼束鋼絞線采用環氧塗層無粘結鋼絞線，標準強度1860MPa，直徑φj15.24，型號OVM-Sⅲ。預應力布置見設計圖。在織物中增加新的預應力筋:預應力筋全部采用環氧無粘結筋包覆，具體類型為OVM-S ⅲ型，即在pe管中放置無粘結鋼絞線束，管內填充環氧樹脂並覆以薄膜，在高強度鋼絲之間塗以油脂層。錨地采用OVM。TS15-19型。由於新增預應力筋離箱梁頂板、底板或腹板很近，穿過預應力筋時註意不要損傷鋼絞線外的PE護套。
張拉預應力筋:預應力筋就位後，混凝土強度達到設計值的85%後，即可進行張拉。錨下控制應力為1116MPa。預應力筋的張拉應嚴格按照《公路橋涵施工技術規範》(JTJ041-2000)的相關技術要求進行。張拉機具應由有資質的單位進行標定，張拉時應嚴格控制噸位和伸長量。在張緊過程中，應處理新的齒板區域和轉向塊區域。封錨、鋼導向塊保護、體外預應力筋保護:體外預應力筋張拉後，錨具應覆蓋凹形模板，並按廠家要求封錨。首先對鋼制轉向塊進行除銹，然後均勻塗刷環氧樹脂，最後塗刷弗立維系列特種鋼結構防腐材料。還應定期檢查鋼轉向塊的腐蝕和鋼絞線的損傷。
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