獨柱墩橋梁抗傾覆加固技術

潘宇翔

摘 要：獨柱墩橋梁是一種單支點結構，在城市道路橋梁中應用相對廣泛。隨著城市交通壓力增加，獨柱墩橋梁傾覆現(xiàn)象時有發(fā)生，不僅影響了橋梁的合理使用，還威脅著人身安全及財產安全，因此提高獨柱墩橋的穩(wěn)定性，采取合理的加固技術勢在必行。本文分析了獨柱墩橋梁傾覆的原因，提出三種獨柱墩橋梁抗傾覆加固技術，以提高橋梁自身的橫向抗傾覆能力。

關鍵詞：獨柱墩橋梁;抗傾覆;加固

引言

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

1 獨柱墩橋梁傾覆的原因

綜合近些年獨柱墩橋梁傾覆事故來看，主要有主梁外側傾覆、支座脫空、橋墩折斷等的傾覆問題。雖然獨柱墩橋梁符合橋梁設計規(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，導致獨柱墩橋梁傾覆。

通過對多個獨柱墩橋梁的實地調查及相關數(shù)據(jù)分析，其傾覆的主要原因體現(xiàn)在三個方面：第一，在車輛超載偏心作用下，橋梁下方的連接墩支點位置容易出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象，橋墩單支點難以為梁體提供足夠的橫向支持，導致梁體變形過大，引起脆性破壞，毫無征兆的發(fā)生梁體側翻或傾覆，造成嚴重的人生傷害與財產損失。第二，獨柱墩屬于偏心受壓的橋梁構造，橋墩過高或橋墩半徑過小均容易在超載車輛的偏心作用下出現(xiàn)受力不均衡問題，過大的橫向水平力超過了橋梁的整體承載力，導致獨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柱墩與蓋梁結合的構造，超載車輛在道路行駛中通過連接墩時，蓋梁和獨柱墩的彎矩達到極限，超載車輛稍微作用便將蓋梁和獨柱墩的極限狀態(tài)破壞，導致梁體失去有效支承，出現(xiàn)梁體傾覆事故。

2 獨柱墩橋梁抗傾覆加固技術分析

獨柱墩橋梁的傾覆事故容易對橋梁、車輛及人身安全造成嚴重危害，因此對獨柱墩橋梁采取結構加固措施是保證其抗傾覆設計效果的有效途徑，在科學合理的加固設計下保證其穩(wěn)定性與安全性。

2.1獨柱墩兩側增設墩柱

獨柱墩橋梁是一種單支點結構，為了保證其抗傾覆性能，可在原有橋墩兩側增設墩柱，將原有的單支點擴增為雙支點，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，結合橋梁本身的高度合理設計，在增設墩柱時須注意原承臺的尺寸，必要時可對原承臺進行擴大施工，以滿足兩側增設柱墩的需求。增設兩側墩柱施工時，須將原墩柱上的支座拆除，在新增墩柱上增設支座，使得上部梁體作用于兩側墩柱，發(fā)揮支承作用。這種抗傾覆加固技術減小了全橋的活載扭矩設計值，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，施工相對簡單，加固效果較好，僅需針對眾多橋墩中的一個橋墩進行處理，就能大幅提升獨柱墩橋梁的抗傾覆性能，是當前較為常見的一種加固方案。

2.2增設鋼筋混凝土蓋梁或鋼結構蓋梁

對于橋面較寬，墩柱較高的獨柱墩橋梁，以原有柱墩為基礎，在支撐端增設增設鋼筋混凝土蓋梁或鋼結構蓋梁，將單支座體系轉變?yōu)殡p支座體系，減輕結構自重。新增鋼筋混凝土蓋梁在獨柱墩頂端橫向擴大，并安裝兩個橡膠支座，利用后張預應力調整蓋梁受力狀態(tài)，整體的加工處理跡象不明顯，結構加固后無需后期維護。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，加工處理跡象相對明顯，鋼蓋梁后期需做防腐維護。無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，一般采取頂升法來增設支座。另外，根據(jù)橋梁的抗傾覆要求可適當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，抗傾覆性能也會提升[3]。這種抗傾覆加固技術將橋墩改為橫向雙支座體系，增強了上部梁體的承載力，施工規(guī)模相對較小，根據(jù)實際條件選擇鋼筋混凝土蓋梁或鋼結構蓋梁，必要時可在中間多個柱墩中進行結構加固。

2.3獨柱墩改為圓端形墻式墩

將獨柱墩更改為圓端形墻式墩是將墩身的橫截面面積適當擴大，通過頂升法撤去原有支座，并在墩頂安裝兩個橡膠支座，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構，新增墩身截面與原墩身截面在連接時要做鑿毛處理利用植筋、混凝土澆筑等方式與原承臺連接起來。圓端形墻式墩的設計與施工應根據(jù)墩身高度采取不同的截面構造：實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，在原有獨柱墩基礎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，通過增加墩身橫截面面積降低地基負荷?？招膲κ蕉张c實體墻式墩從外觀上并無明顯差異，可采用鋼構模板進行施工，相對節(jié)省施工材料，對高墩橋梁體現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。

3 對獨柱墩橋梁抗傾覆加固技術的思考

獨柱墩橋梁傾覆的直接原因是車輛超載，可從設計的角度優(yōu)化橋梁的抗傾覆性能，增強橋梁的承載力，提升其安全性與穩(wěn)定性，從而減輕車輛超載對橋梁本身、社會公共安全造成的嚴重危害。在抗傾覆加固設計時須以橋梁的扭心傾覆軸為依據(jù)，以原有的獨柱墩為基礎對既有橋梁加固施工，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)維護存在明顯差異，在方案選擇上須結合實際情況與加固方案的優(yōu)缺點，科學設計，規(guī)范施工。

結束語

綜上所述，橋梁工程建設是推動社會發(fā)展的必要條件，保證橋梁工程的安全性與實用性尤為重要。因為車輛超載、橋梁設計不合理等原因導致獨柱墩橋梁傾覆事故時有發(fā)生，因此加強獨柱墩橋梁抗傾覆設計具有明顯的現(xiàn)實意義，既能增強橋梁的安全性，又能促進社會和諧穩(wěn)定，基于獨柱墩橋梁的實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：

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

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

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

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