城市桥梁墩柱加固施工技术探讨

郑锋

摘 要：桥梁是交通运输的重要组成部分，桥梁结构的稳固与否对行车安全等有着重要影响。墩柱作为桥梁的主要结构之一，由于设计不合理、施工缺陷以及长期使用造成的损伤、老化等问题，墩柱结构容易出现承载力不足、抗震性能降低等问题，影响其正常使用，必须对其进行适当加固。本文就对城市桥梁墩柱加固施工技术展开探讨，以期为城市桥梁安全提供有力保障。

关键词：城市桥梁；墩柱；加固施工技术

中圖分类号：U445 文献标识码：A

近些年来，随着我国城市经济的不断进步，城市交通压力越来越大，许多已建成的桥梁出现各种各样的问题，存在严重安全隐患，威胁着行车与行人安全，桥梁加固成为一项十分重要的工作。在桥梁加固当中，墩柱加固是其重要组成部分，掌握桥梁墩柱加固施工技术，将其合理应用于实际加固施工中，有着重要的现实意义。

一、增大截面加固法

增大截面加固法是通过在原有桥梁墩柱构件基础上，通过补加钢筋、浇筑新混凝土，使墩柱截面增大，从而提高墩柱承载力，起到加固效果。在此种方法中，对于不同情况的墩柱，浇筑的新混凝土作用也不同，对于变拉区，可以起到粘结、保护补加钢筋的作用；对于受拉区，则可以有效增加构件刚度，提高构件抗剪、抗弯承载能力。

增大截面法的施工流程为：定位放线，凿毛植筋，钢筋与模板工程以及混凝土浇筑。在应用过程中，其要点包括：（1）墩柱的凿毛处理要充分，做好凿毛后清理工作；（2）外包骨架钢筋要采取双面焊接，焊缝长度不能低于5d；同时，外包模板外观质量要合格，刚度足够；（3）混凝土浇筑要做好混凝土配合比和搅拌质量控制，对于15m以下墩柱，要一次性完成浇筑；分层振捣要充分，保证振捣质量合格。

增大截面法的优势在于可靠性好、承载力和刚度显著增加，但也存在需要较长施工周期、中止交通，构件体积与结构自重增大、地基荷载增加、桥下空间减小、结构自振频率改善以及耐久性、抗腐蚀性差等不足。

二、粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是通过利用结构胶粘贴剂，将尺寸适宜的钢板粘贴在墩柱表面，使钢板与墩柱形成统一受力整体，分担原墩柱受到的外力，发挥加固作用，对于受力偏心较大的构件、钢筋混凝土受弯等情况较为适用。

粘贴钢板加固法的施工流程为：定位放线、表面处理、卸荷、预贴钢板与粘贴钢板、加压和固化养护等。在应用过程中，其要点包括：（1）表面处理：包括混凝土表面和钢板表面的处理，混凝土表面需要清理掉表面浮浆以及松散混凝土，并用高强树脂泥修补平整，最后用蘸有丙酮或二甲苯的脱脂棉纱擦拭2～3遍；钢板表面处理在磨光机打磨后，也需用蘸有丙酮的脱脂棉纱擦拭干净；（2）卸荷是将结构承受的活荷载卸除，减小钢板应变滞后，确保钢板加固后强度可以充分发挥；（3）钢板预贴与粘贴需要保证钢板粘贴位置在轮廓线内，处理后的钢板与混凝土表面能够基本吻合，然后用配置好的结构胶涂抹，最后用给钢板以一定压力，使两者充分粘贴在一起。

粘贴刚板法具有施工简单、工期较短、施工质量易控、不会对原结构产生破坏以及刚度、挠度提升明显等优点；但是，也存在许多缺点，包括成本高、材料自重大、抗腐蚀能力与抗疲劳能力差、防火能力低、极限承载提高幅度较小、加固有效性会受粘结材料限制以及维护成本过高等。

三、粘贴碳纤维片材加固法

粘贴碳纤维片材加固法的原理、施工流程与要点与粘贴钢板加固法基本一致，区别只是使用的材料不同。碳纤维片材具有质量轻、强度高、抗腐蚀能力强以及耐疲劳等优点，在桥梁墩柱加固中应用碳纤维片材，可以对混凝土变形起到良好约束作用，提高墩柱的延性和承载能力，从而发挥抗震加固的功能。

碳纤维片材在横向包裹钢筋混凝土柱时，其作用过程有：一是横向包裹的碳纤维片材能够起到与受剪钢筋类似的作用，与钢筋共同承受剪力作用，加上碳纤维本身比钢筋更好的抗拉能力，等同于提高了构件配筋率，改善构件变形性能和承载能力；二是横向包裹的碳纤维片材会约束内部包括的混凝土，碳纤维在混凝土受压横向膨胀时，其环向约束力会相应增加，改善混凝土应力应变曲线下降速率，提高极限压应变，从而有效改善构件延性。

粘贴碳纤维片材加固法除了碳纤维材料本身优点外，还可以方便施工；但存在刚度提高不显著，不适用于开裂结构的加固，防火性能差，在混凝土强度低情况也比较不适用，容易受施工环境影响等不足。

四、体外预应力加固法

体外预应力加固法是通过在墩柱结构之外，加挂预应力钢撑杆、拉杆的一种技术，主要适用于大跨度、大型桥梁结构加固中，对温度超过600℃场所无防护情况、混凝土收缩徐变大结构并不适用。

体外预应力加固法的施工分为两个阶段，分别是准备工作、张拉控制，其中，在准备工作中，要做好预应力钢绞线材料的选择，然后根据设计要求进行下料和穿束，保证预应力钢绞线埋设的到位。在张拉控制阶段，需要在混凝土强度试验满足设计强度的95%、龄期超过7天以后进行，张拉顺序为：0→10%张拉控制应力→20%张拉控制应力→100%张拉控制应力，在完全张拉控制应力下持续2min后进行锚固。

体外预应力加固法优点在于可以显著提高墩柱的刚度、承载力，抵消部分恒载，且不会有疲劳问题，对竖向裂缝有较好控制效果。但是，体外预应力施工技术较为复杂，施工难度大，容易受到现场环境、构件本身情况的干扰，锚固端安全难以保证，对加固后结构性能产生反作用，且造价成本较高，经济性一般。

结语

综上所述，城市桥梁墩柱加固是桥梁工程养护中的一项重要内容，其目标都是在保证原有结构正常功能不受影响的前提下，改善结构耐久度、承载能力，从而确保城市桥梁的安全可靠。近些年来，城市桥梁墩柱加固技术有了长足发展，技术种类越来越多，对墩柱都能起到一定的加固效果，但其适用对象各不相同，且都具有一定的优势和不足，在应用时，需要根据实际情况，选择合适的加固技术，并掌握好应用要点，提高加固技术应用水平。

参考文献

[1]王芳.既有桥梁下部结构加固施工技术[J].铁道建筑，2012（09）：41-43.