潘小雪

中鐵二十局集團(tuán)第三工程有限公司，重慶 400000

城市繞城高速公路的獨(dú)柱墩一般是通過(guò)單柱單支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)來(lái)支撐梁板以上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容的，連續(xù)箱梁的高架橋的橋墩會(huì)使用獨(dú)柱墩和雙柱墩兩種模式，而少于三車道的窄橋會(huì)在原道路的中心安置獨(dú)柱墩，因?yàn)楠?dú)柱墩橋梁可以很好地調(diào)整下部結(jié)構(gòu)布局，同時(shí)具有不影響視覺(jué)、外形優(yōu)美以及成本低等特點(diǎn)而在城市繞城高速公路的各種橋梁中得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是因?yàn)楠?dú)柱墩橋梁橫橋向一般使用單支點(diǎn)作為受力點(diǎn)，在超載車輛不按規(guī)定行駛的時(shí)候，橋梁結(jié)構(gòu)因?yàn)闊o(wú)法支撐而出現(xiàn)橋梁外側(cè)超載、內(nèi)側(cè)卸載的偏載現(xiàn)象，一定程度上會(huì)導(dǎo)致支座脫空情況的產(chǎn)生，嚴(yán)重的結(jié)果會(huì)使得梁體傾覆失穩(wěn)，最終造成無(wú)法避免的事故。

1 工程概況

簡(jiǎn)蒲高速公路土建12標(biāo)的獨(dú)柱墩橋梁位于四川省眉山市悅興鎮(zhèn)悅興互通，其主線橋有四孔獨(dú)柱墩，采用了現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)模式，為了阻止其在特定的環(huán)境下發(fā)生傾覆，保障上部結(jié)構(gòu)的安全性，在第一個(gè)和第三個(gè)獨(dú)柱墩的承臺(tái)上鉆孔進(jìn)行植筋，兩邊設(shè)置直徑為70em的鋼管混凝土墩，在土墩的上面安裝板式橡膠支座，同時(shí)在橋臺(tái)面上安裝防傾覆和防拉的相關(guān)設(shè)備，已完成其加固工作。

2 加固工藝與施工控制

2.1 預(yù)防分析

預(yù)防獨(dú)柱墩橋梁發(fā)生坍塌的情況應(yīng)該從以下方案進(jìn)行探討，先對(duì)獨(dú)柱墩橋梁加固以加寬墩柱的截面，墩頂加裝蓋梁的同時(shí)加裝雙支座；環(huán)形鋼筋和鋼板可以提高箱梁截面的抗扭性能，以此確保橋梁的橫向安全性。為避免超載和偏載現(xiàn)象，應(yīng)該在橋梁上面安裝相對(duì)應(yīng)的限高牌和限載牌。指定相關(guān)的維修和管理人員對(duì)橋梁進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)，同時(shí)安排專業(yè)人員定期對(duì)橋梁的安全性能進(jìn)行檢查和監(jiān)督。除此之外，一定要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況來(lái)確定與之對(duì)應(yīng)的加固方案，為確保橋梁的橫向安全，同時(shí)降低橋墩承受壓力程度，可以在橋墩的兩側(cè)增加鋼管混凝土立柱，同時(shí)在橋臺(tái)添加箱梁和橋臺(tái)防傾覆連接裝置。鋼管混凝土立柱可以根據(jù)情況加裝在原承臺(tái)上，通過(guò)植筋的方法把柱腳和承臺(tái)連接起來(lái)。使用合理直徑的螺旋鋼管來(lái)確保鋼管立柱的可用性，在鋼管里面加裝植筋來(lái)確保鋼管立柱和承臺(tái)能夠非常穩(wěn)定地連接在一起，把板式橡膠支座添加在鋼管混凝土立柱的最上面?？梢蕴砑犹坠繖M向連接梁來(lái)保證下部結(jié)構(gòu)的整體安全性，讓新舊鋼管混凝土立柱連接在一起，同時(shí)在橋臺(tái)添加防傾覆和防拉設(shè)備以對(duì)其進(jìn)行加固。

2.2 檢算獨(dú)柱墩結(jié)構(gòu)橋梁

防傾覆的驗(yàn)算一般是根據(jù)Ansys有限元程序來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行有效分析的，同時(shí)對(duì)于超載車和結(jié)構(gòu)自重方面也要根據(jù)規(guī)范來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。選擇比較具有典型性的車輛來(lái)實(shí)施運(yùn)營(yíng)檢查，同時(shí)對(duì)其算的步驟做好記錄。

一種方法是通過(guò) Midas有限元計(jì)算軟件，使用單梁法構(gòu)造模型，上部活載按照170t重車連續(xù)偏載的形式安排在橋面上，通過(guò)加固前后橋臺(tái)支座的數(shù)據(jù)得出反力見(jiàn)表1。

表1 加固前后橋臺(tái)支座反力

由表1可以看出，在橋臺(tái)支座不產(chǎn)生負(fù)反力的情況下，一定要在橋臺(tái)增加抗拉設(shè)備。

另外一種辦法是參考相關(guān)規(guī)范來(lái)對(duì)其驗(yàn)算，采用 Midas構(gòu)建模型來(lái)推算出每個(gè)橋墩和支座在加固前后的支座反力，以此得出傾覆安全系數(shù) （見(jiàn)表2）。

表2 加固前后的安全系數(shù)

根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)，加固以后的安全系數(shù)大于2.5，所以比較安全。

驗(yàn)算結(jié)論表明，在原橋結(jié)構(gòu)中如果出現(xiàn)了超載荷載的現(xiàn)象，應(yīng)該慢慢增加橫向扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)，根據(jù)空載側(cè)邊支座的負(fù)筋來(lái)產(chǎn)生拉應(yīng)力，以此保證體系的相對(duì)平衡和穩(wěn)定。在驗(yàn)算鋼管柱抗傾斜時(shí)需要增加鋼管柱，橋梁支座在橋梁超載車的荷載情況下會(huì)表現(xiàn)出脫空的現(xiàn)象，在橋梁即將傾斜的時(shí)候增加鋼管墩，以此來(lái)提高橋梁的抗傾覆能力。

2.3 過(guò)程控制

先確定安全有序的施工步驟，然后根據(jù)步驟來(lái)進(jìn)行施工安排。施工所用過(guò)的植筋結(jié)構(gòu)膠選擇具有連續(xù)和耐久性能的A級(jí)改性環(huán)氧樹(shù)脂類植筋結(jié)構(gòu)膠。鋼管混凝土墩鋼管頂和箱梁底板之間的長(zhǎng)度為14.4cm,詳細(xì)量出一號(hào)和三號(hào)墩柱箱梁底面與鋼柱底面之間的長(zhǎng)度以后再安排施工，以便更好地安排鋼管混凝土墩外套鋼管的下料方法。一些應(yīng)該使用邊緣加工的零件最好使用半自動(dòng)切割、坡口機(jī)以及自動(dòng)切割等方式，尺寸和角度參照樣板控制破口的尺寸和角度。鋼管各個(gè)構(gòu)建的組裝中，其允許的偏差應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的范圍之內(nèi)，一二節(jié)的鋼管之間的焊接等級(jí)為一級(jí)，外觀要求具有一定的光滑度。支座的高度應(yīng)該契合楔形鋼板，把調(diào)整好的支座投入到活動(dòng)限位板的焊接中。

在對(duì)鋼管混凝土墩外套鋼管進(jìn)行下料的過(guò)程中，要根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征來(lái)選擇相對(duì)安全保險(xiǎn)的施工措施。在鋼管管內(nèi)澆灌混凝土的時(shí)候也要對(duì)其驗(yàn)收過(guò)程有所保障，制造鋼管構(gòu)建時(shí)要及時(shí)對(duì)鋼管內(nèi)的雜物進(jìn)行處理，以此保證鋼管內(nèi)部的清潔。在仔細(xì)檢查了各個(gè)零部件以后再對(duì)鋼管構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行組裝，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行鋼管各個(gè)構(gòu)件的焊接。吊裝鋼管構(gòu)建時(shí)應(yīng)該提前把封管口包好，根據(jù)鋼管的受力能力和臨時(shí)固定措施來(lái)合理避開(kāi)頂部支座的安裝設(shè)備。根據(jù)泵送頂升澆灌法來(lái)澆筑鋼管混凝土，鋼管在靠近地面區(qū)域的過(guò)程中安裝帶有閘門的進(jìn)料支管，同時(shí)開(kāi)啟底端外部振搗器，在鋼管離地面僅有1m的時(shí)候安裝帶有閘門的進(jìn)料支管，將其連接在泵車上，在泵車餓混凝土連續(xù)灌入鋼管灌的時(shí)開(kāi)啟底端的外帶振搗器。及時(shí)檢查墩頂混凝土的質(zhì)量以避免出現(xiàn)溢出混凝土的現(xiàn)象。確保混凝土頂部和蓋板之間是密不透風(fēng)的。檢查墩頂?shù)幕炷临|(zhì)量來(lái)確保其時(shí)刻保持著強(qiáng)度，在泵送前把鋼管和底部承臺(tái)鋼板焊接起來(lái)，在安裝鋼管時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)安裝和連接鋼管頂部的盆式支座。

施工控制的一個(gè)非常重要的內(nèi)容就是對(duì)于材料的控制和管理，選擇植筋結(jié)構(gòu)膠時(shí)不能在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行添加。選擇植筋施工技術(shù)的時(shí)候，先將鉆孔清理干凈，可以借助硬鬢毛刷來(lái)對(duì)其清理，也可以用吹風(fēng)機(jī)類設(shè)備吹走孔底的灰塵，清理的同時(shí)也要保證孔內(nèi)的干燥性。灌膠時(shí)在灌到孔深的三分之二處插入錨筋即可，在膠液還沒(méi)干的時(shí)候?qū)ζ涫┕べ|(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)材料進(jìn)行抽樣來(lái)檢驗(yàn)其性能是否滿足規(guī)范，一定要確保材料的抗剪強(qiáng)度，檢驗(yàn)施工質(zhì)量的同時(shí)也需要確保植筋焊接是完整的。

3 結(jié)語(yǔ)

繞城高速公路獨(dú)柱墩橋梁如果不注意定期檢查和維護(hù)，極易產(chǎn)生坍塌和傾覆事故，對(duì)人力、財(cái)力和物力都會(huì)造成非常嚴(yán)重的損失，應(yīng)該引起政府和國(guó)家的高度重視，相關(guān)部門應(yīng)該指定專業(yè)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行長(zhǎng)期的養(yǎng)護(hù)，并指定專人不定期抽查，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)采取相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行加固，以確保城市繞城高速公路獨(dú)柱墩橋梁的安全性。

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