淺析橋梁獨立墩抗傾覆加固施工技術

田守正

摘? ? 要：隨著交通的迅速增加，車輛的負荷也在增加受車輛局部負荷的影響，對單樁橋對面的穩定性非常不利。目前，中國道路標準中沒有關于橫向橋梁穩定的相關規定，國家對這一問題的研究還處于初期階段，沒有相應的加強措施。以北京朝陽區的五座防傾斜橋梁施工為例，分析了單樁橋墩抗傾斜施工技術、技術要點及注意事項，以便參考同類工程。

關鍵詞：橋梁;獨立墩;加固;施工技術

1? 前言

單根支柱支撐的橋梁工程存在很大的安全風險，如何利用建筑技術來加強這些能力已經成為了現代建筑行業的關鍵話題。近年來，我國公布單墩橋梁倒塌事故15起左右，初始設計標準不再滿足重型運輸的要求，為了滿足社會發展的需要，必須單墩橋梁采用加固技術對其進行鞏固。

2? 工程概況

以北京朝陽區四惠大橋抗傾覆加固工程為案例，該工程涉及整座橋梁的5個匝道。根據實際調查計算，雖然單墩柱橋上、下部結構的力學性能能夠滿足橋梁設計規范的要求，但由于橋墩的橫向支撐體系為單支撐，在偏心荷載作用下，其橫向抗傾覆能力較差。由于該橋結構的蓋層不穩定，導致該橋整體抗傾覆穩定安全儲備不足。超載車輛通過時，存在橋梁整體傾覆和墩柱損壞的隱患。因此，在目前情況下，對匝道橋墩柱進行加固是十分必要的。

3? 建立橋梁抗傾覆計算模型

采用空間結構有限元法組建橋梁抗傾覆的計算模型，沿橋向軸，橫向Y軸，縱向Z軸。采用單梁法對主梁進行模擬，在基礎底部嵌入原橋樁基，采用梁單元模擬墩柱，通過考慮三個方向模擬中間墩和邊墩支座的剛度，斜拉橋偏心荷載作用。

4? 獨墩柱抗傾覆加固法

根據四惠橋5座匝道橋計算結果的數據，對不滿足抗傾覆安全系數要求的單墩柱橋進行現場調查分析，了解不同墩柱的具體情況，對抗傾覆進行加固時可以采用這兩種方法，主要有增大獨墩柱截面體積與增設獨墩柱蓋梁兩種。

4.1? 獨墩柱增設蓋梁

獨墩柱增設的蓋梁尺寸為長1.25m，寬1m，單側高1.6m。采用C40自流平無收縮混凝土填充新型蓋梁復合鋼板外部。

4.1.1? 工藝流程

蓋梁新底側板（跨橋方向）→設置張拉錨固區模板→安裝調高支架→澆筑蓋梁混凝土→安裝精軋螺紋鋼筋→張拉蓋梁尾部鋼板（沿橋梁方向）→澆筑錨碇區混凝土。

4.1.2? 關鍵施工工序

（1）鉆成精軋螺紋鋼筋通道，預埋埋鋼管。用水鉆在原墩柱之上鉆預應力精軋螺紋鋼筋孔。每根新帽梁需鉆直徑63m、長度1.5m、直徑57mm、厚度3.5mm、長度1.6m兩個孔，兩端外露部分對稱布置。

（2）安裝新墩頂外鋼板與蓋梁鋼板焊接。外購鋼板在鋼結構廠定做，運至現場之后用滑輪鏈安裝。鋼板安裝之前，將現狀墩柱表面鑿毛，刷改性環氧樹脂粘鋼，做M16錨栓安裝孔。之外鋼板安裝完畢之后，用M16錨栓固定既有墩柱。錨桿布置在墩柱四周，橫向間距30cm，縱向間距50cm。安裝地腳螺栓螺釘后，必須清理地腳螺栓孔，并預注螺栓錨固膠。

（3）混凝土蓋梁。新建蓋梁鋼板外部采用C40自流平無收縮混凝土填充，由泵車泵送，從蓋梁頂部鋼板預留孔灌注。施工之中采用附著式振動器進行振搗。同時在鋼板內側設置工字鋼穩定支架，防止鋼板外凸變形。

（4）安裝并拉緊成品軋制鋼筋。為了降低蓋梁與墩柱鋼板焊接時的焊接應力，提高蓋梁的承載力，在蓋梁內設置預應力鋼筋。預應力鋼筋為032m精軋螺紋鋼筋，長度5m，兩端張拉。理論伸長為11.7mm。支護錨固采用jlm-32，預應力鋼筋采用5.5cm金屬波紋管。

待澆筑的墩柱、蓋梁混凝土達到強度的90%并達到7天之后，兩端張拉預應力鋼筋，張拉完畢之后，及時采用真空注漿封錨。

4.2? 增大獨墩截面積

4.2.1? 工藝流程

施工準備t支架搭設t拆除狀態，墩柱鋼板→墩柱表面清理、鑿毛和鉆孔→承臺開挖→承臺頂面鉆孔并植筋→墩柱植筋T鋼筋綁扎→涂刷新舊混凝土界面膠T墩柱鋼板安裝→加固T安裝調高支座T澆筑墩柱混凝土→墩底混凝土包封→T外包涂鋼板防腐涂料。

4.2.2? 施工關鍵技術

（1）承臺、墩柱表面加固。支排架清理、鑿毛、鉆孔之后，先在承臺頂面畫出墩柱輪廓線，并在原墩柱四周標出待插筋位置。鉆孔后，用鋼筋檢測儀掃描結構之中鋼筋的分布情況。鉆孔時應微調鋼筋位置，避免原主筋在墩柱之內。

承臺鉆孔：之后墩柱增加部分之外鋼箍采用M24錨栓，共4孔，分別位于后墩柱增加部分周圍中點，孔徑2.6cm，深度26cm。增加墩柱預埋縱向主筋采用032mm鋼筋，沿增加墩柱之外輪廓每隔140mm設一孔，共66孔，孔徑3.4cm，孔深32cm。

（2）墩柱鉆孔：墩柱橫向主筋采用012mm鋼筋。每周設置原墩柱10根，縱向間距500mm，共50孔，孔徑1.4cm，植筋主要注意事項：用專用清洗刷和氣泵對已鉆孔的鋼筋孔進行清洗、除塵;預注植筋膠（后三遍不使用），確認無問題之后用注膠槍注射;植筋膠注射之后立即植筋;進行拉拔試驗，合格之后進行整體施工測試。

（3）墩柱鋼板及混凝土施工。墩柱內側鋼板在工廠加工，運至現場組裝。采用M24錨桿與承臺混凝土錨固。澆筑后應進行加固，保證混凝土施工過程之中不變形。混凝土采用C45自流平無收縮混凝土。混凝土澆筑施工后，在墩柱鑿毛面之上均勻涂抹界面劑。在進行澆筑的過程中，墩柱采用吸收式振搗器振搗，保證混凝土、鋼梁與鋼板的緊密連接，保證混凝土澆筑質量。混凝土澆筑面以新墩柱底部鋼板從混凝土面溢出為準。

（4）安裝高度調整支座。在每根單墩柱頂部增加兩個高度調整支座，保證原梁體穩定。在梁底鉆孔，將支架之上套就位，用高強度植筋粘貼。支撐套鉆孔位置準確，保證孔的垂直度和間距。注膠密實，保證支架安裝方向正確，支架凸起的扁鋼板平整度符合規范要求;加大墩柱頂部鋼板的放線定位，放置支架下套管將預先設置好的孔放在鋼板之上，蓋好支架鋼筋板，將螺栓放在支架之下，在支架之下設置鋼筋網;支架之上之下套筒螺栓半緊，之下套筒螺栓與鋼板焊接固定在增加的墩上柱;混凝土澆筑完畢之后，擰緊支架之上之下套筒螺栓，待混凝土強度達到100%之后，將支架解鎖;將支架升高。

5? 加固前后荷載驗算對比

加固完成之后，對每座匝道橋分別進行驗算，按標準荷載驗算，并對特殊結構的傾覆安全性進行驗算以確定橋梁的傾覆安全。在加固獨墩柱之前，先計算獨墩柱在自定義偏心荷載作用之下的偏心承載力。另外，在計算剛架拱橋荷載橫向分布時，工程技術人員和檢測人員通常排除塑性鉸現象。這主要是由于采用彈性支承連續梁進行計算時，過高估計了橋面的連續性。排除塑料鉸鏈的目的是彌補這一缺陷。在該方法之中，有限元模型考慮了整體效應，最終計算結果與實際情況相吻合。

6? 增設柔性警示柱

一般在橋面白線內側增設柔性警示柱，可以有效減弱汽車偏載作用，避免由于汽車偏載嚴重所致的橋梁支座脫空。

7? 結語

目前我國獨墩橋梁雖然能滿足規范車輛荷載作用下的抗傾覆要求，但當車輛超載嚴重時，依舊存在安全隱患。在橋梁結構設計的過程中，考慮箱梁結構的抗剪強度、抗彎強度和抗裂性能，由于墩頂墩梁固結單柱墩的橫向彎矩較大，所以對橋梁抗傾覆性能的研究較少，導致主梁橫向傾覆出現較大安全風險。考慮到上述因素，本文結合實際情況對該橋的抗傾覆能力進行了分析，并制定了具體的處理方案，具有一定的參考價值。

參考文獻：

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