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慶興公司對橋梁獨柱墩改造加固的總結(jié)

         2021年12月18日，位于湖北省鄂州市境內(nèi)的滬渝高速滬渝向轉(zhuǎn)大廣高速匝道橋發(fā)生橋梁側(cè)翻，當(dāng)日造成4人死亡、8人受傷。

且近些年發(fā)生在墩柱墩橋梁傾覆的事故還是屢見不鮮的：

這一事故再一次引發(fā)了人們對于橋梁獨柱墩穩(wěn)定性的熱議，雖然造成本次事故的重要原因是車輛超載且行駛偏載引起的橋梁傾覆，但人們還是對獨柱墩的設(shè)計和存在仍有一定的非議，盡管它的設(shè)計滿足當(dāng)時的設(shè)計規(guī)范且在特定的環(huán)境下還有一定的優(yōu)點。

交通部和應(yīng)急管理部也多次發(fā)文要求對全國獨柱墩橋梁安全運行狀況進行排查，各省根據(jù)文件精神對現(xiàn)有的墩柱墩橋梁進行抗傾覆穩(wěn)定性進行驗算，對不滿足規(guī)范要求的橋梁進行加固改造。

目前，主要的加固改造方案有如下幾種，現(xiàn)對比分析如下：

方案一∶設(shè)抗拔約束裝置

通過在邊墩設(shè)置抗拔裝置，避免因邊支座的脫空而改變結(jié)構(gòu)體系，增強橫向抗傾覆性能。如下圖所示∶

方案優(yōu)點∶

（a）構(gòu)造設(shè)計幾乎不影響結(jié)構(gòu)原有受力模式。

（b）抗拔銷裝置構(gòu)造簡單，工程規(guī)模較小，施工方便，幾乎不影響橋上正常交通。

方案缺點∶

（a）因錨固構(gòu)造及構(gòu)造空間的限制，抗拔銷拉拔力設(shè)計值一般較小，適用的加固橋梁范圍較少。

方案建安費∶方案一單墩約10萬元。

方案二∶多墩加蓋梁改多支承

通過在多個中間墩墩頂增設(shè)蓋梁，將中墩單支承改為多支承，加強結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)變形能力。如下圖所示∶

方案優(yōu)點∶

多個中墩單支承改為多支承，根據(jù)計算確定支承的距離，使得箱梁在不利工況下支承體系不發(fā)生變化，基本可確保箱梁不會發(fā)生傾覆破壞。

方案缺點∶

（a）改變了原有箱梁橫梁的受力模式，橫梁由原來的負(fù)彎矩受力變?yōu)檎龔澗厥芰�，需結(jié)合結(jié)構(gòu)配筋重新進行驗算，必要時需對橫梁進行加固。

（b）需檢查增加蓋梁后可能對凈空的影響。

（c）施工過程涉及增設(shè)蓋梁，增設(shè)支座等，較為繁瑣。

方案建安費∶單墩約25萬元。

方案三∶單墩加強改多支承

部分中間橋墩單支承改為多支承，加強主梁中墩處抗扭轉(zhuǎn)能力，以滿足抗傾覆要求。同時通過增加樁柱、包裹墩柱等措施，提高中墩強度，以滿足改雙支承后墩身內(nèi)力增加的需要。具體操作時，可根據(jù)現(xiàn)場條件，細(xì)分為如下方案∶

方案三a∶橋?qū)捿^大時，可在原有墩柱兩側(cè)增設(shè)墩柱，如下圖所示∶

方案三b∶橋?qū)捿^小時，可在原有樁基兩側(cè)增設(shè)樁基，通過承臺連接形成群樁，而后對墩柱進行包裹、增設(shè)蓋梁形成多支承，如下圖所示∶

方案三c∶原設(shè)計帶承臺的獨柱墩，可對原有圓柱墩進行包裹，改為圓端型墩柱，如下圖所示∶

方案優(yōu)點∶

（a）可靠性好。中墩單支承改為雙支承，根據(jù)計算確定雙支承的距離，使得箱梁在不利工況下支承體系不發(fā)生變化，可確保箱梁不會發(fā)生傾覆破壞。同時通過措施提高墩柱的強度，大大提高墩柱的安全性。

（b）一聯(lián)箱梁通�？芍恍枰�處理單個墩，即能滿足抗傾覆要求。

（c）景觀性較好。

（d）加固施工基本不影響通行。

（e）對各種情況的連梁均有較好的適應(yīng)性。

方案缺點∶

（a）改變了原有箱梁橫梁的受力模式，需結(jié)合結(jié)構(gòu)配筋進行結(jié)構(gòu)驗算。

（b）需檢查增加墩柱、蓋梁后可能對凈空的影響。

（c）安裝更換支座過程需短暫封閉交通。

（d）施工過程涉及樁基施工，植筋，澆筑混凝土，頂升箱梁，安裝更換支座等，工期較長。

（e）新增樁基施工宜采用回旋鉆施工。

（f）對于部分橋墩位于水中、路線中央的橋梁適用性不佳。

方案建安費∶方案三a單墩約57萬元，方案三b單墩約66萬元，方案三c單墩約27萬元。

方案四∶拉大邊支座間距

邊墩處加長端橫梁及蓋梁，必要時需增設(shè)蓋梁，以拉開邊支座間距，加強結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)變形能力。如下圖所示∶

方案優(yōu)點∶

邊墩處拉開支座間距，根據(jù)計算確定支座拉開的距離，確保在基本組合下不發(fā)生脫空，使得箱梁在不利工況下箱梁整體抗傾覆穩(wěn)定性能及中墩扭轉(zhuǎn)角滿足要求。

方案缺點∶

（a）改變了原有箱梁橫梁、蓋梁的受力模式，需結(jié)合結(jié)構(gòu)配筋重新進行驗算，必要時需對橫梁、蓋梁進行加固。

（b）需檢查蓋梁加長或增設(shè)蓋梁后可能對凈空的影響。

（c）施工過程涉及植筋，澆筑混凝土，增設(shè)支座等，較為繁瑣。

方案建安費∶單墩約20萬元。

顯然，每一種方案都有各自的優(yōu)缺點和適用性，且對現(xiàn)有的橋梁維修加固又多受橋梁結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場環(huán)境條件影響較大，應(yīng)經(jīng)多方分析比較才能確定最優(yōu)的加固方案。

慶興公司目前施工的內(nèi)蒙古某高速公路上跨分離立交橋的獨柱墩改造采用的正是增設(shè)鋼管墩柱改單支點變?nèi)�支點的加固方案：參照鐵路橋梁支座安裝方法進行了優(yōu)化，取消了預(yù)頂升，不改變原有梁體結(jié)構(gòu)受力；梁底先安裝支座上預(yù)埋鋼板然后澆筑上墊石，保證支座安裝水平密貼受力，符合支座安裝質(zhì)量驗收評定標(biāo)準(zhǔn)，且不改變原有受力，當(dāng)梁體偏壓時，支座立即傳遞受力，防止梁體傾覆，維持梁體穩(wěn)定狀態(tài)。