城市橋梁墩柱加固施工技術(shù)探討

鄭鋒

摘 要：橋梁是交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與否對(duì)行車安全等有著重要影響。墩柱作為橋梁的主要結(jié)構(gòu)之一，由于設(shè)計(jì)不合理、施工缺陷以及長(zhǎng)期使用造成的損傷、老化等問題，墩柱結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)承載力不足、抗震性能降低等問題，影響其正常使用，必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)加固。本文就對(duì)城市橋梁墩柱加固施工技術(shù)展開探討，以期為城市橋梁安全提供有力保障。

關(guān)鍵詞：城市橋梁；墩柱；加固施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近些年來，隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，城市交通壓力越來越大，許多已建成的橋梁出現(xiàn)各種各樣的問題，存在嚴(yán)重安全隱患，威脅著行車與行人安全，橋梁加固成為一項(xiàng)十分重要的工作。在橋梁加固當(dāng)中，墩柱加固是其重要組成部分，掌握橋梁墩柱加固施工技術(shù)，將其合理應(yīng)用于實(shí)際加固施工中，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、增大截面加固法

增大截面加固法是通過在原有橋梁墩柱構(gòu)件基礎(chǔ)上，通過補(bǔ)加鋼筋、澆筑新混凝土，使墩柱截面增大，從而提高墩柱承載力，起到加固效果。在此種方法中，對(duì)于不同情況的墩柱，澆筑的新混凝土作用也不同，對(duì)于變拉區(qū)，可以起到粘結(jié)、保護(hù)補(bǔ)加鋼筋的作用；對(duì)于受拉區(qū)，則可以有效增加構(gòu)件剛度，提高構(gòu)件抗剪、抗彎承載能力。

增大截面法的施工流程為：定位放線，鑿毛植筋，鋼筋與模板工程以及混凝土澆筑。在應(yīng)用過程中，其要點(diǎn)包括：（1）墩柱的鑿毛處理要充分，做好鑿毛后清理工作；（2）外包骨架鋼筋要采取雙面焊接，焊縫長(zhǎng)度不能低于5d；同時(shí)，外包模板外觀質(zhì)量要合格，剛度足夠；（3）混凝土澆筑要做好混凝土配合比和攪拌質(zhì)量控制，對(duì)于15m以下墩柱，要一次性完成澆筑；分層振搗要充分，保證振搗質(zhì)量合格。

增大截面法的優(yōu)勢(shì)在于可靠性好、承載力和剛度顯著增加，但也存在需要較長(zhǎng)施工周期、中止交通，構(gòu)件體積與結(jié)構(gòu)自重增大、地基荷載增加、橋下空間減小、結(jié)構(gòu)自振頻率改善以及耐久性、抗腐蝕性差等不足。

二、粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是通過利用結(jié)構(gòu)膠粘貼劑，將尺寸適宜的鋼板粘貼在墩柱表面，使鋼板與墩柱形成統(tǒng)一受力整體，分擔(dān)原墩柱受到的外力，發(fā)揮加固作用，對(duì)于受力偏心較大的構(gòu)件、鋼筋混凝土受彎等情況較為適用。

粘貼鋼板加固法的施工流程為：定位放線、表面處理、卸荷、預(yù)貼鋼板與粘貼鋼板、加壓和固化養(yǎng)護(hù)等。在應(yīng)用過程中，其要點(diǎn)包括：（1）表面處理：包括混凝土表面和鋼板表面的處理，混凝土表面需要清理掉表面浮漿以及松散混凝土，并用高強(qiáng)樹脂泥修補(bǔ)平整，最后用蘸有丙酮或二甲苯的脫脂棉紗擦拭2～3遍；鋼板表面處理在磨光機(jī)打磨后，也需用蘸有丙酮的脫脂棉紗擦拭干凈；（2）卸荷是將結(jié)構(gòu)承受的活荷載卸除，減小鋼板應(yīng)變滯后，確保鋼板加固后強(qiáng)度可以充分發(fā)揮；（3）鋼板預(yù)貼與粘貼需要保證鋼板粘貼位置在輪廓線內(nèi)，處理后的鋼板與混凝土表面能夠基本吻合，然后用配置好的結(jié)構(gòu)膠涂抹，最后用給鋼板以一定壓力，使兩者充分粘貼在一起。

粘貼剛板法具有施工簡(jiǎn)單、工期較短、施工質(zhì)量易控、不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞以及剛度、撓度提升明顯等優(yōu)點(diǎn)；但是，也存在許多缺點(diǎn)，包括成本高、材料自重大、抗腐蝕能力與抗疲勞能力差、防火能力低、極限承載提高幅度較小、加固有效性會(huì)受粘結(jié)材料限制以及維護(hù)成本過高等。

三、粘貼碳纖維片材加固法

粘貼碳纖維片材加固法的原理、施工流程與要點(diǎn)與粘貼鋼板加固法基本一致，區(qū)別只是使用的材料不同。碳纖維片材具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)以及耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁墩柱加固中應(yīng)用碳纖維片材，可以對(duì)混凝土變形起到良好約束作用，提高墩柱的延性和承載能力，從而發(fā)揮抗震加固的功能。

碳纖維片材在橫向包裹鋼筋混凝土柱時(shí)，其作用過程有：一是橫向包裹的碳纖維片材能夠起到與受剪鋼筋類似的作用，與鋼筋共同承受剪力作用，加上碳纖維本身比鋼筋更好的抗拉能力，等同于提高了構(gòu)件配筋率，改善構(gòu)件變形性能和承載能力；二是橫向包裹的碳纖維片材會(huì)約束內(nèi)部包括的混凝土，碳纖維在混凝土受壓橫向膨脹時(shí)，其環(huán)向約束力會(huì)相應(yīng)增加，改善混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線下降速率，提高極限壓應(yīng)變，從而有效改善構(gòu)件延性。

粘貼碳纖維片材加固法除了碳纖維材料本身優(yōu)點(diǎn)外，還可以方便施工；但存在剛度提高不顯著，不適用于開裂結(jié)構(gòu)的加固，防火性能差，在混凝土強(qiáng)度低情況也比較不適用，容易受施工環(huán)境影響等不足。

四、體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法是通過在墩柱結(jié)構(gòu)之外，加掛預(yù)應(yīng)力鋼撐桿、拉桿的一種技術(shù)，主要適用于大跨度、大型橋梁結(jié)構(gòu)加固中，對(duì)溫度超過600℃場(chǎng)所無防護(hù)情況、混凝土收縮徐變大結(jié)構(gòu)并不適用。

體外預(yù)應(yīng)力加固法的施工分為兩個(gè)階段，分別是準(zhǔn)備工作、張拉控制，其中，在準(zhǔn)備工作中，要做好預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料的選擇，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行下料和穿束，保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線埋設(shè)的到位。在張拉控制階段，需要在混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%、齡期超過7天以后進(jìn)行，張拉順序?yàn)椋?→10%張拉控制應(yīng)力→20%張拉控制應(yīng)力→100%張拉控制應(yīng)力，在完全張拉控制應(yīng)力下持續(xù)2min后進(jìn)行錨固。

體外預(yù)應(yīng)力加固法優(yōu)點(diǎn)在于可以顯著提高墩柱的剛度、承載力，抵消部分恒載，且不會(huì)有疲勞問題，對(duì)豎向裂縫有較好控制效果。但是，體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)較為復(fù)雜，施工難度大，容易受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、構(gòu)件本身情況的干擾，錨固端安全難以保證，對(duì)加固后結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生反作用，且造價(jià)成本較高，經(jīng)濟(jì)性一般。

結(jié)語

綜上所述，城市橋梁墩柱加固是橋梁工程養(yǎng)護(hù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目標(biāo)都是在保證原有結(jié)構(gòu)正常功能不受影響的前提下，改善結(jié)構(gòu)耐久度、承載能力，從而確保城市橋梁的安全可靠。近些年來，城市橋梁墩柱加固技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展，技術(shù)種類越來越多，對(duì)墩柱都能起到一定的加固效果，但其適用對(duì)象各不相同，且都具有一定的優(yōu)勢(shì)和不足，在應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的加固技術(shù)，并掌握好應(yīng)用要點(diǎn)，提高加固技術(shù)應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王芳.既有橋梁下部結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2012（09）：41-43.