獨柱墩橋梁抗傾覆原因分析及加固措施研究

張添嘉

關鍵詞：獨柱墩橋梁抗;傾覆原因;加固措施;研究

引言：在城市規劃建設中使用獨柱墩橋，可以在增多城市通道的基礎上，避免城市交通系統出現堵塞問題，由于獨柱獨柱墩橋的空間限制比較小、便捷性比較高、比較美觀、造價成本價格比較低，已經大面積應用在交通建設中，能夠減少橋梁結構的占地空間，在比較狹小的空間對獨柱墩橋進行澆筑處理，可以促進城市交通發展。

1獨柱墩橋梁抗出現的傾覆問題和原因

1.1主梁傾覆

在獨柱墩橋梁的建設過程中，支座的間距設定值不應該設計的過大，若是主梁位置通行了出現嚴重超載問題的運輸車輛，或是由于堵車造成大量車輛滯留在該位置，在主梁截面穩定性不滿足預期設計要求的情況下，主梁位置容易出現傾覆問題。

1.2橋墩側傾

如果獨柱墩橋梁由于單側覆荷載力過大使得主梁發生轉動問題，在轉動角度不斷增加的情況下，水平力也逐漸升高，在水平力達到較大數值時，橋墩承載的彎矩比較大，受到獨柱墩橋自重的影響和巖土約束力，橋墩需要承載的水平壓力升高，在水平壓力超出橋墩可承受限值時，橋墩將會出現側傾問題。

1.3蓋梁傾覆

如果獨柱墩橋梁的主梁受到扭矩影響，將會產生扭轉變形問題，主梁會因扭轉產生扭轉角，若是扭角過大，將會使蓋梁的一側支座發生脫空問題，若是一側位置的支撐力逐漸升高，蓋梁位置需要施加一定的豎向力，蓋梁將會受到彎剪影響發生破壞問題，從而使整個橋梁出現失穩問題。

1.4支座擠出問題

如果獨柱墩橋梁的單側傾覆荷載力過大，將會造成主梁發生轉動現象，支座將會在水平界面產生切向變形問題，若是水平壓力過大，支座可能會出現滑移問題，受力位置與預期設定受力區域存在偏差，將會導致獨柱墩橋結構體系發生變化，在支座受力情況不斷提升的情況下，支座將會出現擠出問題，也會造成橋梁發生失穩問題。

2加固處理獨柱墩橋梁的方式

2.1設計工程加固方案

工作人員應該依照《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁施工設計規范》的規定，優化解決獨柱墩橋梁抗傾覆問題的方式主要包括三類，第一類，這種方式的特征是優化改變結構受力體系，優化改良結構破壞方式，比較適合運用在高墩建設中。 第二類，需要將獨柱墩的單支受力位置轉化為雙支點受力位置以及三支點受力位置，這種方式的應用優勢在于不會直接改變橋梁結構的受力情況，能夠進一步提升抗傾覆處理能力，減少抗傾覆能力，但是會對橋下空間進行壓縮處理。

第三類，設計冗余約束力，工作人員應該盡量提高冗余的約束力，但是應該盡量減少抗傾覆能力。在設計加固處理、改造方案的過程中，應該堅持安全原則、經濟原則、美觀原則，需要充分考慮橋梁的功能需要、施工可行性、檢查養護處理要求以及美觀設計要求，確定一個經濟適用性比較高的施工方案。在設計加固處理方案的過程中，需要盡可能確保原結構的支撐體系處于穩定不變的狀態，應該使用原本獨柱結構進行橋墩優化改造，將獨柱單支座體系更改為橫向多支座體系，或是使用原本用于過渡的墩以及橋臺進行構件優化改造。在設計加固方案以及施工方案時，需要防止因為結構變更、改造設計產生新型問題，需要制定一些比較專業的施工建設方案，進一步提升獨柱墩橋的整體施工質量，結合國家規定的設計指南確定工程指導思想以及本橋處理位置，在優化改造的過程中，應該將獨柱墩的墩頂設計為鋼蓋梁，需要在原支座附近位置增設一些支座，可以在活載狀況下進行受力，能夠在原恒載影響下新增支座不需要參與受力，能夠進一步提升抗傾覆系數，應該在橋墩兩側位置和梁體之間設置一些抗傾覆拉桿。

2.2抗傾覆研究

在確定好加固處理方案以后，需要對新結構展開抗傾覆設計和結構計算，在加固處理之前，應該設置一些雙支座以及單支座。值得特別注意的是，需要使用三個支座，在整體梁轉向左側傾覆處理以后，右側支座應該保持在脫空狀態，不需要參與到受力之中。在整體梁直接轉向右側傾覆處理以后，左側支座會發生脫空問題，因此工作人員需要對雙支座體系開展受力分析。在處于持久情況下，橋梁結構體系一般不會出現變動，應該在作用力的影響下，獨柱墩橋的單向受壓支座始終處于受壓情況。依照作用標準知進行組合處理的過程中，應該在充分考慮汽車荷載力的基礎上，保證整體式截面的簡梁以及連續梁具有的永久作用、可變作用不受影響。

2.3增設鋼蓋梁

在建設獨柱墩橋梁的過程中，通過增設鋼蓋梁、及時更換橋梁支座，在箱梁位置出現問題時及時進行檢修處理，能夠對橋梁起到加固處理的作用。在增設鋼蓋梁的過程中，首先需要對橋梁基底位置進行處理，在完成鉆孔處理、抱箍處理、鋼蓋梁安裝以后，應該使用一些膠黏劑在橋梁中植入足夠數量的化學錨栓，運用壓力注漿法檢查施工質量，在漿液經過靜置已經處于固化狀態時，應該提前安裝支座，增設鋼蓋梁，并對鋼構件開展防腐處理，最后對增設鋼蓋梁的施工流程進行質量驗收。

2.4增設抗拉拔裝置

在建設獨柱墩橋梁的梁底位置時，應該安裝一些抗拉拔裝置，抗拉拔裝置的主要構成部分是錨固鋼結構以及銷軸，錨固鋼結構通常可以劃分為上部分以及下部分，一般會利用銷軸連接上下部分。在處理錨固鋼結構時，需要將植入的化學螺桿和箱梁結構、橋墩結構連接在一起，鋼爪一般主要由3塊鋼板構成，工作人員應該將鋼板焊接處理在錨固基底板位置上，能夠起到加固橋梁的作用。增設抗拉拔裝置時，首先工作人員需要進行施工放樣處理，其次，應該在鉆孔處理以后使用螺栓進行連接，再次，安裝足夠數量的抗拉拔裝置以及銷軸，最后進行質量驗收。

2.5增設樁柱

為了進一步提升獨柱墩橋梁的安全穩定性，應該盡量降低橋墩立柱所承擔的偏心受壓作用力，由于匝道橋梁以及箱梁底部比較狹窄，工作人員應該確保樁基間距不變的基礎上，結合實際情況進行植筋處理，將橋墩位置的箱梁以及橫梁的長度增加，在獨柱墩橋梁的外側位置或者內側位置增設適量的橋墩，通過增加合適的橋墩數量，將獨柱橋墩更改為雙柱橋墩，能夠有效提升箱梁位置的扭矩力。在橋梁箱梁位置以及橫梁位置需要進行接長處理時，為了能夠避免澆注質量受到影響，應該暫時封閉橋梁位置。

2.6增加墩柱的截面面積

工作人員通過增加橋梁墩柱的截面面積，在橋梁墩頂位置新增設兩個板式橡膠底座或是盆式橡膠底座，運用多個支點進行支承處理，需要新增一些結構植筋、橋墩結構、承臺連結，使之成為一個整體。這種方式的優化改良效果比較好，經濟適用性比較高，后期維護起來比較方便，經過優化改造以后橋梁更加美觀。在施工處理過程中，工作人員首先需要先進行施工準備工作，在柱墩基礎位置進行開挖處理、在承臺面露出以后，需要對橋梁墩柱位置、承臺位置進行鑿毛處理，對鋼筋實施綁扎處理、在進行植筋操作以后，需要新增設一些截面立模，運用混凝土進行澆筑處理，隨后需要進行養護處理，在完成新增支座的安裝工作以后，需要進行驗收處理。

2.7對橋梁裂縫進行補強處理

正常情況下，橋梁結構在出現傾覆風險之前，需要發射一些預警信號，獨柱橋墩橋梁將會出現砼裂縫問題，施工單位需要對裂縫問題實施全面分析，應該對橋梁施工位置的安全穩定性具有一定了解，運用補強加固舉措優化改良裂縫問題。若是混凝土結構的裂縫位置地域0.05毫米的時候，幾乎不會影響獨住墩橋梁的安全穩定性，因此不需要進行加固處理，如果混凝土裂縫寬度已經超出0.05毫米的時候，應該在橋梁表面位置對接縫實施密封處理，若是裂縫寬度過大，應該在裂縫位置填充一些鋼筋結構。

在進行封縫處理的時候，施工企業應該先運用鋼絲刷清理砼表面，在運用流動水實施沖刷處理時，應該在裂縫表面適當涂抹一些含有聚合物的水泥材料，在涂抹過程中應該緊貼裂縫位置進行處理。在運用玻璃四部創建封閉環境，優化處理好封縫工作，若是橋梁砼的縫隙比較大，應該實施灌縫處理。在進行灌縫處理時，需要先清理干凈間隙位置，將準備好的丙酮溶液緩慢的倒入在間隙位置中，然后在鉆孔區域運用環氧水泥實施灌漿處理，直到灌滿即可以終止灌縫操作。

2.8體外預應力加固技術

通過使用體外預應力加固技術，可以節省施工成本，而且能夠進一步提高墩柱的預應力大小、承載能力，剛度值，有助于避免橋梁墩柱由于過度疲勞存在問題。例如：在使用混凝土材料之前需要在準備階段進行張拉處理，工作人員應該詳細的記錄下來有關數據，從而提升混凝土施工質量。

3加固施工時需要注意的事項

在增設抗拉拔裝置施工之前，技術人員需要先利用無損檢測技術對橋梁原有結果鋼筋實施定位處理，盡量不要在橋梁原有結構鋼筋位置設計孔位，在確定好孔位以后，應該在抗拔鋼板位置上實施開孔處理，防止對橋梁原本的受力鋼筋產生不利影響，在安裝抗拔拉構件之前，最好提前在水泥構件上先開展抗拉拔試驗，在確定無誤后再在橋梁上增設抗拉拔裝置。

在增設蓋梁的時候，工作人員需要重點考慮現有預應力大小和施工預應力存在的差值，在對植筋位置進行鉆孔處理時，應該盡量降低對原本結構鋼筋的損傷，挑選一些強度比較高、密度比較大的鋼筋實施綁扎處理、焊接處理。在增設蓋梁時，需要保證橋梁新舊支座在受力上處于一致狀態，在確保植筋施工質量不受影響的基礎上，保證新舊蓋梁可以形成緊密結合的狀態。

在獨柱墩橋梁單側位置增設樁柱的過程中，施工人員應該結合橋下空間面積、地質條件、施工情況，選擇適宜性比較高的機械設備，盡量做到不會對原有橋梁安全穩定性產生負面影響。在設計箱梁以及橫梁的接長時，需要確保植筋施工質量不受影響，保證新舊砼在出現收縮現象、徐變現象時不會導致橋梁出現開裂問題。

結論：綜上所述，獨柱墩橋梁在長時間使用以后，容易出現傾覆問題，為了避免橋梁傾覆產生安全事故，有關單位應該通過增設抗拉拔裝置、增設鋼蓋梁、設計加固方案，從而提升橋梁加固處理效果，為行人、車輛提供通行安全保障。

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