公路桥梁桥墩加固技术应用分析

龚丽丽

（江西省交通工程集团有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承载着巨大的交通流量和重要的经济功能。然而，随着桥梁使用时间的增长和交通负荷的加重，桥梁结构会面临一系列问题，如老化、损伤和承载能力不足等。在这种背景下，公路桥梁桥墩加固技术的研究和应用变得至关重要。

1 桥墩加固意义

首先，桥墩作为桥梁的主要支撑结构，承受着巨大的荷载和外部力的作用，其稳定性和安全性对于桥梁的正常运行至关重要。通过加固桥墩，可以提高其承载能力和抗震性能，保证桥梁结构稳定，有效减少桥梁发生结构性破坏或倒塌的风险。其次，桥墩加固可以延长桥梁的使用寿命。随着时间的推移和交通荷载的增加，桥梁结构出现疲劳、龟裂、腐蚀等问题，导致其性能下降甚至失效。通过加固桥墩，可以修复和加强桥梁结构，延缓桥梁的老化进程，延长其使用寿命，减少维护和修复的频率和成本。最后，桥墩加固还能适应交通运输的需求变化。随着城市发展和交通运输的不断增长，桥梁承受的荷载超过原设计标准，或者需要适应更大的车流量和更重的交通工具。通过加固桥墩，可以提高桥梁的荷载承载能力，确保桥梁能够适应未来交通需求的变化，保障交通运输的安全和顺畅[1]。

2 某桥梁基本情况

2.1 概况

某桥梁项目总长度为1.1km，桥面宽12m，原方案设计上部结构是9～30m 的装配式预应力混凝土T 梁结构，下部采用双柱式墩、刚性扩大基础形式。但是该项目的隧道出口部位上山体坍塌问题严重，出现洞口结构损坏的情况，二期工程采取必要的加固处理措施，并且已经把隧道明洞延伸到大桥桥面部位上，把原先大桥结构的第一孔从30m 调整为18m+12mT 结构形式，主梁应用现浇连续箱梁形式，桥墩使用空心薄壁墩，明挖扩大基础的形式，主梁结构应用16m 长的明洞形式。

2.2 桥墩技术现状

在地震的作用和影响之下，已经出现严重的山体坍塌问题，落石直接造成明洞洞顶结构的损坏，桥面、基础结构出现严重损坏的问题，对整个工程的运行安全性造成较大影响。经过对该项目的桥梁、隧道进行全面检查，落石已经下落产生严重撞击作用，1-2#墩下部存在有4 条环形裂缝，柱顶出现5 条斜向裂缝，系梁和柱体结构之间存在严重裂缝问题，已经超出规范标准参数，严重影响桥梁结构的安全运行。经过全面勘查，1-2#墩下部埋在土体部位上，发生断裂而产生空洞的问题。此外，调查显示该桥梁上部通行车辆数量较多，尤其是超载车辆较多，桥梁承载力已无法满足要求，必须进行加固处理，否则将会产生严重的安全事故。

3 桥墩加固设计方法

3.1 设计原则

其一，充分使用原有的桥墩、基础结构，保证上部支撑结构的性能合格，满足桥梁运行标准，达到荷载能力的需要，避免发生交通事故。

其二，桥梁、隧道进行修复的环节，达到耐久性标准，延长使用寿命。

3.2 加固设计方法

第一，对T 梁裂缝进行修复处理，更换T 梁支座保护结构，更换已经损坏严重的钢护栏，对于墩柱、盖梁以及其他损坏的混凝土结构进行修复处理。

第二，通过顶升的方法，将原有的1#墩顶提升之后，加上钢板支座结构，使结构重新贴合，达到结构效果要求。

第三，应用钢板箍、扩大桥墩截面方式加固。在裂缝修复、钢板箍安装后，原桥墩基础1.25m 增加到1.75m，下部的1.8m 墩柱以及系梁结构采用C40 混凝土浇筑成为门式墩的结构[2]。

4 桥梁加固方案及分析

4.1 桥梁加固方案

根据目前桥梁的运行实际情况，掌握检测报告，并结合现场病害，选择合适的加固施工方案。从原1#墩柱的结构出发，修复墩柱结构裂缝的问题，并设置钢板箍的结构，再应用增大截面积的方式完成加固施工。原桥墩基础的柱式墩，将其改为上下两段门式实体墩的结构形式，并且直径尺寸进一步扩大。

4.1.1 将桥下存在的落石全部清理干净，在基础加高施工环节，尽量减少人工作业对基础结构造成的不利影响，并落实墩柱、系梁结构的封闭施工，达到整体结构的施工效果。

一是检测裂缝的情况，分析是否存在严重病害。在裂缝结构处理前，对现场进行全面检测，应用探测仪等设备，或者采用钻芯方法评估裂缝部位的问题，展开全面调查和分析，绘制出裂缝分布图，以便采取必要的应对措施。结合检测结论，与最初的设计、施工资料对比分析，确定裂缝发生的原因，并以此作为基础，制订加固施工方案，明确灌注施工工艺措施。

二是压力灌浆施工。因为此次工程项目的桥墩结构裂缝深度大、范围广，所以应用流动性好、黏结性强的环氧树脂材料进行灌注施工，使结构的裂缝黏结效果得到提升，整体性能恢复比较明显，达到封闭裂缝的效果，防止其他有害气体进入内部发生损坏的问题。

三是裂缝封闭、加固措施。由于在灌缝施工中，选择的材料属于有机材料，长期投入使用后极易发生老化问题，为了提高加固施工结构的耐久性，还要在灌缝施工之后及时凿除表面的混凝土，并且覆盖高强度加固混凝土，进而使内部加固材料和空气处于隔离状态，防止出现老化严重的情况，延长使用寿命。要想实现裂缝的约束处理，将表面混凝土凿除干净后，设置加密箍筋材料，从而保证结构的强度性能合格，具备较高承载性能。

四是水资源管理不断加强。《河南省人民政府关于实行最严格水资源管理制度的实施意见》和《河南省人民政府办公厅关于实行最严格水资源管理制度考核办法》即将正式颁布施行。首次确立了水资源控制指标体系，各项控制指标已全部分解到各省辖市，2013年年底前将全部分解到各县市区，该项工作走在了全国前列。在全国率先开展了省、市、县水资源系统平台建设和水资源信息管理软件研究开发工作。突出抓好节水型社会和水生态文明试点建设，试点数量位居全国前列。

四是水平裂缝处理。该裂缝问题的处理和其他裂缝是相同的，但是因为桥墩结构自重较大，为了使水平置换加固的混凝土结构与其他混凝土同时受力，应在置换后做合理的卸载处理，降低自重产生的影响。

五是竖向、斜向裂缝。在该裂缝处理中，首先进行灌缝作业，其次将表面存在的杂质清理干净，最后应用钢筋完成加固施工，应用高强度混凝土材料展开裂缝表面的处理，并应用支模加固施工方式，提高结构的强度性能和稳定性，满足桥梁结构的运行需要[3]。

4.1.2 各个裂缝结构都处理结束后，开始对原墩柱裂缝部位、系梁、1.5m 墩柱底部增加钢板箍结构，恢复结构整体性能，应用高强度螺栓连接形成。在现场施工中，钢板选择材质Q345D 材料，厚度为20mm，间隔40cm 长度进行一个单元设计，应用20mm 高强度螺栓连接，组合形成整体结构。墩柱裂缝部位增设钢板箍部件，达到连接整体性效果，桥墩墩柱性能恢复明显，防止在加固施工中出现结构脆性损坏的问题。选择应用两片半圆形或者方形形状的钢板箍，进行固定之前内侧涂抹一层厚度为2cm 的环氧树脂砂浆材料，并快速粘贴，使用螺栓紧固连接，使钢板与墩柱紧密贴合，组合成整体，达到共同受力的效果。

4.1.3 钢板箍结构加固工作完成后，根据加固工艺方案的设计要求开展墩柱基础的植筋作业，并且埋设墩柱钢筋。为了避免在施工环节因为植筋而给桥墩基础造成不利影响，现场应用C30 混凝土浇筑施工，将原有的刚性基础实现扩大处理，从2×1.25m 加高至2×1.75m，并对原基础结构实施凿毛处理，再对基础面植筋，间隔距离为60cm，以梅花形的方式布置，使新旧混凝土结构连接性能合格，具备较高的整体性[4]。

4.1.4 在门墩钢筋设置工作结束后，为了确保加固效果和结构的稳定性，需要及时开展绑扎施工。

首先，在实体墩顶部安装钢筋网结构，以增强墩体的抗拉和抗剪能力。这些钢筋网应按照设计要求进行布置和固定，确保其与墩体紧密结合。

其次，针对原1.5m 墩柱底部的处理，可以采取截断并与钢板箍焊接连接的方式。通过截断墩柱底部，可以形成较为坚固的连接面，然后利用钢板箍将截断后的墩柱与新的加固部分进行紧密连接。焊接连接可以提供更牢固的结构性能，确保连接的可靠性和稳定性。接下来，在连接部位浇筑C40 混凝土，以形成符合要求的下段门式墩。C40 混凝土具有较高的抗压强度和耐久性，能够满足墩体在承受荷载和外部环境作用下的要求。在浇筑混凝土之前，需要确保钢筋的布置符合设计要求，并进行必要的浇筑模板支撑和定位，以确保混凝土的浇筑质量和墩体的几何形状。

最后，内部预埋墩柱钢筋和上部结构的连接是整个加固过程中的重要环节。预埋墩柱钢筋应按照设计要求进行布置，并在施工过程中进行有效的连接和固定，确保墩体与上部结构的整体性和稳定性。连接方式可以采用焊接、铰接等方式，根据具体情况确定最合适的连接方式。

4.1.5 在现场进行墩柱浇筑施工结束后，为确保墩体的稳定性和结构的完整性，需要进行养护施工。养护施工过程中，首先在盖梁底部沿着墩柱设置一圈环形材料，并与预埋钢筋进行焊接连接，以形成墩体和盖梁的整体结构。在连接完成后，将原有的墩柱由1.5m 扩大到2m。然后，用C40 混凝土对墩柱进行充分浇筑，以形成合格的上段门式墩。为了使新旧混凝土结构能够形成整体，需要对盖梁底面的柱间进行凿毛处理。

4.1.6 将现场损坏的T 梁支座结构进行更换，并且加固1#墩顶脱空支座，从而使支座恢复结构性能并质量合格。结合现场加固标准要求，分析顶升空间的情况，将墩台内部挡块拆除，以符合现场施工标准。在支座更换工作实施前，要对整个墩台结构的高程进行复核检测，发现与原设计方案存在较大差异，应立即组织人员开展调整处理，进行整体结构的顶升施工。对于脱空支座结构来说，复测支座四角脱空的尺寸，支座与之对应的钢板材料，顶升箱梁3～5mm，并且在脱空的位置上设置钢板达到填充的效果，再下放支座，与梁体稳定连接。在施工中，将新增加的钢板与原钢板进行焊接连接，组合成整体结构，避免发生滑移的现象[5]。

4.1.7 布置护墩、防撞墙结构。边柱结构的主动防护基础之下，为了避免出现落石撞击桥墩的情况，选择使用被动防护的方式，在下部设置防撞护墙结构。该结构在设置中，布置在山体坍塌的一侧，且在墙后填土处理，制作高度3m 的坍塌台。

4.2 桥梁加固方案分析

结合桥墩损坏的状态采取合理的加固处理措施，保证原有桥墩与基础充分的利用，恢复桥墩结构性能。上部支撑效果合格，不需要设置临时支撑架结构。下部进行门式实体墩的浇筑处理，实现桥墩结构抗冲击性能的提升。通过检验发现，该方案的加固效果完全符合加固施工设计要求，具备较高的承载力性能。但是目前该项目的施工比较复杂，尤其是在小桩号支座空间，现场施工有着较高的难度。

5 桥墩施工过程控制分析

第一，保证施工安全。桥墩加固涉及复杂的工程操作和施工技术，因此需要制订详细的安全管理方案，包括工作场所安全、材料使用安全、人员安全等，以确保施工中人员生命安全和财产安全。

第二，保证施工质量。桥墩加固是关乎桥梁结构稳定和安全的重要工作，因此施工管理需要严格按照设计方案和技术规范进行施工，并进行质量检查和监控。对施工过程中的关键节点进行监督和检验，确保施工质量符合要求，保证桥墩加固效果的可靠性和持久性。

第三，合理安排施工进度。桥墩加固是一项复杂的工程任务，需要合理规划施工流程、协调施工资源、制订施工进度计划等。施工管理人员需要根据实际情况，制订详细的施工计划，合理分配人力、物力和时间资源，确保施工进度的准确掌控和顺利推进，以确保施工任务按时完成。

第四，施工管理还需要进行沟通与协调，桥墩加固涉及多个参与方，包括设计单位、施工单位、监理单位等，因此施工管理人员需要积极与各方沟通与协调，确保各方之间的信息畅通和工作协同，解决施工过程中的问题和难题，确保施工任务的顺利进行。

6 结语

随着社会经济的发展和交通需求的增加，公路桥梁的安全和稳定运行变得尤为重要。桥墩作为桥梁结构的重要支撑部分，其强度和稳定性对于桥梁的整体安全性起着至关重要的作用。通过对公路桥梁桥墩加固技术研究和应用实践的总结分析，获得优化加固的设计及施工方案，科学地组织施工，可以更好地解决桥墩老化、破损和承载能力不足等问题，有效提升桥梁结构强度和稳定性，延长桥梁使用寿命。