独柱墩增设钢盖梁连接方式浅析

四川公路桥梁建设集团有限公司，四川 成都 610000

独柱墩形式桥梁被国内外广泛采用于城市立交以及公路跨线上，其截面形式流畅，造价节约，形体美观，尤其是独柱墩对桥下空间的占用非常小，这使得前些年独柱墩桥梁大受欢迎。然而近些年来经济迅速发展，随之而来的交通车辆不断增多，这也对城市立交及公路桥梁承载能力提出了更高的要求。与此同时，由于城市道路交通四通八达，车辆超载的监管力度有限，难以达到全面的覆盖，从而导致许多严重超载的大型车辆在通行桥梁的时候，对桥梁造成一些设计规范以外的过载。这些设计规范考虑以外的超载，对于一般双柱或多支承的桥梁来说，其大量的设计荷载安全储备使得桥梁在极端超载的情况下仍然能保持正常工作状态，不会出现安全事故，但对于独柱墩桥梁来说，其独特的支承体系抗扭能力不算强就决定了它在极端超载和偏载的共同作用下是非常不利，在这种情况下其梁体倾覆的发生往往早于结构本身破坏，使得其承载能力的安全储备并没有发挥应有的作用，并且梁体的倾覆往往没有征兆的，这对人民群众和国家的公共财产产生了极大的威胁，故2019 年以来全国各地积极展开排查，运用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）对既有独柱墩桥梁进行横向抗倾覆验算，对于验算结果不满足规范的抗倾覆两个特征的桥梁，根据其具体的情况分别采用不同的方式进行加固，使得其满足设计规范的要求，而在独柱墩增设钢盖梁就是一种较为常规的加固方式［1-2］。

增设盖梁是对于独柱墩桥梁原墩柱承载力设计值安全储备较大时的一种常规加固手段，由于增设盖梁改变了原墩柱的受力状态，在竖向上由轴心受压变成了偏心受压，这对原墩柱的抗弯能力就有一定的要求，在满足原墩柱的偏心受压承载力的情况下，增设盖梁就成为了一种行之有效的手段，能尽可能的减小对桥下净空的影响，同时增设盖梁施工周期段，对桥面上的交通影响较小，特别是采用钢结构盖梁，只需在工厂进行加工预制，运输到现场进行拼装，大大缩短了施工的周期。并且钢结构盖梁自重较小，对原结构墩柱增加的额外的恒载较小，这对原墩柱也是较为有利的。

在采用增设钢结构盖梁对原独柱墩进行加固时，钢盖梁与原墩柱的常用连接方式大致可分为如下几种：

1 原墩柱两侧连接牛腿支架（简易钢盖梁）

对于某些墩柱截面为矩形的独柱墩，在新设增设支座反力较小时，可在原墩柱横桥向两侧（或一侧）设置型钢牛腿支架，在支架上安装增设的支座及后续施工。型钢牛腿支架采用锚栓直接与墩身连接，其优点在于装置简易，施工周期短，成本较低，但是对于支反力的适用范围较小，竖向力全部由锚栓抗剪承担，同时靠近上部的锚栓会承受拉应力，需验算锚栓的抗剪及抗拉承载力是否满足要求［3］。

2 通过刚抱箍（套筒）与原墩柱进行连接

当原墩柱为圆形截面或增设支座的支反力较大时，可考虑采用钢抱箍或套筒与原墩柱进行连接。钢抱箍（套筒）盖梁在工厂分两半进行焊接预制，然后运输到现场进行拼装，在钢抱箍（套筒）与原墩柱连接时，较为常用的有以下几种方式：

（1）通过锚栓将抱箍（套筒）与墩身进行连接，锚栓均匀分布在墩身上部表面区域，竖向荷载全部由锚栓承担，需验算锚栓抗剪承载力和锚固深度。其优点在于受力体系明确，但在施工过程中，必须要确保锚栓孔与抱箍（套筒）开孔精确对应，较为繁琐。

（2）通过在抱箍（套筒）顶部设置竖向加劲挂钩来与墩身进行连接，此种方法可根据荷载计算结果适当调整加劲挂钩的道数及尺寸，受力体系较为明确，施工便捷易操作。需要注意的是在加劲挂钩与墩顶面连接处进行适当处置（如垫钢板等），确保墩顶混凝土不被局部压坏。

（3）利用环氧树脂粘钢胶将抱箍或套筒与原墩柱进行粘结。环氧树脂粘钢胶具有强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，被广泛应用于钢筋混凝土结构加固工程，与混凝土及钢材表面均有良好的结合能力，但在采用此方式进行连接时，需考虑混凝土表层被拉或剪导致脱落的可能。

在实际独柱墩增设钢盖梁的工程中，通常并非只采取单一一种方式将钢盖梁与墩身进行连接，而是将上述方式进行组合，如采用锚栓+环氧树脂粘钢胶；加劲挂钩+环氧树脂粘钢胶等组合方式，充分利用其优点，尽量避开其缺点从而达到独柱墩增设钢盖梁加固的目的，同时还应根据理论计算结果及实际现场状况条件来选择合适的连接方式。