独柱墩桥梁抗倾覆验算及抗倾覆加固处治措施

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第46卷第16期
2019年8月
1 独柱墩桥梁
1.1 独柱墩的介绍
独柱墩属于桥梁的下部结构，常见于城市道路的跨线桥、立交桥及高速公路互通立交的匝道桥。

由于城市交通繁忙、城市及周边建设用地征地受限，在建设时往往要求桥墩落在有限的范围之内。

为满足上述要求出现了采用独柱墩替代常规的占地面积较大的双柱式或多柱式桥墩。

1.2 独柱墩桥梁存在的倾覆隐患
独柱墩虽然具有占地面积小的优点，但在某些极端的车辆工况情况下，存在倾覆的安全隐患。

广东省曾经发生一起独柱墩桥梁倾覆事故：2015年6月19日晚深夜时分，粤赣高速广东段河源城南出口匝道桥突然发生垮塌，在匝道引桥上的3辆大型货车瞬间跌落至10 m 高的桥底，造成1人死亡， 4人受伤。

发生事故的匝道引桥桥墩为独柱墩，事故给予的警示是：独柱墩桥梁在多台严重超载的大型货车同时短间距行驶在桥梁同一侧同一条车道的极端工况下，存在桥梁倾覆的危险。

2 独柱墩桥梁抗倾覆及稳定性验算
鉴于上述独柱墩桥梁在极端荷载工况下存在倾覆隐患，对目前已建成并已投入使用的独柱墩桥梁，就其抗倾覆能力及稳定性进行验算是非常有必要的。

2.1 抗倾覆及稳定性验算的工况
由于独柱墩桥梁一般是整联进行工作的，验算时应考虑按独柱墩桥整联进行抗倾覆和稳定性验算。

考虑到当前社会车辆超载的严重性以及超载车管理的困难，广东道路主管单位推荐采用3.4倍的公路Ⅰ级荷载作为验算工况。

车道布载规定如下：当横桥向只布置一条车道汽车荷载时，横向车道布载系数采用 1.0，汽车荷载效应（含汽车冲击力）分项系数采用 3.4。

当横桥向布置一条以上车道汽车荷载时，最外侧车道汽车荷载效应（含汽车冲击力）分项系数采用 3.4，其余车道分项系数按现行规范采用，全部车道的横向车道布载系数均采用现行规范。

2.2 抗倾覆及稳定性验算的主要指标
验算的主要三项指标如下：
（1）桥台支座最小反力，作用基本组合下，汽车荷载效应分项系数为 3.4 时，验算的结果桥台支座的最小反力不能少于0，即上部结构压在桥台支座上，而非脱离桥台支座。

在桥台支座最小反力不少于零的情形下，整一联的独柱墩桥梁才不会倾覆。

（2）非固结墩支座转角，作用基本组合下，汽车荷载效应分项系数为 3.4 时，独柱中墩支座转角应小于0.02 rad （1.15°）。

支座转角越大，则桥梁向一侧倾覆的程度越大，在验算时必须将其限制在一定的允许范围之内。

（3）固结中墩压弯强度，作用基本组合下，汽车荷载效应分项系数为 3.4 时，固结中墩压弯强度应满足设计规范的要求。

在极端荷载工况下，固结中墩压弯强度大于桥墩立柱的最大抗弯承载能力时，桥墩身会出现开裂，从而影响下部结构的稳定性和耐久性。

3 独柱墩加固的方式及施工要点
通过上述验算，对于桥台支座最小反力、非固结墩支座转角、固结中墩压弯强度等3项指标等，如验算结果单项或多
［摘 要］通过对独柱墩桥梁在极端荷载条件下存在的倾覆隐患进行分析，提出了对独柱墩桥梁进行抗倾覆验算的三项指标（桥台支座最小反力、非固结墩支座转角、固结中墩压弯强度）和验算满足要求。

当三项指标不满足验算要求时，结合参与主管过的独柱墩桥梁加固工程相关工作经验，提出相应的独柱墩抗倾覆加固方式及施工过程中的质量管理要点。

为独柱墩桥梁在日常养护管理、加固设计、加固施工管理等方面提供了案例、技术参考和管理经验。

［关键词］桥梁加固工程；独柱墩桥梁；独柱墩抗倾覆验算；增设钢盖梁抗拔销加固［中图分类号］TU 74；U 445.7 ［文献标志码］B ［文章编号］1001–523X （2019）16–0142–03
Anti -overturning Check Calculation of Single -pillar
Pier Bridge and Treatment Measures Against
Overturning Reinforcement
Ye Jia-hao
［Abstract ］By analyzing the hidden dangers of single-column piers under extreme load conditions ，three indicators for the anti-overturning check of single-pillar piers are proposed （the minimum reaction force and the unconsolidated pier of the abutment support ）The corner of the seat and the bending strength of the middle pier in the consolidation ）and the calculation meet the requirements.When the three indicators do not meet the verification requirements ，the author combined with the relevant work experience of the single pillar pier reinforcement project ，and proposed the corresponding anti-overturning reinforcement method of the single column pier and the quality management points during the construction process.Provided case ，technical reference and management experience for the single-pillar bridge in daily maintenance management ，reinforcement design ，reinforcement construction management ，etc.
［Keywords ］bridge reinforcement project ；single-column pier bridge ；single-column pier anti-overturning check calculation ；additional steel cover beam anti-pinning reinforcement
独柱墩桥梁抗倾覆验算及抗倾覆
加固处治措施
叶嘉豪
（广东广珠西线高速公路有限公司，广东佛山 528305）
收稿日期：2019–05–23作者简介： 叶嘉豪（1986—），男，广东广州人，工程师，主要研究方向
为高速公路养护与管理。

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项不满足时，应考虑对独柱墩加固，以增强独柱墩的抗倾覆能力。

加固的方式可以采用增设抗拔销、增设钢盖梁、增设桩基承台及包大立柱等组合方式进行抗倾覆加固。

3.1 增设抗拔销
增设抗拔销的加固方式是对独柱墩桥梁在易发生倾覆的一侧的盖梁上增设一对抗拔销，抗拔销能有效地在桥梁发生倾覆时对桥梁上部结构产生抗倾覆的拉力，防止桥梁倾覆 （图1）。

图1 增设抗拔销
3.1.1 抗拔销
增设抗拔销的工艺流程如下。

（1）构件清洁；
（2）定位、钻孔、清孔；（3）注植筋胶；（4）锚栓安装；（5）钢板安装；（6）拉杆安装。

3.1.2 施工质量管控
施工质量管控的要点如下。

（1）钻孔，按设计要求的直径钻孔，钻孔深度应略深于锚筋的埋设深度，钻孔时应避开结构原有的钢筋，孔道应保证顺直。

（2）清理钻孔：利用压缩空气清孔，用硬毛刷刷3遍，吹3遍，确保孔壁无尘干燥。

（3）锚栓安装：锚栓采用后扩底锚栓，锚栓安装入锚孔后，通过敲击锚栓套管使锚栓的扩张结构使之在底部扩孔的过程中扩张，保证扩张结构填满底部已扩张的空间。

锚栓钢筒安装到位后，再安装锚固件。

（4）拉杆安装，施工时须结合温度和联长，适当调整上下锚固钢板在顺桥方向的位置，确保梁体不产生因温度变化而形成的附加内力。

3.2 增设钢盖梁
增设钢盖梁加固，其抗倾覆的加固思路是通过在独柱墩的立柱通过钻孔、钢构件预制加工，安装锚栓的方式增设钢盖梁，在新增的钢盖梁上设置支座垫石及支座系统，将桥梁从单独立柱支撑到发生倾覆时可以变为多点支撑，从而防止桥梁出现倾覆的方式（图2）。

图2 增设钢盖梁
3.2.1 增设钢盖梁的工艺流程
（1）测量放样；
（2）钻孔、清孔；
（3）钢混结合面除锈后，安装钢盖梁，紧固螺栓；（4）植筋孔注胶、植筋；（5）钢混结合面压力灌浆；
（6）浇筑支座垫石、梁底调平块，安装新增支座，设置支座限位措施。

3.2.2 施工质量管控的要点
（1）立柱两侧外包的钢盖梁之间采用焊缝连接，焊缝完成后必须由具备检测资质的机构进行无损探伤，无损探伤合格后，方能认可此道工序完成。

（2）植筋：应先对钢筋进行人工除锈，植筋时插入经除锈的钢筋，对植筋孔注入植筋胶后（注入量为孔深的2/3），将钢筋缓慢地旋转插入至孔底，使植筋胶与钢筋全面粘结。

植入的钢筋固定后不可再扰动，待植筋胶达到养生固结要求后再进行钢筋绑扎、焊接等工作。

3.3 增设桩基承台及包大立柱
增设桩基承台及包大桥墩立柱，针对抗倾覆及稳定性验算中固结中墩压弯强度不满足规范要求和桥墩承载能力不足等情况，可采取的加固方式（图3）。

图3 增设桩基承台及包大立柱加固
在拟加固的独柱墩单侧增加新的桩基，通过新增承台将新旧桩基础连接形成群桩，而后对墩柱外包混凝土，加强下部结构的抗倾覆能力。

另一方面，采用钢筋混凝土包大独柱墩的立柱能增加立柱的抗弯刚度，从而提升立柱在极端荷载工况下的抗弯压能力及抗弯压储备。

3.3.1 原有独柱墩单侧增设桩基的工艺流程（1）测量放样，新增桩基（钻孔灌注桩）；
（2）对原桥墩或桩基与拟新增承台连接处植筋、表面处理；（3）新增承台并连接原桥墩；（4）对原墩柱进行植筋、凿毛；（5）墩柱增大截面施工。

3.3.2 施工质量管控的要点
（1）按墩柱植筋顺序对原桥墩或桩基与新建承台连接部分进行植筋和表面处理操作，承台钢筋布设应在不影响植筋操作的前提下，尽可能同时进行。

（2）施工新桩基时，不得采用冲孔成桩的施工方法，应采用回旋钻或人工挖孔等对原桩基扰动少的钻孔成桩施工方法，钻孔时应设置钢护筒护壁。

新桩基应在完成钻孔清孔后马上浇筑，防治塌孔。

（3）新建承台以及原墩外包混凝土应分2次完成，应先施工承台待承台混凝土达到强度后，对桥墩结合面打磨粗糙、并对结合面植筋，绑扎包墩钢筋，涂抹界面胶，浇筑包墩混凝土，禁止两项内容同时进行。

4 结束语
独柱墩桥梁在城市道路及高速公路等领域应用广泛，在发挥节约用地和节省施工材料的方面，独柱墩桥梁有较大的
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1 地下室墙体裂缝案例
某小区一住宅大楼下方的地下室在完成一期工程的施工之后便出现了大量的墙体裂缝。

针对这种现象应该从施工过程和建筑设计两方面来分析地下室墙体裂缝的成因。

该住宅楼工程的平面（图1、图2）。

三区
三段二区三段一区三段
三区二段二区二段一区二段三区一段二区一段一区一段150 000
169 800
60 650
56 700
52 250
图1　地下室总体平面示意
从建筑设计的角度考量，应该重点关注后浇带的位置间距、混凝土的材料选择、施工单位的施工组织以及地下室墙面的配筋方式。

针对这些主要因素进行改进，而且需要将改进后的方案在后续的二期工程施工中实施。

事实证明在二期
150 000
一单元
后浇带52 250
13 500
13 500
图2　一区段地下室平面示意
的地下室施工过程中，运用改进后的施工方案明显减少了地下室墙体裂缝的数量。

在反应粘技术运用到地下室墙体裂缝当中后裂缝宽度也明显改善，经过后期检验和试水之后，发现墙体裂缝的处理结果理想，能满足后续地下室的正常使用标准。

2 住宅楼工程概况
此住宅楼的地下室为面积为169.6 m×150 m ，总建筑面积高达1.4万m 2以上，该工程地下室的自然埋深为5.6 m 。

通过两道沉降后浇带使得整个建筑物的施工区域被划分为三个部分。

其中包括一单元、二单元和三单元。

每单元下方的地下室主要是大型停车场。

二单元总高度达99.23 m 总共25层。

一单元和三单元高度均为22.1 m ，共5层楼。

上方住宅大楼地下室平面图所示，横向的两个伸缩后浇带把一单元、二单元和三单元一共划分为了 9 个施工区域。

由于在区域一的地下室工程竣工之后墙体表面出现大量裂缝，并且裂缝的数量与间距都超乎工程预期。

本文根据该住宅大楼的地下室墙面裂缝
［摘 要］地下室墙体出现裂缝现象不仅会对工程的承载力造成影响，同时，也会对总体建筑质量产生负面影响，最终导致工程的使用寿命减少。

所以，在地下室墙体工程的施工中，相关单位需要加强对墙体裂缝问题的预防和控制，详细制订防治、应对方案，针对此进行分析，提出相应防控措施，为类似工程提供借鉴。

［关键词］地下室；墙体裂缝；成因；控制技术；研究［中图分类号］TU 755 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X （2019）16–0144–02
Study on Causes and Control Technology of
Cracks in Basement Wall
Liu Peng
［Abstract ］Cracks in basement walls will not only affect the bearing capacity of the project ，but also have a negative impact on the overall quality of the building ，resulting in a reduction in the service life of the project. Therefore ，in the construction of basement wall engineering ，the relevant units need to strengthen the prevention and control of wall cracks ，formulate prevention and treatment plan in detail ，and analyze this ，put forward corresponding prevention and control measures ，provide reference for similar projects.［Keywords ］basement ；wall crack ；cause ；control technology ；research
地下室墙体裂缝成因与控制技术研究
刘 鹏
（民航局机关服务局，北京 100710）
收稿日期：2019–05–15作者简介： 刘鹏（1985—），男，北京市人，工程师，主要研究方向为施工
管理。

优势。

鉴于当前社会交通监督管理制度仍未完善，社会车辆超载的情况仍时有发生，研究独柱墩桥梁在极端荷载工况下的稳定性和抗倾覆能力，关系着广大司乘人员的生命及财产安全，有重大研究意义。

独柱墩桥梁应结合桥梁定期检查时确定的技术状况及其服务的车辆荷载特点，进行稳定性和抗倾覆能力的验算。

同时在独柱墩桥梁的日常养护管理中，管养单位应加强日常巡查、检查和小修养护管理工作。

重点检查独柱墩桥梁（尤其是对上部结构为现浇式箱梁的独柱墩）
的上下部结构是否存在倾覆的趋势或因倾覆移位而造成的构件开裂及支座变形等病害。

对于发现的上述桥梁病害应及时维修处理，同时进行独柱墩的抗倾覆和稳定性验算，认真研究是否实施独柱墩抗倾覆加固。

参考文献
[1] 杨文渊、徐犇，《桥梁施工工程师手册》[M]第二版.北京；人民交通出版社，
2003.。