獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆加固技術(shù)

潘宇翔

摘 要：獨(dú)柱墩橋梁是一種單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在城市道路橋梁中應(yīng)用相對(duì)廣泛。隨著城市交通壓力增加，獨(dú)柱墩橋梁傾覆現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不僅影響了橋梁的合理使用，還威脅著人身安全及財(cái)產(chǎn)安全，因此提高獨(dú)柱墩橋的穩(wěn)定性，采取合理的加固技術(shù)勢(shì)在必行。本文分析了獨(dú)柱墩橋梁傾覆的原因，提出三種獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆加固技術(shù)，以提高橋梁自身的橫向抗傾覆能力。

關(guān)鍵詞：獨(dú)柱墩橋梁;抗傾覆;加固

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市交通線路較為繁忙，在橋梁道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)上要求節(jié)省空間，因此城市市政道路的跨線橋、立交、高架等多采用獨(dú)柱墩設(shè)計(jì)，適用性較強(qiáng)。為了保證獨(dú)柱墩橋的質(zhì)量，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，減輕橋梁傾覆而產(chǎn)生的危害，對(duì)獨(dú)柱墩橋梁進(jìn)行抗傾覆加固十分有必要。

1 獨(dú)柱墩橋梁傾覆的原因

綜合近些年獨(dú)柱墩橋梁傾覆事故來(lái)看，主要有主梁外側(cè)傾覆、支座脫空、橋墩折斷等的傾覆問(wèn)題。雖然獨(dú)柱墩橋梁符合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，上下部受力性能滿足橋梁承載要求，在城市市政道路體系中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，但是也存在一定的缺陷，導(dǎo)致獨(dú)柱墩橋梁傾覆。

通過(guò)對(duì)多個(gè)獨(dú)柱墩橋梁的實(shí)地調(diào)查及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，其傾覆的主要原因體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，在車輛超載偏心作用下，橋梁下方的連接墩支點(diǎn)位置容易出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象，橋墩單支點(diǎn)難以為梁體提供足夠的橫向支持，導(dǎo)致梁體變形過(guò)大，引起脆性破壞，毫無(wú)征兆的發(fā)生梁體側(cè)翻或傾覆，造成嚴(yán)重的人生傷害與財(cái)產(chǎn)損失。第二，獨(dú)柱墩屬于偏心受壓的橋梁構(gòu)造，橋墩過(guò)高或橋墩半徑過(guò)小均容易在超載車輛的偏心作用下出現(xiàn)受力不均衡問(wèn)題，過(guò)大的橫向水平力超過(guò)了橋梁的整體承載力，導(dǎo)致獨(dú)柱墩從根部或中部折斷[1]。第三，部分橋梁的連接墩采取的是獨(dú)柱墩與蓋梁結(jié)合的構(gòu)造，超載車輛在道路行駛中通過(guò)連接墩時(shí)，蓋梁和獨(dú)柱墩的彎矩達(dá)到極限，超載車輛稍微作用便將蓋梁和獨(dú)柱墩的極限狀態(tài)破壞，導(dǎo)致梁體失去有效支承，出現(xiàn)梁體傾覆事故。

2 獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆加固技術(shù)分析

獨(dú)柱墩橋梁的傾覆事故容易對(duì)橋梁、車輛及人身安全造成嚴(yán)重危害，因此對(duì)獨(dú)柱墩橋梁采取結(jié)構(gòu)加固措施是保證其抗傾覆設(shè)計(jì)效果的有效途徑，在科學(xué)合理的加固設(shè)計(jì)下保證其穩(wěn)定性與安全性。

2.1獨(dú)柱墩兩側(cè)增設(shè)墩柱

獨(dú)柱墩橋梁是一種單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，為了保證其抗傾覆性能，可在原有橋墩兩側(cè)增設(shè)墩柱，將原有的單支點(diǎn)擴(kuò)增為雙支點(diǎn)，向上提供梁體的約束力，保持梁體的平衡與穩(wěn)定[2]。新增墩柱可選用鋼管柱或鋼筋混凝土柱，結(jié)合橋梁本身的高度合理設(shè)計(jì)，在增設(shè)墩柱時(shí)須注意原承臺(tái)的尺寸，必要時(shí)可對(duì)原承臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)大施工，以滿足兩側(cè)增設(shè)柱墩的需求。增設(shè)兩側(cè)墩柱施工時(shí)，須將原墩柱上的支座拆除，在新增墩柱上增設(shè)支座，使得上部梁體作用于兩側(cè)墩柱，發(fā)揮支承作用。這種抗傾覆加固技術(shù)減小了全橋的活載扭矩設(shè)計(jì)值，降低連接墩出現(xiàn)反向作用力的可能性，提升了上部梁體的承載力，施工相對(duì)簡(jiǎn)單，加固效果較好，僅需針對(duì)眾多橋墩中的一個(gè)橋墩進(jìn)行處理，就能大幅提升獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆性能，是當(dāng)前較為常見的一種加固方案。

2.2增設(shè)鋼筋混凝土蓋梁或鋼結(jié)構(gòu)蓋梁

對(duì)于橋面較寬，墩柱較高的獨(dú)柱墩橋梁，以原有柱墩為基礎(chǔ)，在支撐端增設(shè)增設(shè)鋼筋混凝土蓋梁或鋼結(jié)構(gòu)蓋梁，將單支座體系轉(zhuǎn)變?yōu)殡p支座體系，減輕結(jié)構(gòu)自重。新增鋼筋混凝土蓋梁在獨(dú)柱墩頂端橫向擴(kuò)大，并安裝兩個(gè)橡膠支座，利用后張預(yù)應(yīng)力調(diào)整蓋梁受力狀態(tài)，整體的加工處理跡象不明顯，結(jié)構(gòu)加固后無(wú)需后期維護(hù)。新增鋼蓋梁的施工精度要求較高，利用植筋的方式與原墩柱連接，加工處理跡象相對(duì)明顯，鋼蓋梁后期需做防腐維護(hù)。無(wú)論是新增混凝土蓋梁還是鋼筋鉤蓋梁均需保證原有支座與新增支座共同受力，一般采取頂升法來(lái)增設(shè)支座。另外，根據(jù)橋梁的抗傾覆要求可適當(dāng)加大新增支座的承載力，使得上部梁體作用于新增支座，受力更為明確，抗傾覆性能也會(huì)提升[3]。這種抗傾覆加固技術(shù)將橋墩改為橫向雙支座體系，增強(qiáng)了上部梁體的承載力，施工規(guī)模相對(duì)較小，根據(jù)實(shí)際條件選擇鋼筋混凝土蓋梁或鋼結(jié)構(gòu)蓋梁，必要時(shí)可在中間多個(gè)柱墩中進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。

2.3獨(dú)柱墩改為圓端形墻式墩

將獨(dú)柱墩更改為圓端形墻式墩是將墩身的橫截面面積適當(dāng)擴(kuò)大，通過(guò)頂升法撤去原有支座，并在墩頂安裝兩個(gè)橡膠支座，同樣更改為雙支座支承體系。圓端形墻式墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新增墩身截面與原墩身截面在連接時(shí)要做鑿毛處理利用植筋、混凝土澆筑等方式與原承臺(tái)連接起來(lái)。圓端形墻式墩的設(shè)計(jì)與施工應(yīng)根據(jù)墩身高度采取不同的截面構(gòu)造：實(shí)體墻式墩適用于上部梁體寬度小，墩身低的橋梁，綜合考慮地基承載力、沉降度以及摩擦力等因素，在原有獨(dú)柱墩基礎(chǔ)上橫向加寬為圓端形墻式墩，利用足夠的墩身體量降低外力對(duì)梁體造成的影響?？招膲κ蕉者m用上部梁體寬度大，墩身高的橋梁，它的自重本身較輕，通過(guò)增加墩身橫截面面積降低地基負(fù)荷?？招膲κ蕉张c實(shí)體墻式墩從外觀上并無(wú)明顯差異，可采用鋼構(gòu)模板進(jìn)行施工，相對(duì)節(jié)省施工材料，對(duì)高墩橋梁體現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。

3 對(duì)獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆加固技術(shù)的思考

獨(dú)柱墩橋梁傾覆的直接原因是車輛超載，可從設(shè)計(jì)的角度優(yōu)化橋梁的抗傾覆性能，增強(qiáng)橋梁的承載力，提升其安全性與穩(wěn)定性，從而減輕車輛超載對(duì)橋梁本身、社會(huì)公共安全造成的嚴(yán)重危害。在抗傾覆加固設(shè)計(jì)時(shí)須以橋梁的扭心傾覆軸為依據(jù)，以原有的獨(dú)柱墩為基礎(chǔ)對(duì)既有橋梁加固施工，綜合考慮多方因素將單支承體系更改為雙支承體系，保證原有支座與新增支座協(xié)同受力，在條件允許的情況下可將原有支座撤出，使得橋梁的抗傾覆性優(yōu)化體現(xiàn)。上述三種加固方案的適用范圍、施工難度以及后續(xù)維護(hù)存在明顯差異，在方案選擇上須結(jié)合實(shí)際情況與加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)，規(guī)范施工。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，橋梁工程建設(shè)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的必要條件，保證橋梁工程的安全性與實(shí)用性尤為重要。因?yàn)檐囕v超載、橋梁設(shè)計(jì)不合理等原因?qū)е陋?dú)柱墩橋梁傾覆事故時(shí)有發(fā)生，因此加強(qiáng)獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義，既能增強(qiáng)橋梁的安全性，又能促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定，基于獨(dú)柱墩橋梁的實(shí)際情況選擇合適的加固方案式提升其抗傾覆性能的必然要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]周嫚，郭云濤.淺析獨(dú)柱墩橋梁橋抗傾覆加固設(shè)計(jì)方案[J].建材與裝飾，2018（24）：243-244.

[2]龍柏全.獨(dú)柱墩橋梁傾覆原因分析與加固設(shè)計(jì)探究[J].四川建材，2019，45（7）：131-132.

[3]趙清杰.獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆研究及加固設(shè)計(jì)[J].交通世界，2018（7）：78-79.

（江蘇創(chuàng)安結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，江蘇 南京 210000）