山区桥梁河道内桥墩防护手段综述

谭顺坤

摘 要：山区建桥由于自然条件和工程造价控制等原因，跨河桥梁不可避免在河道内设置桥墩，河道内桥墩会受到不同程度的冲刷、磨蚀与冲撞损伤。针对桥墩所处位置和河流情况，分析受损部位的受损情况和原因，总结出一套科学、可行、经济实用的桥墩防护方式，对今后类似的桥梁防磨蚀、冲撞起到借鉴作用，供相关工程参考。

关键词：河道;桥墩;磨蚀;冲撞;防护装置比较

中图分类号：U447 文献标识码：A

1 概述

位于河道内的桥墩，受洪水特别是洪期河水的长期冲刷、磨蚀及冲撞作用，将会导致桥梁下部结构受到不同程度的损伤，如果这些损伤不能及时处治，将直接影响桥墩承载能力，从而危及整个桥梁的正常使用。结合我省在映汶路、映卧路、雅康路的实践，目前桥墩防护手段主要有：台湾拜特膜涂层、防冲磨砂浆、防冲磨环氧砂浆、单层钢护筒、双层钢护筒、新型单元块防护装置等。

2 防护装置介绍

2.1 台湾拜特膜涂层

主要采用聚脲等高分子聚合物，溶剂及石英砂浆，使墩柱表面形成25 mm的防护层，起到保护墩柱防磨蚀、冲撞的作用。施工要求较高，需在干燥的环境下进行施工。

2.2 防冲磨砂浆

采用抹面施工方法，施工厚度20 mm～35 mm，施工后需养护2d，具有很好的抗裂性能。抗压强度在90 MPa以上，抗折强度在20 MPa以上，具有很好的抗撞击、抗冲击性能，并抵抗长期水的冲刷、磨蚀等。施工要求：（1）基层要求及处理：基层表面应平整、粗糙、清洁、无油污，无浮灰，不应有起砂、空鼓、裂缝等现象。施工前钢丝刷刷毛、水清洗或高压水冲洗，并保持潮湿状态，但不得有明水。界面粘结时，预先涂刷界面处理剂，界面剂按照界面剂：水=1：1，均匀涂刷。（2）材料搅拌：将干粉料：水按质量比100：9.3，称取放置。将实际用水倒入粉料中充分搅拌均匀，搅拌砂浆时间3～6分钟，配好的浆料应保证在0.5～1小时内用完。（3）施工：1）在潮湿的混凝土基层表面先均匀涂刷一遍界面处理剂（界面剂：水=1：1），强修复材料一次施工面积不宜过大，应分条分块错开施工。2）修补砂浆摊铺完毕后应采用压抹进行修补。遇有气泡时应刺破压紧，表面应密实。立面或顶面的面层厚度大于10 mm时应分层施工，每层抹面厚度宜为5 mm～10 mm，不大于15 mm。

防沖磨砂浆对墩柱冲刷、磨蚀有较好的作用，但在墩柱受撞击作用时没有耗能效果。

2.3 防冲磨环氧砂浆

成品环氧砂浆按环氧树脂：专用固化剂3：1（重量比）充分搅拌后形成C组分，取C成分、砂、水泥、滑石粉按1：3：1：0.2的比例充分均匀搅拌，形成成品环氧砂浆。成品环氧砂浆以挂壁方式进行施工，挂壁施工厚度达到15 mm厚时，待其强度达到60%～70%时，沿墩柱方向包裹一层玻璃布，再挂壁施工第二层15 mm厚环氧砂浆，环氧砂浆总厚度30 mm。

环氧砂浆涂层对墩柱冲刷、磨蚀有较好的作用，但在墩柱受撞击作用时没有耗能效果。

2.4 单层钢护筒防护

将钢板围绕在桥墩墩身上，使钢板以钢护筒的形式紧紧环抱桥墩，并在钢护筒外层钢板喷涂防腐材料。单层钢护筒一般采用一层8 mm左右的钢板，并在钢板表面喷涂相关防护材料。钢护筒安装方式：（1）单双层钢护筒均根据工程实际情况，在生产车间，将钢材加工成空心半圆柱体，并运送至工地。（2）通过起吊设备将空心半圆柱体合抱于桥墩上，并通过螺栓连接，使两半圆柱体组成一个整体的钢护筒。（3）在钢护筒与桥墩缝隙之间压入水泥砂浆，使桥墩与钢护筒接触紧密。

单层钢护筒对墩柱冲刷、磨蚀有较好的作用，钢护筒在河水冲刷、磨蚀中表面涂层容易破坏，从而使护筒表面产生锈蚀，影响其使用寿命及美观并造成环境污染，单层钢护筒不具备耗能，同时在冲击作用下护筒内墩柱砼易受损伤。

2.5 双层钢护筒防护

将钢板围绕在桥墩墩身上，使钢板以钢护筒的形式紧紧环抱桥墩，并在钢护筒外层钢板喷涂防腐材料。双层钢护筒内层钢板厚度一般采用4 mm，外层钢板厚度8 mm，并在两层钢板之间灌注耗能材料（PMI、聚氨酯、泡沫铝等，厚度一般为100 mm）。（1）双层钢护筒根据工程实际情况，在生产车间将钢材加工成内、外空心半圆柱体，在内、外半圆柱体内填充耗能材料，并运送至工地。（2）通过起吊设备将空心半圆柱体合抱于桥墩上，并通过螺栓连接，使两半圆柱体组成一个整体的钢护筒。（3）在钢护筒与桥墩缝隙之间压入水泥砂浆，使桥墩与钢护筒接触紧密。

双层钢护筒对墩柱冲刷、磨蚀及抗冲击有较好的作用，但钢护筒在河水冲刷、冲撞、磨蚀时表面涂层容易破坏，从而使护筒表面产生锈蚀，影响其使用寿命及美观并造成环境污染，双层钢护筒具备耗能功能，但由于厚度较大，对墩柱截面增加较大，减小了过水面积，阻水较大。

2.6 新型单元块防护装置

新型防护装置由单元块环绕而成，单元块具体组成为：单元块外壳+耗能填充材料，防护单元块外壳由耐磨材料组成，具有极高的耐磨性能，同时单元块内部填充耗能材料，具有良好的耗能效果，使得桥墩具备较高的抗冲撞能力。

3 桥墩防护手段对比

通过我省在几个项目中桥墩防护的实践，下面就以上防护手段的特点、施工、使用效果及工程费用等进行综合比较如下。

4 结语

随着公路网向山区延伸，受自然条件和工程造价等限制，不可避免的将桥墩设置于河道内，位于河道内的桥墩会受到不同程度的磨蚀、冲撞的威胁，为确保山区桥梁的安全和墩柱的使用寿命，必须研究一种行之有效的桥墩防护方式。通过以上六种桥墩防护方式对比分析，可根据桥梁所处河流特点、桥墩损伤情况、工程费用等情况综合比较选用，同时由于桥墩的磨蚀损伤机理较复杂，桥墩防护技术还需要进一步探索和研究。

参考文献：

[1]曹海燕.铜陵长江公路大桥桥墩局部冲刷及安全防护实践[J].治淮，2020（10）：50-52.