T形刚构桥墩柱加固综合施工技术*
王世民'，罗祝君'，史宏彦”（1.广州市第一市政工程有限公司，广东广州510060；2.广东工业大学土木与交通工程举院，广东广州510006）
[摘要】近些年，由于各种原因，桥梁病害情况日趋严重.考虑到造价的影响，对旧结构加固补强往往是很值得推 荐和工程上常用的方法之一.在分析桥梁病害和常规加固方法的基础上，结合工程实例，通过工程检测和计算分析，提出了增大截面面积、植筋、施加竖向体外预应力的综合施工技术，并详细介绍了施工工艺和操作要点.结果表明，采用该综合加固技术能有效降低工程造价，缩短工期.
[关键词]加固；桥梁：增柱：施工技术
【中图分类号】TU746.3；U445 [文献标识码】A [文章编号]1002-8498（2013）16-0037-04
Comprehensive Construction ofPier Strengthening of T-shape Rigid-frame Bridge
Wang Shimin' Luo Zhujun' Shi Hongyan²(1. Guangzhou First Manicipal Engineering Co. Lad. Guangzhou Guangdong 510060 China; 2. School of Cisil and Tranaportation Engineering Guangdong Uniersity ef Technology Guangzhou Guangdong 510006 China)
influence the strengthening technologies are widely used in old bridges. Through analysis of bridge Abstract:At present the bridge diseases in China are increasingly severe. Considering the costdiseases and traditional strengthening methods bined with actual project the prehensiveconstruction of bridge strengthening is adopted including enlarging section rebar-planting and extemalprestressing strengthening technology and the construction process and key points of construction areintroduced in detail. The results show that the application of prehensive strengthening technology canreduce cost and short construction period.
Key words ;strengthening; bridges; piers; construction
然不大，但涉及面广，并关联到诸多隐蔽工程.目
0引言
目前，我国公路、铁路交通事业蒸蒸日上.其前，关于混凝土桥梁加固方法主要有以下几种.桥梁占我国现役桥梁的绝大多数.在20世纪70年代末至90年代初，我国修建的大跨梁式桥中，带挂梁的预应力T形刚构桥是主要的桥型之一.由于各种原因，使用多年后，或多或少都出现一些病害，其中，相当一部分桥梁已到了不得不加固的程度.为了适应道路运输载重量不断发展的要求，桥梁的 混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀对桥梁的损害非常严重，需要大量的资金来维护或改建.
中以钢筋混凝土或预应力混凝土材料修建的各类1.1浇筑钢筋混凝土增大截面法
1）原理增加截面面积，提高整体刚度.
2）关键技术补强层必须与主梁结合良好，形成一个整体共同受力，必须注意凿毛质量，采取植筋或埋设锚栓，铺设钢筋网阻止裂缝.
3）优点施工简便，经济有效.
4）缺点构件体积增大，自重增加，抵消部分甚至全部新增结构承载能力，施工周期长，需要工人数量多，需要大型机械配合，抗腐蚀和耐久性差；对原有结构有一定的损伤.
1旧桥墩常规加固方法简介
1.2钢板粘贴法
旧桥墩加固是一项繁杂的系统工作，工程量虽
1）原理以钢板代替增设补强钢筋，加大截面整体刚度.
2）关键技术不能用劣质混凝土，必须选择优质黏结材料，混凝土表面必须进行清理，防止钢板
端部剪应力集中，加强注浆质量控制（饱满度、消除 气泡、注浆厚度等）.
3）优点不需要破坏被加固的原结构外形，施工工艺简单，施工质量易于控制，施工工期短，可提高对梁体内钢筋的保护和控制裂缝与浇度.
洁度要求较高，加固的有效性主要取决于黏结材料 4）缺点对梁体混凝土强度、表面平整度、清的强度和耐久性，恒荷载增加较大，钢板本身须涂装，增加了日后维护的负担，总体费用较高.
1.3施加体外预应力法
1）原理以梁为锚固体，通过张拉对梁的受拉区施加压力，抵消部分自重应力，减少活荷载应力 增量.
2）关键技术需选择安全可靠锚具，所设预应力筋转（滑）块不应导致过大的应力损失及应力集中.
构承载力与刚度，体外预应力筋变化幅度小，无疲 3）优点可平衡部分恒荷载，较大幅度提高结劳问题，可促使竖向裂缝闭合.
4）缺点对锚具及体外预应力筋的防腐要求较高，锚具有时不便于设置，施工工艺较为复杂，且所需设备较多，造价较高.
1.4粘贴纤维增强复合材料
1）原理将纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，与原结构形成新的受力整体，共同承受荷载，降低钢筋应力.
2）关键技术设计确定合理的加固材料数量，设计中应避免脆性破坏，注意对应力集中的考虑.
3）优点抗拉强度高，抗腐蚀性好，质量轻，抗疲劳性好，热膨胀系数低，对结构外形适应性好，施工方便.
4）缺点材料单价相对较高.
2工程加固实例
2.1工程概况
永泰立交主跨桥位于华南路三期工程永泰立交，上跨广从快速路主线桥，于2008年底建成，2009年运营通车.主跨18~21号墩为双T形构件变截面预应力混凝土箱梁带30m简支支挂梁.左右幅 跨径组合为：左幅为47.22m71.11m42m：右幅为42m71.11m47.22m.边跨梁高1.8m，悬臂根部梁高3.6m，挂孔为跨径30m的简支T形梁，梁高1.8m.边墩柱采用独柱墩，主增增顶截面为6.6mx1.6m，墩底截面为4mx1.6m.基础采用4 根直径为150cm嵌岩桩.计算行车速度：80km/h；设计荷载：城-A级：地震基本烈度：V度.
主线标准段单幅断面宽度：0.5m（护栏）12m
万方数据
（行车道）0.5m（护栏）.该桥墩柱原设计如图1 所示.
图1增柱正立面和侧立面示意（原设计）Fig. 1 Facade and side elevation for pier (usap snoaad )suumoa
根据广州市市维建设工程检测服务中心《华南快速路三期永泰立交跨新广从路主线桥18~21号墩梁桥检查报告》，永泰立交主线桥主要有如下病害.
无麻面和蜂窝：上部结构梁底个别部位出现破损露 整体上，墩柱结构的混凝土外观质量比较好，筋及麻面.从现浇T构牛腿与挂梁相接的伸缩缝位置看，伸缩缝两侧梁体有竖向错移，根据建成通车后监测情况及最近时间加密监测数据看，右幅T在上翘现象，尾端上翘2.0cm，左幅也有类似情况. 构牛腿最大沉降为6.8cm，而两端边跨梁端位置存从最近几次加密观测情况看，牛腿下绕有进一步发展的趋势.
其中存在较大病害、有安全隐患的位置：右幅两侧T构墩柱与梁体刚接的墩柱靠边跨一侧存在 多条横向裂缝，裂缝从墩顶位置开始向下分布范围约3m，分布间距30~40cm，最近的一条距墩顶30cm左右，横向裂缝通长（横桥向）延伸至墩柱外侧面的中心线位置消失（顺桥向）；裂缝最宽为0.20mm，墩柱主跨一侧的侧面纵横向无裂缝存在. 梁体与墩柱刚接的梁底板位置也存在4条斜向裂缝，裂缝沿梁底板斜向外侧延伸，长约2.5m，跨度约0.1m，从桥底看，底板裂缝在墩柱四角向外八字形
延伸；增顶正对的梁体0号块侧面存在1条竖向裂缝，长度基本与0号块腹板的高度同长，裂缝上下较小，中间较宽.
结合《华南快速路三期永泰立交跨新广从路主展状况来看，究其原因可能有以下3点.， 线桥18~21号墩梁桥检查报告），由病害位置和发
1）桥面过载较大.
2）设计时墩柱两侧与桥面系连接处构造措施考虑不周.
3）施工时未按设计和相关要求进行施工作业.
则，依据利用单一方法的特长，并发挥协同工作优 通过常见加固方法比较，本着成本最低的原势的原则，提出了增大截面、植筋、施加体外预应力的综合施工加固方法.该方法的加固原理如下.
1）利用竖向预应力偏心产生的弯矩，可以减少桥墩恒荷载下的固有弯矩.
2）由于桥墩与梁体固接，在桥墩边跨侧施加偏心竖向预应力后，可以使梁体上缘受压，减少梁上缘拉应力，增加梁体上缘承载力安全储备.
3）桥墩边跨侧施加偏心竖向预应力，使桥墩产生与恒荷载作用相反的转角，可减少恒荷载作用下牛腿的挠度.
Fig. 2Layout of pier columns(new design) 图2增柱示意（新设计）
4）施加可更换体外预应力，可方便拆除更换，不影响日后的维修加固.
顶附近梁体裂缝封闭一1号块梁底开体外预应力穿束孔及体外预应力管安装一桥墩、1号块植筋、布筋、钢筋安装一新旧混凝土接触处涂刷E200界面剂一浇筑无收缩C40混凝土（UEA）→张拉体外预应力一注浆.
新设计的墩柱如图2所示.
2.2计算分析
分析，并对计算结果进行分析. 通过建立模型，运用Midas-GTS软件进行应力
1）通过对组合预应力荷载作用下旧墩柱和新墩柱的应力分布分析，当组合P=50kN预应力荷载作用下，增柱顶最大压应力为1813.23kN/m²（旧墩柱）和1330.8kN/m²（新墩柱）；在组合P=150kN预应力荷载作用下，墩柱底最大压应力为柱），荷载减小24.5%，作用明显.
2.3.2操作要点
1）土方开挖土方开挖采用人工配合挖掘机开挖，开挖前必须先人工开槽探管，确认没有管线，才能采用挖掘机开挖.开挖到距离承台10cm采用人工开挖剩余土方，避免挖掘机碰撞承台.
1830mm门式架搭设，并适当搭配1200mm× 2）脚手架搭设方案脚手架采用1200mm×500mm门式架，门式架每层安装上下钢梯并安装钢脚手板，作为施工平台.每层门式架必须用钢管做抱柱件与墩柱连接（见图3）.
2）最大压应力为4427.95kN/m²，C40无收缩混凝土满足要求.
分布图可知，增柱加固处理前后的竖向变形都很 3）由荷载作用下旧墩柱和新墩柱的竖向位移小，且原设计墩柱的基础为嵌岩桩基础，竖向位移可以忽略不计.
及箱梁内检测需要，全桥共计需开16个工作孔.工 3）开工作孔根据设计要求，为加固维修需要作孔需从梁底板向上使用机具施工，难度较大.建议将工作窗口开至梁底板最薄处.窗口尺寸800mmx1000mm.首先施工加固维修所需工作孔，再施工箱梁内检测所需孔润.根据现场勤查， 为加固维修需要所开4处（8个）工作窗口，有2处
所以，该加固方案满足设计要求.
2.3方案实施
2.3.1施工流程
开挖墩柱位置填土一搭设脚手架一墩柱凿毛，凿剪力槽，开工作孔一混凝土表面清理一桥墩、墩
万方数据
Fig.3 Ereetion of scaffold 图3脚手架搭设
位于地面交通车辆掉头处，另外2处位于绿化带处.根据现场情况，确保能搭设脚手架来确定开凿工作窗口的准确位置.
4）墩柱凿毛、凿剪力槽剪力槽留设的作用是为了方便穿人预应力钢筋的预留洞口，穿人预应力求，然后空洞灌浆.首先根据设计要求在墩柱上放 筋后，对预应力筋进行双向张拉至强度达到设计要样，标出剪力槽位置，然后用砂轮机切割剪力槽边线，切割深度2cm，然后用电锤凿剪力槽，直至凿出22.5cmx2cm的剪力槽为止.待剪力槽凿完后再对墩柱加厚混凝土一侧其余表面全面凿毛.凿毛 完成后，对混凝土表面全面清理，用高压风枪吹干净混凝土表面.
5）裂缝封闭对于需要封闭的裂缝，需对裂缝两边各2cm范围内的混凝土用钢丝刷或电锤进行处理，清除混凝土表面碳化层，然后用压缩空气吹 净缝口浮尘，用工业丙酮清洗缝口后，刷上2层裂缝封闭胶进行裂缝封闭.裂缝封闭胶应采用优质改性环氧树脂材料，其性能满足《公路桥梁加固设计规范》JTG/TJ22-2008要求.
其性能指标满足国家有关标准和规范的要求. 6）植筋植筋锚固胶水应采用优质A级胶水.
7）钻孔采用小直径钻头并配合钢筋探测仪探孔，确定无主筋后，换大直径钻头成孔.孔深与错筋埋设深度相同，孔径比锚筋大2~4cm，孔位应顺直.
8）清理钻孔先用黎毛刷清理，再以高压干燥空气吹净孔内灰尘，并保持孔内干燥.
9）灌胶将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插人锚筋后，胶水即充满孔洞.
表面，用丙酮擦拭干净，并擦干. 10）插人钢筋钢筋表面清理干净，清除锈蚀
11）在胶水完全凝固之前，避免孔位附近有水和扰动锚固钢筋.
3结语
参考文献：
度受热，如必须焊接，则应采取降温措施. 12）应避免在植筋附近焊接钢筋，以免胶水过
通过经济效益分析，华南路三期工程永泰立交主线T构19.20号墩维修加固总造价：.94此法与拆除重建（或传统加固方法）相比，可以节省 元.若采用拆除重建，则需要1841528.9元.运用将近1/3的投资成本，经济效益明显.
本课题研究所采用的增大截面面积、植筋、施加体外预应力综合加固方法，通过简单、实用面有效的方法，同样解决了不用拆除重建又能达到设计 要求的目的，还大大节约了工期和成本.同时，相比于传统的加固方法，施工简便，占用场地极小，整个实施过程只需简单的围护即可，对周边交通影响很小，而且不需投人更大的资金.对于目前经济迅象非常突出，该施工技术可为以后的同类施工提供 猛发展的都市，交通量日益变大，桥梁受破坏的现参考.
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国内首个秀场项目千吨屋顶钢
桁架升顶合拢
近日，由中国建筑第二工程局有限公司（简称中建二局）承建的国内第一、全球第三个秀场项目- 武汉秀场项目屋顶钢桁架整体顺利升顶合拢.
此次提升的屋顶钢桁架长81m，宽58m，重达4000t，相当于9架空客A380的质量总和.项目部采用”超大型液压同步提升技术”进行整体同步提升.
据悉，武汉秀场项目是国内首个秀场项目，其设计外形为红灯笼造型，建筑高度约50m，总共约2000个座椅，总建筑面积8.6万m².
（摘自“中国建筑工程总公司网站”2013-08-15）
