某空心薄壁桥墩维修加固方案探讨

苏 龙，周礼平

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳，550001)

某空心薄壁桥墩维修加固方案探讨

苏 龙，周礼平

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳，550001)

某空心薄壁桥墩由于受到爆破飞溅块石的撞击，导致桥墩墩壁被砸穿并出现3 m×2.3 m的孔洞。以该空心薄壁桥墩为工程背景，对桥墩病害进行了全面检测和分析，得出了采用在薄壁桥墩内部灌自密实混凝土和外部外包钢筋混凝土两种加固方案。通过对两种加固方案的反复比选和探讨，最终采用了安全可靠、经济实用的维修加固方案。该事故的应急抢险维修加固方案为高速公路桥梁的养护和类似桥梁的维修加固提供了宝贵经验。

空心薄壁桥墩;自密实混凝土;维修加固

0 引言

白层大桥上部构造采用(4×40+4×30)m预应力混凝土连续T梁，为先简支后结构连续，共分2联，下部构造桥墩采用双柱墩、实心墩、空心薄壁墩，桩基础;桥台采用U台扩大基础。其中3#墩为空心薄壁墩，墩梁固结，墩高68.35 m。由于爆破公司在白层大桥0#台旁进行爆破施工，飞溅出来的块石砸中3#桥墩，造成3#桥墩严重受损(现场照片见图1)，对桥梁安全构成严重威胁。现场立即采取了封闭交通的管制措施，同时业主要求对该桥进行应急抢险检测和维修加固处理。

图1 破损后的3#桥墩

1 外观检测

1.1 桥梁病害现状

(1)上部结构

发现上部结构仅有1#～4#主梁跨中底部出现一条长3 m，宽0.08 mm的纵向裂缝，其它部位未出现明显病害。

(2)下部结构

通过对该桥第1联下部结构的病害检测，发现2#桥墩承台角部位置出现37 cm×50 cm×47 cm的局部缺陷;3#墩盖梁顺桥向小桩号侧、大桩号侧均出现竖向裂缝，最大裂缝宽度0.3 mm;3#桥墩顺桥向小桩号侧出现3 m×2.3 m的不规则孔洞，并在小桩号一侧与右侧面的交界位置出现3.3 m× 0.68 m的局部混凝土破损;小桩号侧和横桥向右侧均出现竖向裂缝，最大裂缝宽度达到1.5 mm，详见图2。

1.2 承载能力验算

通过对桥墩进行病害检测，并对桥墩截面进行折减换算，采用结构分析软件对3#桥墩进行结构分析，计算参数根据《白层大桥二阶段施工图纸》进行选取。通过计算，事故发生前后3#桥墩孔洞位置抗压承载能力与荷载效应计算见表1所示，通过抗压承载能力系数可以看出，事故发生后3#桥墩的承载能力大幅降低，由 5.89降低到3.29。

表1 3#桥墩计算结果对比表

1.3 检测结论

根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG /TH21-2011)，3#桥墩构件评分为43分。该构件技术状况评定为四类，故必须对该桥进行交通管制，并对3#墩进行加固处理，2#桥墩承台局部缺陷采用修补处理，而1#～4#主梁和3#墩盖梁裂缝均属于原有施工裂缝，与本次事故无关，可对其裂缝采用封闭和灌浆处理。

2 维修加固方案

在对3#桥墩进行维修加固前，根据主梁、墩柱、承台和盖梁的病害现状，对1#～4#主梁和3#盖梁出现的裂缝进行封闭、灌浆处理，对2#墩承台角部位置的局部缺陷采用环氧砂浆进行修补。

本文重点分析和研究3#薄壁桥墩的维修加固处理方案，考虑到该桥3#桥墩承台桩基础已经嵌入中风化灰岩，地质条件好，经计算，桥墩增加一定自重，桩基承载能力依然能满足要求。故本文提出了内部灌自密实混凝土和外部外包钢筋混凝土两种维修加固方案。

2.1 内部灌自密实混凝土

3#墩柱被砸孔洞后，孔洞等处部分钢筋失去作用，部分截面减小，墩柱的抗压承载力、稳定性减小，为了增大墩柱承载力，将1#隔板以下空心段设计为实心墩，即1#隔板以下填充自密实混凝土，对破损的孔洞进行局部植筋并修复，使新老混凝土粘结后形成整体，共同承受该桥上部构造恒载及活荷载。具体施工流程见图3。

2.2 外部外包钢筋混凝土

由于被砸桥墩孔洞处部分竖向主筋从套筒内脱落，且部分钢筋出现弯曲、断裂等情况，应对弯曲钢筋进行拉直处理，套筒与主筋应进行规范的有效连接，对断裂钢筋应进行焊接处理并采用C50混凝土对孔洞进行修复，最后在桥墩底部20 m高度范围内通过植筋并外包厚度为20 cm钢筋混凝土，通过增大薄壁桥墩的截面，达到提高承载能力的目的。其桥墩横断面布置图见图4。

图3 3#桥墩维修加固方案一施工流程图

图4 3#桥墩维修加固方案二横断面布置图(单位:cm)

3 维修加固方案比选

通过对该桥病害原因分析，针对应急抢险工程的实际特点，在维修加固设计阶段对3#桥墩上述两种维修加固方案进行了详细比选，并在专家评审会上经过激烈讨论和研究，最终确定方案一作为3#桥墩的维修加固方案，详见表2。

4 结语

本文根据事故桥梁应急抢险检测病害的分析，提出了对3#桥墩进行维修加固的两种方案，并从工期、造价和施工优缺点等方面进行了比较，最终确定的方案一不仅经济适用、工期短，同时其加固效果极好。维修加固后的荷载试验检测结果表明加固后的桥墩承载能力及其它各项指标均能满足设计荷载等级要求。其维修加固方案为高速公路桥梁的养护和类似桥梁维修加固提供了宝贵经验。

U445.7+2

B

1009-7716(2015)04-0135-02

2014-12-12

苏龙(1981-)，男，湖南益阳人，硕士，高级工程师，从事桥梁检测、维修、加固工作。

表2 方案比选表