黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司
摘要：已经在高速公路匝道桥设计以及施工中证实钢管柱可提升到桥抗倾覆能力这一理论。本文主要结合实际工程，客观探究独柱墩桥梁钢管柱抗倾覆加固技术，并在明确其要点与关键点的基础上开展施工作业，真正做到道桥抗倾覆能力的有效提升，并彻底消除其中存在的潜在隐患。该工程在建设过程中结合实际恰当使用钢管柱抗倾覆加固技术，经过长时间运行后，状态良好。充分证明钢管柱抗倾覆加固技术在独柱墩桥梁施工中的作用。
关键词：独柱墩；桥梁钢管柱；抗倾覆加固技术
流畅并且简洁的线型是独柱墩桥梁的明显特征，其优势可在多个方面得以体现，例如极高的桥下空间使用率以及视觉通透性等。大部分施工单位只能关注到桥梁抗弯以及抗剪能力等多方面性能，但是桥梁重要的横向抗倾覆能力却呈现出被忽略的状态。在车辆超载以及多种不良因素的影响下，可能会有落梁以及垮塌等问题出现在独柱墩桥梁中，最终引发安全事故。因此，针对独柱墩桥梁抗倾覆加固技术展开的探究具有十分重要的作用。
一、工程概况
某高速公路按山岭高速公路设计，设计时速80km/h，为全立交、全封闭、双向四车道高速公路。全桥跨径组合为20m+25m+20m，桥长65m，桥宽8.5m。上部结构采用钢筋混凝土连续箱梁，下部结构为独柱墩、钻孔灌注桩，独柱墩支座形式为GYZ400×77mm，桥面铺装为沥青混凝土，设计荷载汽超-20级，挂车-120，本桥位于平曲线上，平曲线半径R=150m。
二、钢管柱的加固与设计
1.选择设计方案
在1、2号独柱墩两侧增设钢管柱，壁厚8mm，外径61cm，灌注C40微膨胀混凝土，并设置钢箍联系钢管柱与原独柱墩，柱顶设置GJZ400×400×84型支座。桥头增设桥上禁停标志。
2.严格的抗倾覆验算
抗倾覆验算荷载分别按原设计荷载的最不利状态布载进行验算。特殊车辆荷载采用4辆165t车辆成单列布载，两车间距5m，偏载情况进行验算。对无盖梁的独柱桥通过判断边支座是否脱空来判断抗倾覆能力。荷载组合根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）4.1.6条，按偶然组合进行荷载组合，永久作用对结构受力有利效应分项系数取1.0，偶然作用的效应分项系数取1.0。计算结果显示，按原设计荷载最不利状态布载情况下，桥台支座不脱空，桥墩承载能力满足要求，原桥梁结构是安全的，但在特殊车列最不利布载情况下桥台支座脱空，由于实际桥梁运营中可能出现超载情况，为了加大桥梁横向抗倾覆能力的安全储备，对该桥采用钢管柱加固方式进行抗倾覆处理。加固后，在特殊车列最不利布载情况下桥台支座不脱空，桥梁结构处于安全状态。
三、控制钢管柱施工的要点
1.精确的开挖承台及放样
全部露出承台表面是承台开挖工作的最终目标，开挖中需要严格遵循图纸提出的各项要求。施工放样是在承台表面全部露出的基础上进行。支座、钢管以及钢板都是放样工作中涉及到的主要内容，需要在放样过程中保持上述部件位于同一直线上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此种情况下开展的植筋工作可保障精确性，并为后续架立新增钢管柱工作的顺利开展奠定基础。
2.浇筑混凝土
在施工时如果事先浇筑混凝土，会因结构凝固而发生不可调整的问题，最终对施工结构造成不可挽回的破坏。甚至会因混凝土而影响到施工工期以及施工开展的顺利性。所以需要事先开展结构件安装工作，然后由专业人员以及监理工程师判断钢构件是否合格，构件安装结果得到确认后才可以开展混凝土浇筑工作，钢管内部是混凝土浇筑的主要位置。
3.控制距离
匝道桥箱梁底板至钢管柱盖板顶距离为14cm，施工前应认真量测墩柱箱梁底面到承台之间的距离，精确到1mm，并作为钢管柱外套钢管的下料根据。
4.验收原材料
采用成品无缝钢管和焊接钢管时应具备产品出厂合格证书。同时严格按照《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205—2001）和《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81—2002）的规定对钢管构件的组装和焊接质量进行验收。
5.钢管构件的储存
在施工前需要借助恰当的措施与手段运输钢管构件，到达现场后必须结合实际以及相应措施妥善保管钢管构件。在真正开展架立工作之前，必须保障钢管构件的整洁性。并利用相应的措施，防潮防晒，在干燥的环境中储存钢管。以防因生锈问题而影响到后续施工。在开展钢管架立工作时，需要彻底清除可能存在于钢管内部的杂物，有效打理钢管表面。
6.钢筋预埋
可利用多种方式固定钢板。该工程在固定时主要利用黏钢环氧胶以及螺栓，固定位置为承台表面。将钢筋预埋至承台中间开孔处，是强化与钢管柱之间连接的重要手段。这也对工作人员提出较高要求，需要在充分考虑多方面因素的基础上，开展科学合理的钢筋预埋工作。
7.防治锈蚀
为防止锈蚀，各钢板及钢板箍、螺栓等外露表面均涂防锈漆两遍，面层涂两层环氧富锌面漆。构件除锈质量要求应符合国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-1988）的规定。
8.密封管口
吊装钢管构件时，为防止异物进入管内，应将管口密封。钢管在运输过程及现场安装时，应注意避免钢管受力变形，吊装时，吊点的位置应根据钢管的受力情况和吊装方法进行确定。钢管调整就位并校正后，及时采取临时措施固定。吊装时注意观察，避开顶部支座安装设施。
9.浇筑混凝土的方法
混凝土的浇筑采用泵送浇灌分段施工法：在钢管预制时，钢管壁间隔2m左右设置10cm进料孔，分段灌注。泵送浇灌法采用混凝土输送泵将混凝土分段从高往低泵送，落差控制在2m左右。进料孔均应安装一个带阀门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，由泵车将混凝土灌入钢管，同时启动外部振捣器。浇灌过程中，要用小锤不断敲打附近钢管，利于排气，同时启动上端外部振动器。当混凝土沿进料孔溢出一定数量以后，检测该段混凝土质量，当顶部溢出混凝土后，且无离析现象时，暂时停止浇筑，封闭进料孔，对上方的下一个进料孔进行如上操作，直至墩顶。
结语：该高速公路互通C匝道桥经过钢管柱加固，有效增加了抗倾覆能力，消除了安全隐患，目前运行状况较好。本文介绍的独柱墩桥梁增设钢管柱加固技术，可供同类桥梁设计和加固维修参考。
参考文献：
[1]秦延飞[1]，杨泽伟[2].增设钢牛腿在连续独柱墩桥梁抗倾覆加固设计中的应用[J].交通科技，2017：53.
[2]孔令元.独柱墩桥梁抗倾覆增设钢盖梁受力可靠性分析及改进措施[J].广东公路交通，2018，v.44；No.157（04）：121-124.
论文作者:孙守丰
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第2期
论文发表时间:2019/9/5
标签：钢管论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 支座论文; 荷载论文; 构件论文; 进料论文; 《建筑细部》2019年第2期论文;