桥梁墩柱加固施工关键技术研究

徐海明

（唐山公路建设总公司，河北唐山 063000）

0 引言

墩柱是桥梁结构中的重要组成部分之一，其主要作用是承受桥梁上部结构传递的荷载，当墩柱出现病害时，会对桥梁结构的稳定性和耐久性造成影响，因此必须采取有效的方法和措施处理墩柱病害问题，从而达到加固的效果，使结构更加稳定。

1 工程概况

某桥梁工程为立交桥，上跨快速路，2009年8月末正式建成通车。该桥主跨采用的是变截面预应力混凝土箱梁，下部基础为嵌岩桩，按照城-A级荷载设计，行车速度为80km/h。经过长时间的运营，该立交桥出现一些病害，由相关检测机构出具的检测报告可知，该桥梁底局部露筋，并存在麻面现象，T梁伸缩缝两侧存在竖向移位的情况，T形刚构的最大沉降量为6.8cm，边跨尾端上翘，幅度为20mm。较为严重的病害为结构裂缝，出现在右幅T形刚构墩柱与梁体结合部位，呈现为横向分布，数量较多，分布范围在3.0m左右，最宽的裂缝为0.2mm。梁底板位置处有4条斜向裂缝，宽度约为1.0mm。为确保桥梁结构的整体稳定性，要采取有效的方法，加固墩柱，消除裂缝。下面重点对桥梁墩柱加固施工关键技术展开分析。

2 桥梁墩柱加固施工关键技术

通过现场勘察，结合桥梁检测报告，经过分析后找出该桥墩顶开裂的原因，具体如下：恒载不平衡、刚度变化不合理、车辆超载等。因此决定采用增加截面、植筋、体外预应力综合加固的方法对该桥的病害加以处理，提高其结构稳定性。

2.1 裂缝修补技术要点

针对该桥梁墩柱顶部及附近梁体的裂缝病害，通过表面封闭的方法予以修补，具体的操作要点如下：

（1）沿着裂缝方向，使用风镐开出V形槽，深度控制在3.0cm，外口的宽度为4.0cm[1]。开槽时，先沿着裂缝打开，然后向两侧扩宽。通过压缩空气，将槽内及周围的碎石屑吹扫干净，松动的块体必须除掉，以免影响裂缝修补质量。用钢丝刷蘸丙酮，擦洗缝隙两侧并保持槽内干燥。

（2）按照适宜的配比，配制环氧树脂砂浆，水泥选用42.5#普硅水泥，砂选用中砂，用前以清水冲洗，烘干。将加入丙酮的环氧树脂通过水浴的方法加热融化，向其中加入水泥和砂，搅拌均匀即可。

（3）涂抹环氧树脂砂浆前，可以再用丙酮对槽壁和槽底擦拭一遍，待干燥后，用抹刀将砂浆填入槽内，抹压同步，填满V形槽后，刮平，消除小孔和气泡。槽内填入砂浆的厚度应控制在2.0cm[2]。当裂缝封闭完毕后，待环氧树脂砂浆完全固化后，采用无损检测中的超声波检测法检查桥墩，结果显示无裂缝，说明裂缝修补成功。

2.2 植筋加固

2.2.1 基层处理

植筋加固前，先在新老混凝土接触面上开设宽度为22.5cm、深度为2.0cm的剪力槽。由专业的测量小组负责在墩柱上测量放样，准确标出剪力槽的位置后，用砂轮机切线，通过电锤开凿，达到尺寸要求为止。剪力槽开好后对墩柱加厚混凝土的一侧做凿毛处理，将混凝土表面清理干净。

2.2.2 定位钻孔

（1）以设计要求作为主要依据，在现场准确标示出钻孔位置，当孔位处的基材内部有受力钢筋存在时，要对孔位适当调整。需要注意的是，孔位必须在箍筋或分布筋的内侧。

（2）本工程中，植筋钻孔选用的风钻成孔的方法，当钻进过程中遇到钢筋时，可适当调整孔位避开钢筋。根据设计要求，合理确定钻孔深度，当设计无特殊要求时，可采用15d。若是实际所需的锚固力较小，则可依据螺栓的长度来确定钻孔深度，需要注意的是，最低不得小于5d[3]。

（3）当孔位钻设完毕后，对孔径、孔深进行检查，确认合格后，用压缩空气扫孔，将孔底的粉尘清除干净，使用毛刷将孔壁上的浮灰刷净，再用压缩空气吹扫，如此反复3次左右即可达到清孔效果。当孔内无灰尘和碎屑时，用丙酮擦拭孔壁，并对孔口临时封闭。

2.2.3 植筋

（1）在植筋前，对钢材除锈，并将表面的油污清除干净，使用角磨机打磨出金属光泽。随后按照产品说明书配制锚固胶，在配胶的过程中，为确保搅拌均匀，可以采用机械搅拌器。

（2）对垂直孔植筋时，可将植筋胶流入孔内；水平植筋孔用钢筋配合干净木板，向孔内捣胶。当胶液充满孔内便可插入植筋，操作时，旋转钢筋，或是用水锤将钢筋打入植筋孔。

（3）植筋胶在孔内需要一段时间后才能彻底固化，在这个阶段，不得扰动孔内植筋，当植筋遭到较大幅度的扰动时，必须重新植入，以确保植筋质量。植筋施工完毕后，要随机抽检，可采取拉拔试验的方法，加载至设计值即可，按照检测结果判断植筋是否可靠[4]。

2.2.4 注意事项

（1）作为植筋的钢筋要以螺纹钢作为首选，使用前必须将表面的油污、锈迹清除干净；为使孔壁具有足够的粗糙度，要采用冲击钻钻孔，且保证孔径、孔深与设计要求相符。

（2）植筋胶必须充分搅拌，混合均匀后方可使用；插筋时不宜用力过猛，可旋转缓慢插入，当植入的钢筋直径较大时，可对裸露在外的端部进行敲击，保证钢筋能够全部插入孔内。

2.3 体外预应力

（1）采用千斤顶张拉，油泵为高压电动油泵，压力表的精度应达到1.5级以上，最大量程为60MPa[5]。

（2）由专人负责使用和管理施加预应力所用的机具设备，并定期校验和维护，同时还要对千斤顶、压力表等配套情况进行校验，以此来确保张拉质量。经过标定后的千斤顶、压力表，要根据标定结果配组使用，避免错用[6]。

（3）在体外预应力施工过程中，张拉机具要与锚具配套，设备进场时应检查校验，确认合格后才能使用。对于长期不用的张拉设备，在重新使用前必须校验，看是否符合使用要求。张拉机具使用期间，可按照实际情况确定是否需要校验。存在以下情况下时必须校验：千斤顶使用6个月以上或使用次数超过200次[7]。

（4）在对预应力筋下料时，可按照设计要求，使用切割机将预应力筋切割成所需的尺寸，随后以人工的方法穿束，此项工作必须在混凝土浇筑施工前完成；张拉预应力前，要对参与施工的人员以书面的形式开展技术交底，要配备专业的预应力施工人员，确保预应力张拉质量。需要特别注意的是，操作张拉机械设备的人员要培训后方可上岗。

（5）当混凝土强度达到设计强度的95%以上时，便可进行张拉。正式张拉前，要对钢绞线的理论伸长值准确计算，当张拉时，超出伸长值要及时查明原因，处理后方可恢复张拉。安装张拉机具，确定预应力张拉程序，本工程中采用的是单端分级加载张拉的方法，张拉将要达到控制应力时，将张拉端拉至应力100%，持续施加荷载2min[8]。为确保张拉质量，张拉现场要安排专人与两端张拉施工人员联系，互报油表读数，使两端保持平衡。

（6）当千斤顶回油，压力表读数归零后，便可对钢绞线的伸长值进行测量，并将测量结果如实记录，随后将两端的工具锚退去，卸下千斤顶，本次预应力张拉完毕。在本工程中，该部位的体外预应力设计为可更换，因此无需注浆封锚。

3 结语

桥梁墩柱加固是一项复杂且系统的工作，为达到预期中的加固效果，应结合工程实际情况，选取最为适宜的加固措施。同时施工人员要掌握加固施工关键技术及实施要点，确保加固质量，提高桥梁结构的整体稳定性，节约养护维修费用。