某空心薄壁桥墩维修加固方案探讨

２０１５年４月第４期　城市道桥与防洪　管理施工１３５　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）　摘要：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。　关键词：空心薄壁桥墩；自密实混凝土；维修加固　中图分类号：Ｕ４４５．７＋２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００９—７７１６（２０１５）０４—０１３５—０２　Ｏ引言　出现明显病害。　（２）下部结构　白层大桥上部构造采用ｆ４　Ｘ　４０＋４×３０）ｍ预应　通过对该桥第１联下部结构的病害检测，发　力混凝土连续Ｔ梁，为先简支后结构连续，共分２　现２＃桥墩承台角部位置出现３７　ｃｍ×５０　ｃｍ×４７　ｃｍ　联，下部构造桥墩采用双柱墩、实心墩、空心薄壁　的局部缺陷；３＃墩盖梁顺桥向小桩号侧、大桩号侧　墩，桩基础；桥台采用ｕ台扩大基础。其中３＃墩为　均出现竖向裂缝，最大裂缝宽度０．３　ｍｍ；３＃桥墩　空心薄壁墩，墩梁固结，墩高６８．３５　ｉｎ。由于爆破公　顺桥向小桩号侧出现３　ｍ　Ｘ　２．３　ｍ的不规则孔洞，　司在白层大桥０＃台旁进行爆破施工，飞溅出来的　并在小桩号一侧与右侧面的交界位置出现３．３　ｍ×　块石砸中３＃桥墩，造成３＃桥墩严重受损（现场照　０．６８　ｍ的局部混凝土破损；小桩号侧和横桥向右　片见图１），对桥梁安全构成严重威胁。现场立即采　侧均出现竖向裂缝，最大裂缝宽度达到１．５　Ｉｎｍ，详　取了封闭交通的管制措施，同时业主要求对该桥　见图２　进行应急抢险检测和维修加固处理。　：：　嚣　图１破损后的３撑桥墩　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　ｄ：缝宽，Ｌ：缝长　一条长３　ＩＴＩ，宽０．０８　ｍｍ的纵向裂缝，其它部位未　图２　３牟桥墩破损位置和裂缝分布情况图（单位：ｃｍ）　１．２承载能力验算　收稿日期：２０１４—１２一ｌ２　作者简介：苏龙（１９８１一），男，湖南益阳人，硕士，高级工程师，从　通过对桥墩进行病害检测，并对桥墩截面进　事桥梁检测、维修、加固工作。　行折减换算，采用结构分析软件对３＃桥墩进行结　１３６管理施工　城市道桥与防洪　２０１５年４月第４期　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撑桥墩计算结果对比表　３＃桥墩孔洞截面设计轴对应轴力下的抗压承载能抗压承载能力　位置处　力Ｎ，／ｋＮ弯矩　Ｎ・ｍ力Ｎ，ＡＮ系数　／　ｏ　原设计　３．２１ｅ＋０４　４．５５ｅ＋０３　１．８％＋０５　５．８９　事故发生后３．２５ｅ＋０４　１．６６ｅ＋０４　１．０％＋０５　３．２９　１．３检测结论　根据《公路桥梁技术状况评定标准｝（ＪＴＧ／ＴＨ２　１—　２０１　１），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ｌ＃～４＃主梁和３＃墩盖梁裂缝均属于原有　施丁裂缝，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　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　ｍ了内部灌白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　由于被砸桥墩孑Ｌ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混凝土对孑Ｌ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。　施工准备，搭设墩柱外部支架　Ｉ　３＃墩被砸孔洞处施工人洞　Ｉ　搭设内部第一阶段支架，清理内部杂物，凿毛，植筋，　并委托第　古对植筋进行抽检，焊接和绑扎局部钢筋　Ｉ　涂刷界面剂，拆除内部支架，浇筑第一阶段自密实混凝上　Ｉ　搭设内部第二阶段支架，清理内部杂物，凿毛，植筋，　并委托第三方对植筋进行抽检，焊接和绑扎局部钢筋　Ｉ　涂刷界面剂，施Ｉ＿Ｉ＃隔板以上灌注孔，拆除　内部支架，修复人洞及被砸孔洞处钢筋　Ｉ　涂刷孔洞处阻锈剂和钢筋保护剂，对孔　洞支模，浇筑第二阶段自密实混凝土　图３　３撑桥墩维修加固方案一施工流程图　Ｉ　●　量　；　＇　Ｉ　图４　３维修加固方案比选　一桥墩维修加固方案二横断面布置图（单位：ｃｍ）　　通过对该桥病害原因分析，针对应急抢险Ｔ　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　（下转第１６６页）　１６６科技研究　城市道桥与防洪　２０１５年４月第４期　专　七专七七’七　七’　七七七七七七七七专七七七七’七七七七电七七　七年七七专七七　七七七七电电’七七七　电七七七七七七　电七七七七七　七七七’ｔ七■　七七七七七　■七七｜七七■七专　七ｔ’　七　（上接第１３６页）　表２方案比选表　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。