獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆原因分析及加固措施研究

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關(guān)鍵詞：獨(dú)柱墩橋梁抗;傾覆原因;加固措施;研究

引言：在城市規(guī)劃建設(shè)中使用獨(dú)柱墩橋，可以在增多城市通道的基礎(chǔ)上，避免城市交通系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞問題，由于獨(dú)柱獨(dú)柱墩橋的空間限制比較小、便捷性比較高、比較美觀、造價(jià)成本價(jià)格比較低，已經(jīng)大面積應(yīng)用在交通建設(shè)中，能夠減少橋梁結(jié)構(gòu)的占地空間，在比較狹小的空間對(duì)獨(dú)柱墩橋進(jìn)行澆筑處理，可以促進(jìn)城市交通發(fā)展。

1獨(dú)柱墩橋梁抗出現(xiàn)的傾覆問題和原因

1.1主梁傾覆

在獨(dú)柱墩橋梁的建設(shè)過程中，支座的間距設(shè)定值不應(yīng)該設(shè)計(jì)的過大，若是主梁位置通行了出現(xiàn)嚴(yán)重超載問題的運(yùn)輸車輛，或是由于堵車造成大量車輛滯留在該位置，在主梁截面穩(wěn)定性不滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求的情況下，主梁位置容易出現(xiàn)傾覆問題。

1.2橋墩側(cè)傾

如果獨(dú)柱墩橋梁由于單側(cè)覆荷載力過大使得主梁發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)問題，在轉(zhuǎn)動(dòng)角度不斷增加的情況下，水平力也逐漸升高，在水平力達(dá)到較大數(shù)值時(shí)，橋墩承載的彎矩比較大，受到獨(dú)柱墩橋自重的影響和巖土約束力，橋墩需要承載的水平壓力升高，在水平壓力超出橋墩可承受限值時(shí)，橋墩將會(huì)出現(xiàn)側(cè)傾問題。

1.3蓋梁傾覆

如果獨(dú)柱墩橋梁的主梁受到扭矩影響，將會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形問題，主梁會(huì)因扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角，若是扭角過大，將會(huì)使蓋梁的一側(cè)支座發(fā)生脫空問題，若是一側(cè)位置的支撐力逐漸升高，蓋梁位置需要施加一定的豎向力，蓋梁將會(huì)受到彎剪影響發(fā)生破壞問題，從而使整個(gè)橋梁出現(xiàn)失穩(wěn)問題。

1.4支座擠出問題

如果獨(dú)柱墩橋梁的單側(cè)傾覆荷載力過大，將會(huì)造成主梁發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，支座將會(huì)在水平界面產(chǎn)生切向變形問題，若是水平壓力過大，支座可能會(huì)出現(xiàn)滑移問題，受力位置與預(yù)期設(shè)定受力區(qū)域存在偏差，將會(huì)導(dǎo)致獨(dú)柱墩橋結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，在支座受力情況不斷提升的情況下，支座將會(huì)出現(xiàn)擠出問題，也會(huì)造成橋梁發(fā)生失穩(wěn)問題。

2加固處理獨(dú)柱墩橋梁的方式

2.1設(shè)計(jì)工程加固方案

工作人員應(yīng)該依照《公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，優(yōu)化解決獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆問題的方式主要包括三類，第一類，這種方式的特征是優(yōu)化改變結(jié)構(gòu)受力體系，優(yōu)化改良結(jié)構(gòu)破壞方式，比較適合運(yùn)用在高墩建設(shè)中。 第二類，需要將獨(dú)柱墩的單支受力位置轉(zhuǎn)化為雙支點(diǎn)受力位置以及三支點(diǎn)受力位置，這種方式的應(yīng)用優(yōu)勢在于不會(huì)直接改變橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況，能夠進(jìn)一步提升抗傾覆處理能力，減少抗傾覆能力，但是會(huì)對(duì)橋下空間進(jìn)行壓縮處理。

第三類，設(shè)計(jì)冗余約束力，工作人員應(yīng)該盡量提高冗余的約束力，但是應(yīng)該盡量減少抗傾覆能力。在設(shè)計(jì)加固處理、改造方案的過程中，應(yīng)該堅(jiān)持安全原則、經(jīng)濟(jì)原則、美觀原則，需要充分考慮橋梁的功能需要、施工可行性、檢查養(yǎng)護(hù)處理要求以及美觀設(shè)計(jì)要求，確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)適用性比較高的施工方案。在設(shè)計(jì)加固處理方案的過程中，需要盡可能確保原結(jié)構(gòu)的支撐體系處于穩(wěn)定不變的狀態(tài)，應(yīng)該使用原本獨(dú)柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行橋墩優(yōu)化改造，將獨(dú)柱單支座體系更改為橫向多支座體系，或是使用原本用于過渡的墩以及橋臺(tái)進(jìn)行構(gòu)件優(yōu)化改造。在設(shè)計(jì)加固方案以及施工方案時(shí)，需要防止因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)變更、改造設(shè)計(jì)產(chǎn)生新型問題，需要制定一些比較專業(yè)的施工建設(shè)方案，進(jìn)一步提升獨(dú)柱墩橋的整體施工質(zhì)量，結(jié)合國家規(guī)定的設(shè)計(jì)指南確定工程指導(dǎo)思想以及本橋處理位置，在優(yōu)化改造的過程中，應(yīng)該將獨(dú)柱墩的墩頂設(shè)計(jì)為鋼蓋梁，需要在原支座附近位置增設(shè)一些支座，可以在活載狀況下進(jìn)行受力，能夠在原恒載影響下新增支座不需要參與受力，能夠進(jìn)一步提升抗傾覆系數(shù)，應(yīng)該在橋墩兩側(cè)位置和梁體之間設(shè)置一些抗傾覆拉桿。

2.2抗傾覆研究

在確定好加固處理方案以后，需要對(duì)新結(jié)構(gòu)展開抗傾覆設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算，在加固處理之前，應(yīng)該設(shè)置一些雙支座以及單支座。值得特別注意的是，需要使用三個(gè)支座，在整體梁轉(zhuǎn)向左側(cè)傾覆處理以后，右側(cè)支座應(yīng)該保持在脫空狀態(tài)，不需要參與到受力之中。在整體梁直接轉(zhuǎn)向右側(cè)傾覆處理以后，左側(cè)支座會(huì)發(fā)生脫空問題，因此工作人員需要對(duì)雙支座體系開展受力分析。在處于持久情況下，橋梁結(jié)構(gòu)體系一般不會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，應(yīng)該在作用力的影響下，獨(dú)柱墩橋的單向受壓支座始終處于受壓情況。依照作用標(biāo)準(zhǔn)知進(jìn)行組合處理的過程中，應(yīng)該在充分考慮汽車荷載力的基礎(chǔ)上，保證整體式截面的簡梁以及連續(xù)梁具有的永久作用、可變作用不受影響。

2.3增設(shè)鋼蓋梁

在建設(shè)獨(dú)柱墩橋梁的過程中，通過增設(shè)鋼蓋梁、及時(shí)更換橋梁支座，在箱梁位置出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行檢修處理，能夠?qū)蛄浩鸬郊庸烫幚淼淖饔?。在增設(shè)鋼蓋梁的過程中，首先需要對(duì)橋梁基底位置進(jìn)行處理，在完成鉆孔處理、抱箍處理、鋼蓋梁安裝以后，應(yīng)該使用一些膠黏劑在橋梁中植入足夠數(shù)量的化學(xué)錨栓，運(yùn)用壓力注漿法檢查施工質(zhì)量，在漿液經(jīng)過靜置已經(jīng)處于固化狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該提前安裝支座，增設(shè)鋼蓋梁，并對(duì)鋼構(gòu)件開展防腐處理，最后對(duì)增設(shè)鋼蓋梁的施工流程進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

2.4增設(shè)抗拉拔裝置

在建設(shè)獨(dú)柱墩橋梁的梁底位置時(shí)，應(yīng)該安裝一些抗拉拔裝置，抗拉拔裝置的主要構(gòu)成部分是錨固鋼結(jié)構(gòu)以及銷軸，錨固鋼結(jié)構(gòu)通?？梢詣澐譃樯喜糠忠约跋虏糠郑话銜?huì)利用銷軸連接上下部分。在處理錨固鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要將植入的化學(xué)螺桿和箱梁結(jié)構(gòu)、橋墩結(jié)構(gòu)連接在一起，鋼爪一般主要由3塊鋼板構(gòu)成，工作人員應(yīng)該將鋼板焊接處理在錨固基底板位置上，能夠起到加固橋梁的作用。增設(shè)抗拉拔裝置時(shí)，首先工作人員需要進(jìn)行施工放樣處理，其次，應(yīng)該在鉆孔處理以后使用螺栓進(jìn)行連接，再次，安裝足夠數(shù)量的抗拉拔裝置以及銷軸，最后進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

2.5增設(shè)樁柱

為了進(jìn)一步提升獨(dú)柱墩橋梁的安全穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量降低橋墩立柱所承擔(dān)的偏心受壓作用力，由于匝道橋梁以及箱梁底部比較狹窄，工作人員應(yīng)該確保樁基間距不變的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行植筋處理，將橋墩位置的箱梁以及橫梁的長度增加，在獨(dú)柱墩橋梁的外側(cè)位置或者內(nèi)側(cè)位置增設(shè)適量的橋墩，通過增加合適的橋墩數(shù)量，將獨(dú)柱橋墩更改為雙柱橋墩，能夠有效提升箱梁位置的扭矩力。在橋梁箱梁位置以及橫梁位置需要進(jìn)行接長處理時(shí)，為了能夠避免澆注質(zhì)量受到影響，應(yīng)該暫時(shí)封閉橋梁位置。

2.6增加墩柱的截面面積

工作人員通過增加橋梁墩柱的截面面積，在橋梁墩頂位置新增設(shè)兩個(gè)板式橡膠底座或是盆式橡膠底座，運(yùn)用多個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行支承處理，需要新增一些結(jié)構(gòu)植筋、橋墩結(jié)構(gòu)、承臺(tái)連結(jié)，使之成為一個(gè)整體。這種方式的優(yōu)化改良效果比較好，經(jīng)濟(jì)適用性比較高，后期維護(hù)起來比較方便，經(jīng)過優(yōu)化改造以后橋梁更加美觀。在施工處理過程中，工作人員首先需要先進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作，在柱墩基礎(chǔ)位置進(jìn)行開挖處理、在承臺(tái)面露出以后，需要對(duì)橋梁墩柱位置、承臺(tái)位置進(jìn)行鑿毛處理，對(duì)鋼筋實(shí)施綁扎處理、在進(jìn)行植筋操作以后，需要新增設(shè)一些截面立模，運(yùn)用混凝土進(jìn)行澆筑處理，隨后需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，在完成新增支座的安裝工作以后，需要進(jìn)行驗(yàn)收處理。

2.7對(duì)橋梁裂縫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理

正常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)傾覆風(fēng)險(xiǎn)之前，需要發(fā)射一些預(yù)警信號(hào)，獨(dú)柱橋墩橋梁將會(huì)出現(xiàn)砼裂縫問題，施工單位需要對(duì)裂縫問題實(shí)施全面分析，應(yīng)該對(duì)橋梁施工位置的安全穩(wěn)定性具有一定了解，運(yùn)用補(bǔ)強(qiáng)加固舉措優(yōu)化改良裂縫問題。若是混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫位置地域0.05毫米的時(shí)候，幾乎不會(huì)影響?yīng)氉《諛蛄旱陌踩€(wěn)定性，因此不需要進(jìn)行加固處理，如果混凝土裂縫寬度已經(jīng)超出0.05毫米的時(shí)候，應(yīng)該在橋梁表面位置對(duì)接縫實(shí)施密封處理，若是裂縫寬度過大，應(yīng)該在裂縫位置填充一些鋼筋結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行封縫處理的時(shí)候，施工企業(yè)應(yīng)該先運(yùn)用鋼絲刷清理砼表面，在運(yùn)用流動(dòng)水實(shí)施沖刷處理時(shí)，應(yīng)該在裂縫表面適當(dāng)涂抹一些含有聚合物的水泥材料，在涂抹過程中應(yīng)該緊貼裂縫位置進(jìn)行處理。在運(yùn)用玻璃四部創(chuàng)建封閉環(huán)境，優(yōu)化處理好封縫工作，若是橋梁砼的縫隙比較大，應(yīng)該實(shí)施灌縫處理。在進(jìn)行灌縫處理時(shí)，需要先清理干凈間隙位置，將準(zhǔn)備好的丙酮溶液緩慢的倒入在間隙位置中，然后在鉆孔區(qū)域運(yùn)用環(huán)氧水泥實(shí)施灌漿處理，直到灌滿即可以終止灌縫操作。

2.8體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

通過使用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，可以節(jié)省施工成本，而且能夠進(jìn)一步提高墩柱的預(yù)應(yīng)力大小、承載能力，剛度值，有助于避免橋梁墩柱由于過度疲勞存在問題。例如：在使用混凝土材料之前需要在準(zhǔn)備階段進(jìn)行張拉處理，工作人員應(yīng)該詳細(xì)的記錄下來有關(guān)數(shù)據(jù)，從而提升混凝土施工質(zhì)量。

3加固施工時(shí)需要注意的事項(xiàng)

在增設(shè)抗拉拔裝置施工之前，技術(shù)人員需要先利用無損檢測技術(shù)對(duì)橋梁原有結(jié)果鋼筋實(shí)施定位處理，盡量不要在橋梁原有結(jié)構(gòu)鋼筋位置設(shè)計(jì)孔位，在確定好孔位以后，應(yīng)該在抗拔鋼板位置上實(shí)施開孔處理，防止對(duì)橋梁原本的受力鋼筋產(chǎn)生不利影響，在安裝抗拔拉構(gòu)件之前，最好提前在水泥構(gòu)件上先開展抗拉拔試驗(yàn)，在確定無誤后再在橋梁上增設(shè)抗拉拔裝置。

在增設(shè)蓋梁的時(shí)候，工作人員需要重點(diǎn)考慮現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力大小和施工預(yù)應(yīng)力存在的差值，在對(duì)植筋位置進(jìn)行鉆孔處理時(shí)，應(yīng)該盡量降低對(duì)原本結(jié)構(gòu)鋼筋的損傷，挑選一些強(qiáng)度比較高、密度比較大的鋼筋實(shí)施綁扎處理、焊接處理。在增設(shè)蓋梁時(shí)，需要保證橋梁新舊支座在受力上處于一致狀態(tài)，在確保植筋施工質(zhì)量不受影響的基礎(chǔ)上，保證新舊蓋梁可以形成緊密結(jié)合的狀態(tài)。

在獨(dú)柱墩橋梁單側(cè)位置增設(shè)樁柱的過程中，施工人員應(yīng)該結(jié)合橋下空間面積、地質(zhì)條件、施工情況，選擇適宜性比較高的機(jī)械設(shè)備，盡量做到不會(huì)對(duì)原有橋梁安全穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。在設(shè)計(jì)箱梁以及橫梁的接長時(shí)，需要確保植筋施工質(zhì)量不受影響，保證新舊砼在出現(xiàn)收縮現(xiàn)象、徐變現(xiàn)象時(shí)不會(huì)導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)開裂問題。

結(jié)論：綜上所述，獨(dú)柱墩橋梁在長時(shí)間使用以后，容易出現(xiàn)傾覆問題，為了避免橋梁傾覆產(chǎn)生安全事故，有關(guān)單位應(yīng)該通過增設(shè)抗拉拔裝置、增設(shè)鋼蓋梁、設(shè)計(jì)加固方案，從而提升橋梁加固處理效果，為行人、車輛提供通行安全保障。

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