南港立交加固施工总结讲解文档格式.docx
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挠度观测表（单位：
mm）
我们进场以后，按照加固设计图纸的精神，拟定了施工组织计划，做好了施工前期准备工作。
根据业主的通知，于2002年5月9日封闭交通开工，2002年9月15日施工结束，重新开放交通，历经129天的紧张施工，在业主、监理和监控单位的指导下，顺利地完成了施工任务。
经过近天通车后的挠度观测，跨中梁体没有下挠迹象，加固效果良好，达到了设计的预期目的（祥见下表）。
二、施工前期准备
1、工程数量
根据设计图纸和业主3号文件精神，本次加固的工程数量，除设计图纸上的外，在施工中又另外新增加了病害处理工程，即M线K0+403.2～K0+462.1m段和K0+547.9～K0+722.45m段两段的桥面翻修工程，完成的主要工程数量如下：
①、85.8米段（K0+462.1m～K0+547.9m）主要工程数量
项目
单位
数量
凿除原桥面砼铺装层
m3
162
φ15.24无粘结预应力索
t
50
新浇桥面C40钢纤维砼
271
YM15—1
套
286
纵向预应力索孔道钻孔
m
107
YM15—1P
Φ15.24预应力钢绞线
40
YM15—4
28
铺设普通钢筋
49
YM15—5
32
普通钢板
6
裂缝修补
960
桥面植筋
棵
10000
桥下梁底涂料装饰
m2
1742
梁下植筋
1860
②、新增加病害处理工程（M线85.8米段桂城端K0+403.2～K0+462.1
段；
K0+547.9～K0+722.45段）工程数量
416
铺设焊接网
45
473
B匝道第1、2跨；
M线第1、3跨裂缝修补
426
44
2、结构设计特点
依据设计图的叙述，南港立交桥产生的病害主要是，原设计单位对该桥的设计承载力不足，使用过程中的超载车辆较多，导致梁体跨中下挠。
因此，跨中下缘（正弯矩区）和支点上缘（负弯矩区）的裂缝开展较宽、较多。
针对这个情况，加固设计在中跨梁体的纵向弯距零点附近和两端边跨的适当部位的梁肋腹板处钻孔。
通过钻孔，在跨中正弯距段和支座负弯距段，布设纵向预应力钢绞线束，将原来的钢筋砼连续梁结构改变为部分预应力结构，依此来提高结构的承载力。
3、施工指导思想
在施工前，我们充分消化设计思想，根据设计和工程实际情况合理安排工序；
在加固施工中，必须确保施工结构与设计结构一致，每一分项工程的施工，都必须在确保现有结构安全的前提下进行。
4、封桥后的交通调度
由于南港立交桥涉及到广州、顺德、南海和三山岛四个方向的汽车交通。
匝道多，车辆多，货柜车多是该桥的特点。
主跨桥面封闭以后，使本来就繁忙的交通状况更趋复杂,特别是影响到南北方向的货柜车。
由于封闭交通涉及到的方方面面，在施工前，业主汇同交管和交警等有关部门确定封路方案，统一规划、设置施工警示标牌（见南港立交封闭交通示意图）；
开工以后，往来三山西桥的车辆经过匝道通行，每个封路口我们都派出专人值班。
主跨梁下施工时，根据施工的需要临时封闭桥下白陈路的一个车道，并有专人设置交通标志引导车辆，指挥交通。
夜晚，则不进行梁下施工作业，也就不封闭桥下白陈路的车道。
因为采取了以上措施，在不中断白陈路交通的条件下，保证了施工及行车的安全，顺利地完成了南港立交桥的加固施工作业。
三、施工工序简介
1、桥面砼凿除及清扫
原桥面砼铺装层凿完以后，对桥面进行清渣、凿毛、压缩空气吹灰、高压水冲洗清理。
为了确保新老砼结合良好，在浇筑砼前又再次用高压水冲洗。
2、测量放线和建立结构挠度观测点
凿除桥面铺装层混凝土后，先根据该桥的原设计图，放出纵向桥轴线、两个支墩的横向轴线；
用钢筋探测仪分别在桥面和梁底，探测出梁肋主筋的实际宽度，对照原施工设计图确定梁肋的宽度；
由于纵向预应力索走向比较复杂，对各索号的纵向预应力索，则通过放大样的方法弄清在梁体的分布位置，再部设钻孔的孔位，因此就避免了放错线、钻错孔的现象发生。
在需要加固的连续梁梁端、墩顶和跨中等控制截面，建立了几对高程控制点，以利加固过程中进行挠度观测。
3、跨中起顶支架
为了确保梁体结构安全，在凿除桥面铺装层砼以后，按照设计要求，钻纵向预应力索前，进行跨中起顶。
起顶的顶架，经计算，采用钢管格构柱，柱高6.5米。
四根主管采用Ø
75㎜，t=3㎜钢管，水平管和斜管采用Ø
48㎜，t=3㎜钢管。
四根主管内灌注C30小石子砼，上下两端采用400×
400×
30㎜钢板焊接作为端板。
下端现浇C40混凝土基座与路面混凝土相连，上端安放320kn的千斤顶，四个千斤顶即可达到1280kn。
可以满足设计的起顶要求。
布置如图：
格构柱千斤顶
4、纵向预应力索孔道钻孔及转向块制作
a.纵向预应力索钻孔：
钻纵向预应力索孔道是本次施工的难点之一。
在纵向（桥轴线方向）与桥面倾斜45°
角，在梁肋的横桥向也有倾角（每一个孔道的横向角度都不一样）。
各号预应力索的孔口在桥面要平面排开，在梁底，还要使各号预应力索的锚固端口居于梁肋中心线。
因此，每个孔道必须按空间坐标定位。
为了使钻机的安装定位得到简化，我们专门加工了45°
角的钻机底座（见照片），基本解决了纵向的定位问题；
横向则根据孔道上口与下口的距离，和孔道的垂直高度，计算出孔道的横向倾斜值。
用吊垂球的方法调整钻机基座上的螺杆，以达到横向需要倾斜的角度。
通过实践证明，所钻孔道的精度都达到了设计的要求。
b.转向块的制作与安装：
由于有5种型号的转向块，且形状也比较复杂。
为了保证质量，每一种类型的转向块，都作了样板进行下料，用样板进行组装（见左上照片）。
安装转向块之前，先对钻孔孔道的进、出口进行人工凿槽，在凿槽作业中始终用槽口样板进行检查，使凿槽处形成一个符合设计要求的顺适弧形曲线。
再将转向块安放在开槽处试装，如果合符要求，才进行安装（见左下照片）。
在凿锚垫板孔洞时，则用锚垫板作实样检查，以免孔洞凿得过大，避免梁肋的过度损伤。
检查合格后，吹去粉尘、用酒精清洗混凝土和转向块的粘结表面，涂上改性环氧树脂腻子，安装转向块，用膨胀螺栓固定。
c.安装锚垫板：
纵向预应力束锚垫板，采用的是柳州市邱姆预应力有限公司生产的YM15—4和YM15—5两种规格的产品。
纵向预应力束孔道和锚槽形成以后，就安装锚垫板。
设计图纸的意图是在空腔内填充环氧树脂砼来安装锚垫板。
但经过几次的工艺试验，均无法保证锚下空腔内的环氧树脂砼饱满。
因为锚头是施加预应力的关键部位，必须与砼紧密结合。
我们反复试验，在锚垫板上加装了一段无缝钢管（见右侧照片），采用灌注改性环氧树脂的工艺，保证了锚垫板与梁体砼间的空腔内填充饱满、粘接牢固。
因此，我们将这一工艺向驻地监理和业主反映，后经业主同意此工艺，将填充环氧树脂砼，改为灌注改性环氧树脂的方法，实践证明效果良好。
灌胶工艺详见下图：
5、纵向预应力索的施工
施加纵向预应力索的可靠度，是该项加固工程的关键。
为了确保工程质量，我们在充分消化设计思想的基础上，在纵向预应力索张拉以前，编制了结合本工程实际的纵向预应力索的施工规程。
a.安装纵向预应力束：
每束纵向预应力钢绞线在单索下料以前，先用铁丝沿其曲线孔道试穿，以便准确量出每根预应力钢绞线的下料长度后（千斤顶的工作长度每头加1米），再用砂轮机切割下料。
下料后马上用白胶布包扎钢绞线端头，写上编号，以便对号安装。
b.预应力索张拉人员配置：
预应力索的张拉作业，采用的是每束两端同时同级张拉。
其现场人员配置为：
千斤顶和油泵操作人员各4人，记录1人、值班电工1人、技术人员3人。
为了确保操作质量和人员安全，张拉时成立了以现场指挥为中心的操作组织机构。
c.张拉前期准备：
1预应力张拉作业以前，在南海市交通质检站，对千斤顶和油泵进行了标定，以确保预应力索张拉的可靠和安全性。
2
张拉作业以前，按设计图纸要求，在跨中起顶。
我们用4台320kn的螺旋千斤顶分别放置在跨中的4个顶架上（见照片），按照设计图的要求分级同步起顶。
起顶作业以梁体的上挠值作为控制，在设置在跨中的百分表的监控下，每次起顶以3mm作为一级。
千斤顶的顶面要安放一块300mm×
300mm，厚度为30mm的钢板，以分散千斤顶对梁体砼的压力。
起顶过程中，都有专人对梁体和顶架进行观测，及时将观测数据反馈给现场指挥。
d.预应力索的张拉顺序：
根据设计图纸，本次纵向预应力加固，每条腹板上各布置2束5×
15.24和4×
15.24通长钢绞线（编号N1、N2）。
靠桂城端墩顶（负弯矩区）两边腹板再各增加1束5×
15.24短钢绞线，中腹板再增加2束5×
15.24短钢绞线。
南港立交桥纵向预应力索的张拉分为两个阶段，即第一个阶段张拉中跨的中间锚固点，第二个阶段张拉边跨的锚固点。
为了保证张拉时对梁体的对称，每个张拉阶段均先张拉中腹板，再张拉左右腹板。
因为梁底的预应力索的排列为上下层重叠排列，所以在张拉时，中跨要先张拉靠近跨中的预应力束，也既是紧贴梁底的预应力束；
边跨要先张拉靠近墩中线的预应力束，也既是紧贴梁顶的预应力束（祥见预应力束张拉顺序图）。
e.预应力索的张拉：
根据设计图纸，南港立交桥纵向预应力索的张拉控制力为180KN，我们以南海市交通质监站标定的张拉千斤顶油泵的压力表读数为依据，按以下程序进行张拉：
（测量钢绞线长度）
00.05σCON1.05σCONσCON
f.锚下裂纹的处理
张拉结束以后，发现两边跨梁下的部分张拉端锚头处砼出现裂缝（主因还是锚下砼不密实所致，见照片）。
我们立即向驻地监理、业主和设计反映，根据业主和设计的处理意见，除中间锚固点外，将预应力束两头张拉端的孔道，灌注A71-1改性环氧树脂进行处理。
利用环氧树脂粘接力强、承压力高的特性，使预应力钢绞线与锚头后面的孔道砼粘接牢固，以分散锚头处的集中力。
经过这样的处理，以后再没有新的裂缝出现，说明这种处理措施效果良好。
6、锚头的封固
桥面上锚头的封锚，是在浇注桥面C40钢纤维砼时同时进行的；
梁体下面的锚头的封锚，先用手提砂轮机割掉多余的钢绞线，使外露部分的钢绞线不小于30mm，在封锚洞口焊接了钢筋网片，再用C30小石子砼封填。
7、梁底封裹钢模的制作
a．梁底植筋：
在纵向预应力束张拉结束后即开始制作梁底封裹砼的钢筋。
对于这部分钢筋与结构的连接，设计图要求凿除梁底钢筋，再将照片中的双层U型箍筋焊接到凿除来的梁底钢筋上。
在施工中，我们发现凿除梁底钢筋对梁体损伤较大，遂建议业主和设计改用“植筋”的施工工艺，效果甚好（见右上照片）。
b、梁底封裹砼钢模的安装：
由于梁底是曲面，所以封裹砼钢模的下料和拼装都必须现场讨样。
为了使钢模与梁底砼结合紧密，根据设计图要求，钢模与梁底砼的接合处，需要人工凿一凹槽。
我们在钢模两侧的凹槽内分别预埋了一条5号角钢，将其涂摸环氧树脂并用膨胀螺栓粘接固定好后，钢模的侧板就可以与角钢焊接（见右下照片）。
这样形成的钢模，结构可靠，成型比较容易。
8、梁底封裹砼钢模的灌浆
a．灌浆的目的：
通过对梁底封裹预应力钢绞线的钢模进行灌注水泥浆，使施工中的体外预应力钢束转化至结构的“体内”。
这样，不仅可以保证预应力钢束的耐久性，还可以确保结构的预应力体系从“无粘接”到“有粘接”的转换成功。
因此，我们对该工程的灌浆工艺和灌浆效果是高度重视的！
b．灌浆材料：
水泥浆的材料采用标号425号的新鲜的硅酸盐水泥。
为使孔道灌浆饱满，在水泥浆中掺入了适量的FDN缓凝型减水剂，以增强水泥浆的流动性和泌水性。
在搅拌水泥浆时稠度都控制在14～18s之间，压浆时留取了3组7.07cm×
7.07cm×
7.07cm试件。
28天的抗压强度均达到了45Mpa，说明我们采用的灌浆材料合格。
c.灌浆施工：
灌浆设备采用活塞式灰浆泵，灌浆作业是连续进行的。
南港立交的灌浆作业自有其特点：
因为桥面上的灌浆咀，均是通过梁下的封裹钢模相通的。
我们对每条腹板桥面上的8个锚头安设了带阀门的灌浆咀。
灌浆时，首先打开所有的阀门，从最低一端的灌浆咀开始灌浆，待相邻的灌浆咀冒出浓浆后，关闭灌浆的灌浆咀，依次向高处的灌浆咀灌浆。
这样，高处的锚头上的灌浆咀则成为排气咀。
梁底封裹钢模里的水泥浆灌满后，就进行“稳浆”和排除泌水的循环作业。
该钢模不能采用加压灌浆法灌浆。
如果加压至0.2Mpa，钢模就要承受3000kn的外张力，由此可能造成“脱模”而使灌浆作业失败。
但为了保证密实性，我们采用二次灌浆法。
即24小时以后，在第一天的浆液凝固完成以后，再通过桥面的压浆管道对梁底钢模的上部空隙进行补浆作业。
补浆后经过一天，当我们拆除桥面的压浆管阀门时，可见管内凝固的水泥浆十分饱满。
这也说明梁底预应力钢束的封裹砼钢模内的空腔已被凝固的水泥浆填充饱满（见左侧照片），达到了预期的目的。
9、铺设桥面无粘结预应力索、普通钢筋及植筋
a.85.8米加固段（桩号K0+462.1～K0+547.9）
①安装横向预应力索
桥面清扫完毕后，便按照设计图纸的要求，放出横向预应力索固定端和张拉端锚垫板安装位置线，接着进行人工凿槽、钻孔、环氧树脂粘结安装锚垫板。
因为桥平面是曲面积，所以，每根横向无粘结预应力索都必须现场量测长度后下料。
横向预应力索的锚具：
固定端采用的是压锚具，张拉端采用的是单孔夹片锚具。
②铺设桥面普通钢筋网
桥面的普通钢筋较多。
除有铺装层的Ø
10钢筋网外，设计在支点负弯距和桥两侧悬臂板处，又增设了Φ20加强钢筋（见右上、右中照片）。
由于有大量的钢筋制作，因此，最重要的是保护好桥面上的纵向预应力钢绞线不致被电焊所伤。
所以，在焊接时我们采取了以下措施：
电焊钳线和地线必须架立，不接触钢绞线；
钢筋与钢绞线接触处用不导电的防护材料隔开；
钢筋网焊接处采用双地线控制电流的流动范围和方向（见前页右下照片）。
由于采取了以上措施，很好地保护了纵向预应力钢绞线。
③桥面植筋
根据设计图纸和变更设计通知精神：
85.8米加固段的桥面铺装层中，用植筋的方法安装Φ12剪力筋。
其间距：
中跨纵、横间距为30cm，边跨纵、横间距为50cm。
桥面植筋是在桥面纵横普通钢筋铺装成网以后，用冲击电钻钻孔、压缩空气吹净孔内的灰尘（见右上照片）、用酒精擦洗孔洞，再用环氧树脂粘接剪力筋，这样就保证了抗剪螺栓粘接牢固，也确保了新旧混凝土的良好结合。
b.病害处理工程段（桩号K0+403.2～K0+462.1；
K0+547.9～K0+722.45）
病害处理工程段也既是对南港立交主线（三山西桥的西引桥）的，除已加固处理的三跨以外的12跨破损的砼桥面进行翻修。
首先凿除破损的铺装层砼，清扫和冲洗干净桥面后（见右下照片），就铺设Φ10焊接钢筋网（成品网），在桥面两侧的悬臂板处以10cm间距铺设长4500mm的Φ20螺纹加强钢筋。
10、浇筑桥面砼和横向无粘结预应力索张拉
为了保证钢纤维混凝土的拌和质量，我们购买的是通达砼公司的商品砼。
浇筑桥面砼，除病害处理工程段（桩号K0+403.2～K0+462.1；
K0+547.9～K0+722.45）可按一般正常施工外，85.8米的加固段，由于桥面铺设有纵、横向的预应力钢绞线，特别是有无粘结钢绞线，因此，运送混凝土的罐车不能进入工作面，手推车也不能在无粘接钢绞线上面行驶。
砼模板支好后，我们将罐车停在工作面外卸料，人工用手推车从相邻板块搭设的施工通道运送混凝土。
确保无粘结钢绞线和钢筋网不被破坏（见左侧照片）。
待桥面最后一批钢纤维混凝土强度达到70%以上时，用yc-22千斤顶逐根张拉横向无粘接预应力钢绞线（工艺同前）。
11、修补裂缝
根据设计图纸和业主5号文件要求，对加固段的跨中梁底和两边腹板的裂缝，M线第1、3跨梁底、B匝道第1、2跨梁底裂缝，缝宽大于0.2mm的，压注改性环氧树脂胶液进行修补处理；
缝宽小于0.2mm的，刮抹改性环氧树脂腻子进行封闭。
加固段的裂缝又多又密，且缝宽基本都在0.2mm以上（见右上照片）。
修补裂缝的工序为：
先用刻度放大镜对裂缝测量、标注和统计（以便计量）。
小于0.2mm的裂缝先用钢丝刷，刷去表面粉尘，用工业酒精顺缝清洗后，再用A71—1改性环氧树脂进行三次涂刷封闭处理（因为裂缝有一定的自吸功能）；
大于0.2mm的裂缝，用钢丝刷刷去缝隙里的颗粒和粉尘，再用工业酒精顺缝清洗后，用A81改性环氧树脂腻子对裂缝进行封闭，并以每米不少于4个的距离安装灌胶咀。
待环
氧树脂固化后，用恒压注胶器对裂缝进行压胶处理（见右上照片）。
以上工序结束以后，凿除灌胶咀，打磨裂缝外表面，并根据业主的要求：
将85.8米加固段梁下，涂刷老人牌派斯压光乳胶漆进行装饰处理。
四、施工中发现原结构的缺陷问题
对于南港立交的设计承载力问题，一直存在较大的争议。
随着加固施工工序的展开，原结构的缺陷逐渐被发现。
从发现的问题看，施工结构与设计结构相差较大应是一个主要的因素。
我们觉得最大的缺陷是连续箱梁的跨中截面的顶板砼（受压区）厚度比设计厚度减薄了约1/4（见顶板探孔图）。
因此，导致连续箱梁的跨中挠度过大、承载力下降和底板开裂严重。
另一个重要缺陷是箱梁底板砼比较疏松，孔洞较多（见右下照片）。
因此，在张拉纵向预应力束时，容易产生锚下裂纹。
特别是底板纵向钢筋下缘与保护层砼之间存在约5mm高的贯通孔道，估计是在振捣腹板砼时破坏了正在凝固的底板砼所致。
对于第一个缺陷，加固设计采用的是用新浇的桥面钢纤维砼填补梁体下挠的高度，也既是补足梁体受压区的砼厚度。
从现在来看，效果是明显的。
对于第二个缺陷，则是对疏松的底板砼孔洞压注改性环氧树脂进行修补，以提高砼的承压强度。
从张拉纵向预应力的结果看，效果也是明显的。
南港立交的加固施工过程中，除有现场监理进行质量监督以外，还始终处于西南交大的施工监控之下。
对于整个加固施工过程的梁体的变化和加固的实际效果，还可参阅西南交大的施工监控报告。
茂名市公路建设有限公司南海项目经理部
2003-5-25
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