浅析城市绕城高速公路独柱墩桥梁加固工艺与施工

2018-04-25潘小雪

智能城市 2018年6期

潘小雪

中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆 400000

城市绕城高速公路的独柱墩一般是通过单柱单支点的结构来支撑梁板以上的结构内容的，连续箱梁的高架桥的桥墩会使用独柱墩和双柱墩两种模式，而少于三车道的窄桥会在原道路的中心安置独柱墩，因为独柱墩桥梁可以很好地调整下部结构布局，同时具有不影响视觉、外形优美以及成本低等特点而在城市绕城高速公路的各种桥梁中得到了非常广泛的应用。但是因为独柱墩桥梁横桥向一般使用单支点作为受力点，在超载车辆不按规定行驶的时候，桥梁结构因为无法支撑而出现桥梁外侧超载、内侧卸载的偏载现象，一定程度上会导致支座脱空情况的产生，严重的结果会使得梁体倾覆失稳，最终造成无法避免的事故。

1 工程概况

简蒲高速公路土建12标的独柱墩桥梁位于四川省眉山市悦兴镇悦兴互通，其主线桥有四孔独柱墩，采用了现浇连续箱梁的结构模式，为了阻止其在特定的环境下发生倾覆，保障上部结构的安全性，在第一个和第三个独柱墩的承台上钻孔进行植筋，两边设置直径为70em的钢管混凝土墩，在土墩的上面安装板式橡胶支座，同时在桥台面上安装防倾覆和防拉的相关设备，已完成其加固工作。

2 加固工艺与施工控制

2.1 预防分析

预防独柱墩桥梁发生坍塌的情况应该从以下方案进行探讨，先对独柱墩桥梁加固以加宽墩柱的截面，墩顶加装盖梁的同时加装双支座；环形钢筋和钢板可以提高箱梁截面的抗扭性能，以此确保桥梁的横向安全性。为避免超载和偏载现象，应该在桥梁上面安装相对应的限高牌和限载牌。指定相关的维修和管理人员对桥梁进行定期养护，同时安排专业人员定期对桥梁的安全性能进行检查和监督。除此之外，一定要根据桥梁的实际情况来确定与之对应的加固方案，为确保桥梁的横向安全，同时降低桥墩承受压力程度，可以在桥墩的两侧增加钢管混凝土立柱，同时在桥台添加箱梁和桥台防倾覆连接装置。钢管混凝土立柱可以根据情况加装在原承台上，通过植筋的方法把柱脚和承台连接起来。使用合理直径的螺旋钢管来确保钢管立柱的可用性，在钢管里面加装植筋来确保钢管立柱和承台能够非常稳定地连接在一起，把板式橡胶支座添加在钢管混凝土立柱的最上面。可以添加套箍横向连接梁来保证下部结构的整体安全性，让新旧钢管混凝土立柱连接在一起，同时在桥台添加防倾覆和防拉设备以对其进行加固。

2.2 检算独柱墩结构桥梁

防倾覆的验算一般是根据Ansys有限元程序来对结构受力进行有效分析的，同时对于超载车和结构自重方面也要根据规范来进行验算。选择比较具有典型性的车辆来实施运营检查，同时对其算的步骤做好记录。

一种方法是通过 Midas有限元计算软件，使用单梁法构造模型，上部活载按照170t重车连续偏载的形式安排在桥面上，通过加固前后桥台支座的数据得出反力见表1。

表1 加固前后桥台支座反力

由表1可以看出，在桥台支座不产生负反力的情况下，一定要在桥台增加抗拉设备。

另外一种办法是参考相关规范来对其验算，采用 Midas构建模型来推算出每个桥墩和支座在加固前后的支座反力，以此得出倾覆安全系数（见表2）。

表2 加固前后的安全系数

根据表2可以发现，加固以后的安全系数大于2.5，所以比较安全。

验算结论表明，在原桥结构中如果出现了超载荷载的现象，应该慢慢增加横向扭转趋势，根据空载侧边支座的负筋来产生拉应力，以此保证体系的相对平衡和稳定。在验算钢管柱抗倾斜时需要增加钢管柱，桥梁支座在桥梁超载车的荷载情况下会表现出脱空的现象，在桥梁即将倾斜的时候增加钢管墩，以此来提高桥梁的抗倾覆能力。

2.3 过程控制

先确定安全有序的施工步骤，然后根据步骤来进行施工安排。施工所用过的植筋结构胶选择具有连续和耐久性能的A级改性环氧树脂类植筋结构胶。钢管混凝土墩钢管顶和箱梁底板之间的长度为14.4cm,详细量出一号和三号墩柱箱梁底面与钢柱底面之间的长度以后再安排施工，以便更好地安排钢管混凝土墩外套钢管的下料方法。一些应该使用边缘加工的零件最好使用半自动切割、坡口机以及自动切割等方式，尺寸和角度参照样板控制破口的尺寸和角度。钢管各个构建的组装中，其允许的偏差应该在标准中规定的范围之内，一二节的钢管之间的焊接等级为一级，外观要求具有一定的光滑度。支座的高度应该契合楔形钢板，把调整好的支座投入到活动限位板的焊接中。

在对钢管混凝土墩外套钢管进行下料的过程中，要根据其结构特征来选择相对安全保险的施工措施。在钢管管内浇灌混凝土的时候也要对其验收过程有所保障，制造钢管构建时要及时对钢管内的杂物进行处理，以此保证钢管内部的清洁。在仔细检查了各个零部件以后再对钢管构构件进行组装，严格按照相关规定进行钢管各个构件的焊接。吊装钢管构建时应该提前把封管口包好，根据钢管的受力能力和临时固定措施来合理避开顶部支座的安装设备。根据泵送顶升浇灌法来浇筑钢管混凝土，钢管在靠近地面区域的过程中安装带有闸门的进料支管，同时开启底端外部振捣器，在钢管离地面仅有1m的时候安装带有闸门的进料支管，将其连接在泵车上，在泵车饿混凝土连续灌入钢管灌的时开启底端的外带振捣器。及时检查墩顶混凝土的质量以避免出现溢出混凝土的现象。确保混凝土顶部和盖板之间是密不透风的。检查墩顶的混凝土质量来确保其时刻保持着强度，在泵送前把钢管和底部承台钢板焊接起来，在安装钢管时严格按照规范来安装和连接钢管顶部的盆式支座。

施工控制的一个非常重要的内容就是对于材料的控制和管理，选择植筋结构胶时不能在施工现场进行添加。选择植筋施工技术的时候，先将钻孔清理干净，可以借助硬鬓毛刷来对其清理，也可以用吹风机类设备吹走孔底的灰尘，清理的同时也要保证孔内的干燥性。灌胶时在灌到孔深的三分之二处插入锚筋即可，在胶液还没干的时候对其施工质量进行检验，对材料进行抽样来检验其性能是否满足规范，一定要确保材料的抗剪强度，检验施工质量的同时也需要确保植筋焊接是完整的。