旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法

陈兵，张玉明

（1.合肥市建筑质量安全监督站，安徽 合肥 230001；2.安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

目前，公路、铁路以支撑桥梁上部结构动静荷载的墩柱多为大截面钢筋混凝土结构，在实际工程中，因施工处理不当、地质情况复杂、运行超载、长期老化等原因，易造成桥墩表面出现破损和墩柱偏斜的现象，不但会影响桥梁的受力性能，而且会对桥墩的承载能力和稳定性产生不利影响，甚至会影响桥梁的安全性。因此对桥墩长期使用过程中出现的墩柱偏斜等施工工艺及工法的研究和探索，在旧桥桥梁施工中具有重要意义[1]-[3]。

桥梁墩柱的偏位问题常采用重新进行新墩柱的施工，该工法存在桥梁立柱直径大、造价高、施工难度大以及当在出现较大偏位甚至破坏时，会引起新旧墩柱的同时破坏等问题。针对上述问题提出在原墩柱上通过增大截面的方法浇筑新墩柱，植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法，该工法在设计、实施、应用上取得实质性成功。

1 工法特点及适用范围

1.1 施工质量可控

本工法采用在墩底植入钢筋方式来增强新老混凝土结合，新增混凝土中设置环向箍筋、纵向主筋等钢筋约束混凝土变形，增加新老混凝土的胶结强度，保证荷载的有效传递，提高施工质量。

1.2 施工方便高效

本工法采用墩底位置支设模板浇筑混凝土增大截面、墩身上部采用钢板包箍、钢板内侧部分压注粘钢胶进行墩柱维修，施工工艺简单，操作方便，结构整体性强。本工法对桥梁顶升后释放原墩柱内力及位移，墩柱施工过程中对墩顶位置进行凿除，重新浇筑支座并在墩柱施工完成后重新安装新支座，提高了支座替换的效率和质量。

1.3 技术可靠

对倾斜明显、横向开裂以及表观质量差的墩柱采用外包混凝土增大截面方式进行维修，并在浇筑墩柱混凝土前对梁体进行顶升，并采用钢支架辅助支撑梁板荷载，有助于保障桥梁的安全。

1.4 节省工期

本工法中对混凝土材料及配合比进行要求，严禁采用轻骨料混凝土，并要求水灰比不超过0.40，要求采用蒸汽养护，促进混凝土强度发展和水泥凝胶体密度的提高，减少混凝土收缩徐变影响，并缩短工期。

1.5 适用范围

本工法适用于公路、铁路等工程中在役桥梁墩柱偏位的纠偏补强及墩柱缺陷修复施工。

2 施工工艺及操作要点

旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法的工艺原理在常用的裂缝封闭、混凝土破损区域清理与修补处理、钢筋锈蚀区域清理与防锈处理等修补手段的基础上，根据桥墩偏位尺度和结构破损等情况，综合采用墩底钢筋混凝土尺寸扩大段和墩顶钢套箍灌注粘钢胶等修补方法，进行大偏位桥梁墩柱纠偏补强，最后进行支座和伸缩缝更换等施工。

2.1 施工工艺流程

旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法的施工流程图如图1所示。

2.2 操作要点

①根据在役桥梁墩柱产生大尺度偏位的原因以及损坏程度，在维修前对桥梁墩身进行详细检测，明确结构的病害类型与程度，对墩身存在的所有可见裂缝进行封闭处理；对混凝土破损区域进行清理并修补，对钢筋锈蚀区域清理并作防锈、阻锈处理，确保墩身表面无油污、油脂、蜡状物等影响渗透的污物，为后期施工提供方便，并使原桥墩墩身安全性和功能性符合要求。

图1 旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法施工流程图

②沿原墩柱的柱底进行横向钻孔植筋，并设置环向箍筋和纵向受力主筋；随后根据设计线形支设模板，并浇筑细石混凝土或自密实混凝土，形成墩柱底部尺寸扩大段，实现对墩柱底部偏位的矫正。

③在原墩柱柱顶通过在原墩柱柱顶设置横向钢筋，在外侧安装钢板，并将钢板与横向钢筋焊接连接；向原墩柱柱顶表面与钢板空隙内填充自密实混凝土，待混凝土强度形成后通过压胶孔向混凝土与钢板空隙内压入粘钢胶，形成钢管柱。

④在浇筑墩柱混凝土前，在旧桥墩柱周围进行搭设临时钢支架对梁体进行顶升，采用临时钢支架辅助支撑梁板荷载，有助于保障桥梁安全。

⑤待墩柱强度形成后，清除墩顶和梁底之间杂物，凿除松散混凝土，使用千斤顶顶升梁体，释放原墩柱内力及位移，随后进行墩顶的处理和支座的更换。

3 材料与设备

3.1 材料

①混凝土技术标准应符合相关规范要求，严禁采用轻骨料混凝土，水灰比不超过0.40。钢纤维混凝土采用的粗骨料粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的。

②钢筋采用HPB300、HRB400级钢筋及钢筋焊接网，其技术标准应分别符合《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》（GB/T 1499.1-2008）、《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB/T 1499.2-2007）、《钢筋混凝土用钢第3部分：钢筋焊接网》（GB/T 1499.3-2010）的规定。

③钢纤维采用Ⅱ级钢纤维，外形为纵向扭曲，表面粗糙；长度不小于25mm。钢纤维体积率不应小于1.0%，且宜控制在1.0%～1.5%。钢纤维产品规格、尺寸偏差、抗拉强度、弯曲性能、外观质量、每根钢纤维的质量偏差、形状合格率及原材料等指标应满足相关规范要求。

④混凝土修补采用RMO环氧树脂型修补砂浆性能指标见表1。

RMO环氧树脂型修补砂浆性能指标 表1

⑤锚固用植筋胶见表2。

⑥粘贴钢板用胶粘剂（见表3）。

3.2 主要机械设备（见表4）

4 应用实例

①五里墩立交桥维修消缺工程。合肥市五里墩立交桥位于长江西路、屯溪路、合作化路的汇合处。现由于车辆荷载超过设计值，造成桥墩不平衡弯矩加大，伸缩缝处堵塞，桥梁伸缩功能丧失造成附加力；支座老化失效，造成结构内力突然释放，对桥墩产生冲击作用，墩柱截面配筋率偏低等因素影响下。桥墩在横向荷载影响下，也产生了一定程度的横向偏移和柱底部裂缝。在施工过程中采用“旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法”，在满足工程设计稳定性、施工质量及工期要求的同时，与传统方法相比，综合节约造价7.6%左右。

锚固用植筋胶安全性能指标 表2

粘贴钢板用胶粘剂安全性能指标 表3

机具设备表 表4

②蚌埠市朝阳桥维修工程。蚌埠市朝阳路桥位于中市区与西市区的交界处，工程在施工过程中采用“旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法”，在满足工程设计稳定性、施工质量及工期要求的同时，与传统方法相比，从节省建筑材料、人工及机械成本等方面综合分析，综合节约造价9.6%左右。

③五河淮河大桥维修加固工程。五河淮河大桥位于安徽省五河县城南跨越淮河，维修工程的基本项目为：主墩的防护，全桥裂缝的处理，桥面条的改造。在施工过程中采用“旧桥植筋增大墩柱截面修复偏位和缺陷施工工法”，在满足工程设计稳定性、施工质量及工期要求的同时，与传统方法相比，从节省建筑材料、人工及机械成本等方面综合分析，综合节约造价15.6%左右。

5 结论与建议

安全性和功能性的要求，具有较好的技术效益。

②本工法充分利用了原偏位的墩柱，通过外包混凝土增大截面与钢板包箍钢板包箍压胶筑混凝土等方式实现了新旧结构共同承担荷载，同时采用蒸汽养护，促进混凝土强度发展，提高了水泥凝胶体密度，既保证了施工质量，又缩短施工周期，还充分发挥了原墩柱的承载能力，具有良好的经济效益。

③采用本工法实现了大尺度偏位桥梁墩柱的纠偏和补强，满足结构安全性和功能性的要求，避免了结构的拆除和新建，在很大程度上节约了社会资源。同时，较快的施工效率，缩短了施工工期，很大程度上降低了纠偏施工对社会交通运输造成的影响，具有较好的社会环境效益。

5.2 建议

施工相对工艺相对方便，但这种工法尚需解决新旧混凝土整体协调变形、顶部混凝土浇筑的问题，有待于工程实践中逐步探索解决。

5.1 结论

①本工法采用钻孔植筋外包混凝土增大截面与钢板包箍钢板包箍压胶筑混凝土等方法相结合的方式对待修复墩柱进行纠偏补强，通过对新老混凝土结合面进行处理，同时采用植入钢筋方式增强新老混凝土结合，保证新旧混凝土结共同承载、减少收缩徐变影响。此外，综合采用裂缝封闭、构件修补、钢筋除锈等常规病害处理手段对墩柱局部缺损进行修复和补强，以满足结构

[1]陈奎，邓小波.五里店立交桥箱梁变形鉴定分析[J].山西建筑，2010(13).

[2]周智兴.服役PRC连续梁桥病害检测与处理[J].公路工程，2011(4).

[3]曹三鹏，刘钊，岳力强，胡安祥.移动模架施工PC连续梁桥悬臂段箱梁空间效应不利影响及其防治措施[A].中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集[C].2005.