田守正

摘    要：随着交通的迅速增加，车辆的负荷也在增加受车辆局部负荷的影响，对单桩桥对面的稳定性非常不利。目前，中国道路标准中没有关于横向桥梁稳定的相关规定，国家对这一问题的研究还处于初期阶段，没有相应的加强措施。以北京朝阳区的五座防倾斜桥梁施工为例，分析了单桩桥墩抗倾斜施工技术、技术要点及注意事项，以便参考同类工程。

关键词：桥梁;独立墩;加固;施工技术

1  前言

单根支柱支撑的桥梁工程存在很大的安全风险，如何利用建筑技术来加强这些能力已经成为了现代建筑行业的关键话题。近年来，我国公布单墩桥梁倒塌事故15起左右，初始设计标准不再满足重型运输的要求，为了满足社会发展的需要，必须单墩桥梁采用加固技术对其进行巩固。

2  工程概况

以北京朝阳区四惠大桥抗倾覆加固工程为案例，该工程涉及整座桥梁的5个匝道。根据实际调查计算，虽然单墩柱桥上、下部结构的力学性能能够满足桥梁设计规范的要求，但由于桥墩的横向支撑体系为单支撑，在偏心荷载作用下，其横向抗倾覆能力较差。由于该桥结构的盖层不稳定，导致该桥整体抗倾覆稳定安全储备不足。超载车辆通过时，存在桥梁整体倾覆和墩柱损坏的隐患。因此，在目前情况下，对匝道桥墩柱进行加固是十分必要的。

3  建立桥梁抗倾覆计算模型

采用空间结构有限元法组建桥梁抗倾覆的计算模型，沿桥向轴，横向Y轴，纵向Z轴。采用单梁法对主梁进行模拟，在基础底部嵌入原桥桩基，采用梁单元模拟墩柱，通过考虑三个方向模拟中间墩和边墩支座的刚度，斜拉桥偏心荷载作用。

4  独墩柱抗倾覆加固法

根据四惠桥5座匝道桥计算结果的数据，对不满足抗倾覆安全系数要求的单墩柱桥进行现场调查分析，了解不同墩柱的具体情况，对抗倾覆进行加固时可以采用这两种方法，主要有增大独墩柱截面体积与增设独墩柱盖梁两种。

4.1  独墩柱增设盖梁

独墩柱增设的盖梁尺寸为长1.25m，宽1m，单侧高1.6m。采用C40自流平无收缩混凝土填充新型盖梁复合钢板外部。

4.1.1  工艺流程

盖梁新底侧板（跨桥方向）→设置张拉锚固区模板→安装调高支架→浇筑盖梁混凝土→安装精轧螺纹钢筋→张拉盖梁尾部钢板（沿桥梁方向）→浇筑锚碇区混凝土。

4.1.2  关键施工工序

（1）钻成精轧螺纹钢筋通道，预埋埋钢管。用水钻在原墩柱之上钻预应力精轧螺纹钢筋孔。每根新帽梁需钻直径63m、长度1.5m、直径57mm、厚度3.5mm、长度1.6m两个孔，两端外露部分对称布置。

（2）安裝新墩顶外钢板与盖梁钢板焊接。外购钢板在钢结构厂定做，运至现场之后用滑轮链安装。钢板安装之前，将现状墩柱表面凿毛，刷改性环氧树脂粘钢，做M16锚栓安装孔。之外钢板安装完毕之后，用M16锚栓固定既有墩柱。锚杆布置在墩柱四周，横向间距30cm，纵向间距50cm。安装地脚螺栓螺钉后，必须清理地脚螺栓孔，并预注螺栓锚固胶。

（3）混凝土盖梁。新建盖梁钢板外部采用C40自流平无收缩混凝土填充，由泵车泵送，从盖梁顶部钢板预留孔灌注。施工之中采用附着式振动器进行振捣。同时在钢板内侧设置工字钢稳定支架，防止钢板外凸变形。

（4）安装并拉紧成品轧制钢筋。为了降低盖梁与墩柱钢板焊接时的焊接应力，提高盖梁的承载力，在盖梁内设置预应力钢筋。预应力钢筋为032m精轧螺纹钢筋，长度5m，两端张拉。理论伸长为11.7mm。支护锚固采用jlm-32，预应力钢筋采用5.5cm金属波纹管。

待浇筑的墩柱、盖梁混凝土达到强度的90%并达到7天之后，两端张拉预应力钢筋，张拉完毕之后，及时采用真空注浆封锚。

4.2  增大独墩截面积

4.2.1  工艺流程

施工准备t支架搭设t拆除状态，墩柱钢板→墩柱表面清理、凿毛和钻孔→承台开挖→承台顶面钻孔并植筋→墩柱植筋T钢筋绑扎→涂刷新旧混凝土界面胶T墩柱钢板安装→加固T安装调高支座T浇筑墩柱混凝土→墩底混凝土包封→T外包涂钢板防腐涂料。

4.2.2  施工关键技术

（1）承台、墩柱表面加固。支排架清理、凿毛、钻孔之后，先在承台顶面画出墩柱轮廓线，并在原墩柱四周标出待插筋位置。钻孔后，用钢筋检测仪扫描结构之中钢筋的分布情况。钻孔时应微调钢筋位置，避免原主筋在墩柱之内。

承台钻孔：之后墩柱增加部分之外钢箍采用M24锚栓，共4孔，分别位于后墩柱增加部分周围中点，孔径2.6cm，深度26cm。增加墩柱预埋纵向主筋采用032mm钢筋，沿增加墩柱之外轮廓每隔140mm设一孔，共66孔，孔径3.4cm，孔深32cm。

（2）墩柱钻孔：墩柱横向主筋采用012mm钢筋。每周设置原墩柱10根，纵向间距500mm，共50孔，孔径1.4cm，植筋主要注意事项：用专用清洗刷和气泵对已钻孔的钢筋孔进行清洗、除尘;预注植筋胶（后三遍不使用），确认无问题之后用注胶枪注射;植筋胶注射之后立即植筋;进行拉拔试验，合格之后进行整体施工测试。

（3）墩柱钢板及混凝土施工。墩柱内侧钢板在工厂加工，运至现场组装。采用M24锚杆与承台混凝土锚固。浇筑后应进行加固，保证混凝土施工过程之中不变形。混凝土采用C45自流平无收缩混凝土。混凝土浇筑施工后，在墩柱凿毛面之上均匀涂抹界面剂。在进行浇筑的过程中，墩柱采用吸收式振捣器振捣，保证混凝土、钢梁与钢板的紧密连接，保证混凝土浇筑质量。混凝土浇筑面以新墩柱底部钢板从混凝土面溢出为准。

（4）安装高度调整支座。在每根单墩柱顶部增加两个高度调整支座，保证原梁体稳定。在梁底钻孔，将支架之上套就位，用高强度植筋粘贴。支撑套钻孔位置准确，保证孔的垂直度和间距。注胶密实，保证支架安装方向正确，支架凸起的扁钢板平整度符合规范要求;加大墩柱顶部钢板的放线定位，放置支架下套管将预先设置好的孔放在钢板之上，盖好支架钢筋板，将螺栓放在支架之下，在支架之下设置钢筋网;支架之上之下套筒螺栓半紧，之下套筒螺栓与钢板焊接固定在增加的墩上柱;混凝土浇筑完毕之后，拧紧支架之上之下套筒螺栓，待混凝土强度达到100%之后，将支架解锁;将支架升高。

5  加固前后荷载验算对比

加固完成之后，对每座匝道桥分别进行验算，按标准荷载验算，并对特殊结构的倾覆安全性进行验算以确定桥梁的倾覆安全。在加固独墩柱之前，先计算独墩柱在自定义偏心荷载作用之下的偏心承载力。另外，在计算刚架拱桥荷载横向分布时，工程技术人员和检测人员通常排除塑性铰现象。这主要是由于采用弹性支承连续梁进行计算时，过高估计了桥面的连续性。排除塑料铰链的目的是弥补这一缺陷。在该方法之中，有限元模型考虑了整体效应，最终计算结果与实际情况相吻合。

6  增设柔性警示柱

一般在桥面白线内侧增设柔性警示柱，可以有效减弱汽车偏载作用，避免由于汽车偏载严重所致的桥梁支座脱空。

7  结语

目前我国独墩桥梁虽然能满足规范车辆荷载作用下的抗倾覆要求，但当车辆超载严重时，依旧存在安全隐患。在桥梁结构设计的过程中，考虑箱梁结构的抗剪强度、抗弯强度和抗裂性能，由于墩顶墩梁固结单柱墩的横向弯矩较大，所以对桥梁抗倾覆性能的研究较少，导致主梁横向倾覆出现较大安全风险。考虑到上述因素，本文结合实际情况对该桥的抗倾覆能力进行了分析，并制定了具体的处理方案，具有一定的参考价值。

参考文献：

[1] 周嫚，郭云涛.浅析独柱墩桥梁桥抗倾覆加固设计方案[J].建材与装饰，2018（24）：249～250.

[2] 陈建华，熊志洪.独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计[J].城市道桥与防洪，2017（4）：84～87.