摘 要：結合某城市高速公路的一座互通立交橋抗傾覆加固案例，闡述了橋梁中墩增設抗傾覆支座以及邊墩增設鋼拉桿的抗傾覆加固設計方法和施工流程，重點對墩柱加粗加寬、抗傾覆支座安裝、模板支設以及混凝土澆筑等施工工藝進行了介紹。實踐結果表明，橋梁加固設計和施工工藝取得了理想的實施效果，有效提高了抗傾覆能力，供同類工程參考。

關鍵詞：高速公路;立交橋;抗傾覆加固;抗傾覆支座;

作者簡介：侯建華（1986—），男，工程師，研究方向為道路橋梁工程。;

1 工程概況

某城市高速公路的一座互通立交橋所處位置為兩條高速公路交會點，設計形式采用單喇叭立交。該互通立交共包含6座橋梁，分別編號為A-1橋、A-2橋、A-3橋、B橋、C橋以及F橋。其中B橋與C橋的線路中設計有獨柱墩。隨著該城市的發展與不斷開發開放，該立交橋所承載的交通車流量呈現逐步增長的態勢，并經常出現由于交通車流量過大而導致的車輛滯留問題，導致對該橋梁的承載能力提高了新的更高要求。

經分析，在當前不斷增長的交通通行量條件下，原設計立交橋已無法滿足交通承載的要求，其中設計有獨柱墩的橋梁有一定的傾覆風險，存在較大的安全隱患，因此需要對橋梁采取抗傾覆加固措施。

2 橋梁加固設計

本次橋梁抗傾覆加固設計主要包括兩大部分：中墩增設抗傾覆支座、邊墩增設鋼拉桿。

2.1 中墩加粗加寬，增設抗傾支座

該城市高速公路所屬互通立交橋的B橋與C橋的線路（分別為B匝道與C匝道）中設計有獨柱墩。為增強橋梁抗傾覆能力，擬對獨柱墩的截面設計尺寸進行擴建增大，將其有原先的1.2m直徑的圓形墩柱擴建為4.5m×1.8m的類橢圓形墩柱，以此使中墩加粗加寬。同時，在墩頂兩側分別設置抗傾支座，具體選擇為GYZF4型700mm×114mm的橡膠支座，設置位置為距離墩頂原支座兩側1.5m位置處，如圖1、圖2所示。

在原墩柱擴建過程中，需要在承臺和墩身***別進行植筋，植筋時需通過專門的打眼錨固植筋膠進行灌注植筋。植筋過程中，當所植入鋼筋與原結構鋼筋存在***碰撞時，可將植筋位置進行適當***調整。所植入鋼筋的錨固深度***少為15倍的鋼筋直徑大小，且打孔的孔徑應比所植鋼筋直徑外擴約5mm。注意打孔位置的選擇，最小的孔壁厚度不得小于5cm，即外側孔壁距離鋼筋混凝土構件的邊沿寬度***少為5cm。若混凝土中所植鋼筋部分的多根鋼筋均為受拉作用，則應適當保持植筋間距，相鄰植筋距離不得過近，避免在其中一根鋼筋受拉時對其他相鄰的鋼筋形成疊加效應，降低植筋效果。在實際植筋間距控制時，對于多根植筋，其間距一般***少為5倍的鉆孔孔徑。

澆筑新的混凝土之前，需對與原結構混凝土接觸部位進行鑿毛處理，去除疏松表層和浮漿直***堅實的混凝土結構，對其進行沖洗干凈后，再涂刷相應的界面劑于新舊混凝土之間，保證澆筑混凝土后新舊結構能結合緊密，共同形成整體受力結構。界面劑選擇時，優先采用專用的新舊混凝土結合膠。

2.2 邊墩增設鋼拉桿

該互通立交橋B匝道與C匝道的線路處于曲線段，為增大抗傾覆能力增設鋼拉桿時，應將鋼拉桿設置在曲線箱梁的內側。本次全橋一共增設4處鋼拉桿。其中，橋臺處所設置的被動鋼拉桿，主要設置在蓋梁和箱梁側面之間，如圖3所示；連接墩蓋梁處的鋼拉桿，應設置在蓋梁側面和箱梁底面之間。

所增設的鋼拉桿構件材料表面需采取清潔、除銹以及整平處理，并應對鋼拉桿進行防腐防銹涂裝。防腐措施主要為涂刷底漆+環氧富鋅漆+聚氨酯面漆，各漆層均涂刷兩道，層厚40μm，三層共厚120μm。面漆顏色選擇淺灰色。

3 加固施工技術

3.1 工藝流程

3.1.1 墩柱加固及支座安裝

承臺開挖→放線定位→承臺/墩柱的鑿毛→孔位確定→承臺/墩柱的鉆孔→清孔→界面劑涂刷→灌注植筋膠→植筋→固化與保護→抗拔力測試→鋼筋綁扎→模板安裝→楔形鋼板、支座、墊石及鋼箍安裝→混凝土澆筑→拆模→養護。

3.1.2 鋼拉桿安裝

工作平臺搭設→孔位確定→鉆孔→清孔→注入錨固劑→螺栓放置→固化與保護→抗拔力測試→鋼板焊接與安裝→鋼拉桿安裝→探傷檢驗→涂刷防腐層（本文不具體贅述流程）。

3.2 施工準備

將承臺周邊3m范圍的土利用挖機挖除，挖***承臺頂。距離承臺30cm之內的土改用人工挖除，避免挖機碰撞承臺。

按照設計圖紙，將墩柱橫縱軸的十字控制樁根據墩柱中心控制坐標進行測設，確定墩柱中心，并畫出相應的外邊線。控制點的標記應穩固顯眼，以油漆標注并編號。采用雙檢制進行測量放線，按復核簽認制落實交底。

3.3 鑿毛

為保證新舊混凝土的結合能力，須采用專門的鑿毛器對原承臺/墩柱進行鑿毛，深度***少為6mm，保證無疏松石子與軟弱浮漿，露出硬實基底，再用鋼絲刷清洗掉表面的浮碴。鑿毛施工按從上***下進行，舊構件中的蜂窩、孔洞等缺陷不得遺漏，外露鋼筋應采用除油、除銹和防塵處理。

3.4 鉆孔

放樣確定鉆孔的準確位置，為避免與原鋼筋碰撞，鉆孔前應探查承臺/墩柱中的鋼筋位置。鉆桿在鉆孔過程中應保持平穩，不得出現斜孔。用同強度等級的砂漿對廢孔進行填塞封堵，鉆孔完成后，徹底清除孔內雜質，保證后續植筋的連接強度。本工程所設計的植筋直徑為22mm、25mm、28mm，相應的鉆孔直徑擴大約5～6mm，分別為28mm、30mm、34mm。

3.5 涂刷界面劑

混凝土界面劑采用水泥基類型，將混凝土基面用***水***沖刷干凈并保持濕潤狀態，等待飽和面干后，涂刷兩遍界面劑，***遍應待***遍界面劑面干后進行涂刷。

3.6 植筋

對所用植筋與植筋膠的型號、規格等進行檢測，保證鋼筋干凈、平直、無銹蝕雜質，垂直偏差在2mm之內，植筋膠各項性能符合設計要求。

借助專門的注射器進行植筋膠注入，本次植筋膠選用辛普森牌。注射時將混合管伸***孔底，邊注膠邊提升，使膠體分布均勻。注膠結束標準為膠體充填2/3的孔深，插入鋼筋后有部分膠體溢出。鋼筋應快速一次性插***孔底，過程中宜沿同一方向旋轉，再將孔口多余膠體抹平。對于較大直徑的鋼筋，為保證鋼筋插入完全，可用鐵錘敲擊鋼筋端部。植筋膠一旦固化完成，即不得對鋼筋產生擾動。

3.7 綁扎鋼筋

拉拔力測試在植筋結束后48h方能進行。拉拔測試合格后進行鋼筋綁扎。鋼筋按設計順序綁扎，先調整植入鋼筋，再架設主筋，并將兩者按要求完成焊接連接。檢驗架立筋的布置間距與位置，合格后再進行螺旋箍筋綁扎，注意控制鋼筋的混凝土保護層厚度。

3.8 安裝模板

在安裝墩柱模板前，先測設出墩柱四角線，并根據相應的內縮距離用墨線彈出墩柱輪廓線，再據此安裝墩柱鋼模板。為保證墩柱模板支設垂直度，自墩柱頂端吊放兩個鉛錘，分別布設于墩柱兩側面，可通過測量鉛垂線與墩柱鋼模之間的距離控制垂直度。

墩柱的模板縫隙采用***密封處理，保證不漏漿和混凝土成形質量。模板拼裝時應涂刷均勻的脫模劑，相鄰模板間無錯臺和松散接縫。用纜風繩連接墩頂和墩柱中間的模板進行加固，并于底部3m位置加設粗鋼管斜撐或打方木，確保墩柱模板的穩定性與強度、剛度。墩柱鋼模板安裝結束后，全面檢查平面位置、縱橫向穩定性、節點聯系及頂部標高。

3.9 安裝楔形鋼板、支座、墊石與鋼箍

考慮吊車難以在橋梁下部施工，經分析后，決定借助挖機進行楔形鋼板、橡膠支座、墊石以及鋼箍等的安裝，具體安裝順序為：楔形鋼板→墊石→橡膠支座→U形鋼箍。對挖機進行改裝，將三角形構造的加長臂安裝焊接于挖機斗背上，加長臂前部利用鋼絲繩或槽鋼拉緊。加長臂前面連接有凹字形構件，其上開設孔洞并與楔形鋼板開孔的位置對應，用以固定鋼板、支座，保證穩定、安全。改裝后的挖機臂和斗運轉靈活，升降自如，機械***便捷，在實際操作中適用性良好。

安裝施工時，設計制作升降架，以保證澆筑混凝后，楔形鋼板和支座能夠緊貼于箱梁。升降架由千斤頂控制上下，利用模板為底座***，使楔形鋼板頂緊箱梁，并通過預埋的4根錨栓實現錨固連接。根據箱梁縱橫坡考慮確定四角厚度，保證鋼板底面在安裝完成后處于水平狀態，將楔形鋼板通過環氧樹脂和植入螺栓黏固于梁底。

根據施工現場實際的箱梁縱橫坡與標高，確定支座和墊石的安裝高度。為保證鋼板、支座以及墊石之間緊密貼合，可利用鋼板下方的可調螺桿對支座施加相應的預壓力，依次保證橋梁服役過程中支座真正起到受力作用。支座與楔形鋼板以及墊石之間，均通過環氧樹脂黏結固定。

在施工過程中，必須檢測支座下鋼板與梁底的垂直距離，保證安裝后符合要求。墊石下方的螺桿可提前焊接于墩柱鋼筋上，保證墊石位置與穩定性。同時，用鋼筋制作一定高度的平臺，以確保橡膠支座和墊石的標高，平臺***可考慮利用新增墩柱的鋼筋。安裝完成墊石和橡膠支座后，可通過調節螺桿螺母實現與箱梁的頂緊狀況。

***安裝U形鋼箍，所用鋼板應經過校平處理，再經由卷板機與工裝臺制作成形，將規定直徑的半圓形鋼護套按設計高度進行加工，并于上下邊沿處相應位置鉆設4個螺栓孔，用以確保擴建混凝土的厚度與定位。在工廠內將制作完成的鋼板進行預拼裝，將編號和標識等標注于對接頭焊口處。拼裝時檢測焊接坡口大小與根部間隙等，修正不合格構件。檢查無誤后封閉焊接形成半圓形鋼箍，打磨焊縫位置使之平整，然后進行防腐防銹處理，環氧富鋅漆涂刷兩遍后，***外涂淺灰色面漆。

3.1 0 混凝土施工

混凝土澆筑工序是實現新舊混凝土結合、表面質量效果的關鍵。為保證黏結質量，新澆筑混凝土的應嚴格控制水灰比和坍落度。其中，坍落度一般在140～180mm之間。為保證澆筑密實，本次混凝土施工時采用分段澆筑，且墩頂約40cm范圍內的部分混凝土難以利用常規振搗棒實現振搗，故考慮改用自密實混凝土，以實現良好的自流動性，依靠混凝土自重均勻充填鋼筋分布密集的區域，利用其高抗分離性和高間隙通過性，保證新澆筑混凝土結構的各項力學性能和耐久指標符合設計要求。

本次項目施工現場場地緊張，考慮采用泵車進行澆筑。混凝土通過插入式振搗器結合附著式高頻振搗器進行振搗，快插慢拔，嚴控振搗時間，既不過振也不漏振，確保混凝土密實。混凝土施工***距離墩柱約40cm時，進行鋼筋網片鋪設，再采用自密實混凝土進行墩頂區域的澆筑。自密實混凝土澆筑在墩頂鋼箍內，鋼箍應焊接完好無縫，模板拼縫不得大于1.5mm。澆筑墩頂區域時，盡可能減少在澆筑范圍內的分層數量，使用鋼筋棍插搗密實，必要時可采用錘子輕敲U形鋼箍，通過振動輔助混凝土的流動。混凝土完成澆筑后，立即覆蓋以塑料布或無紡布，避免水分散失，待終凝后馬上灑水養護14d。

4 結語

本項目中的城市高速公路互通立交橋在經過抗傾覆加固后，拆模后的墩柱混凝土觀感良好，新舊混凝土接槎處無裂縫，檢測的混凝土強度符合設計要求，達到了理想的加固效果。本文所述工程實例成功應用了橋梁中墩增設抗傾覆支座加固設計與施工技術，有效地保證了橋梁抗傾覆能力，可為此類橋梁加固工程***經驗與參考。

參考文獻

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