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庆兴公司对桥梁独柱墩改造加固的总结

文章出处:http://www.hnqxlq.com/ 人气:发表时间:2022-07-07

 2021年12月18日,位于湖北省鄂州市境内的沪渝高速沪渝向转大广高速匝道桥发生桥梁侧翻,当日造成4人死亡、8人受伤。

 

且近些年发生在墩柱墩桥梁倾覆的事故还是屡见不鲜的:

 

这一事故再一次引发了人们对于桥梁独柱墩稳定性的热议,虽然造成本次事故的重要原因是车辆超载且行驶偏载引起的桥梁倾覆,但人们还是对独柱墩的设计和存在仍有一定的非议,尽管它的设计满足当时的设计规范且在特定的环境下还有一定的优点。

交通部和应急管理部也多次发文要求对全国独柱墩桥梁安全运行状况进行排查,各省根据文件精神对现有的墩柱墩桥梁进行抗倾覆稳定性进行验算,对不满足规范要求的桥梁进行加固改造

目前,主要的加固改造方案有如下几种,现对比分析如下:

方案一∶设抗拔约束装置

通过在边墩设置抗拔装置,避免因边支座的脱空而改变结构体系,增强横向抗倾覆性能。如下图所示∶

 

方案优点∶

(a)构造设计几乎不影响结构原有受力模式。

(b)抗拔销装置构造简单,工程规模较小,施工方便,几乎不影响桥上正常交通。

方案缺点∶

(a)因锚固构造及构造空间的限制,抗拔销拉拔力设计值一般较小,适用的加固桥梁范围较少。

方案建安费∶方案一单墩约10万元。

方案二∶多墩加盖梁改多支承

通过在多个中间墩墩顶增设盖梁,将中墩单支承改为多支承,加强结构抗扭转变形能力。如下图所示∶

 

方案优点∶

多个中墩单支承改为多支承,根据计算确定支承的距离,使得箱梁在不利工况下支承体系不发生变化,基本可确保箱梁不会发生倾覆破坏。

方案缺点∶

(a)改变了原有箱梁横梁的受力模式,横梁由原来的负弯矩受力变为正弯矩受力,需结合结构配筋重新进行验算,必要时需对横梁进行加固。

(b)需检查增加盖梁后可能对净空的影响。

(c)施工过程涉及增设盖梁,增设支座等,较为繁琐。

方案建安费∶单墩约25万元。

方案三∶单墩加强改多支承

部分中间桥墩单支承改为多支承,加强主梁中墩处抗扭转能力,以满足抗倾覆要求。同时通过增加桩柱、包裹墩柱等措施,提高中墩强度,以满足改双支承后墩身内力增加的需要。具体操作时,可根据现场条件,细分为如下方案∶

方案三a∶桥宽较大时,可在原有墩柱两侧增设墩柱,如下图所示∶

 

方案三b∶桥宽较小时,可在原有桩基两侧增设桩基,通过承台连接形成群桩,而后对墩柱进行包裹、增设盖梁形成多支承,如下图所示∶

 

方案三c∶原设计带承台的独柱墩,可对原有圆柱墩进行包裹,改为圆端型墩柱,如下图所示∶

 

方案优点∶

(a)可靠性好。中墩单支承改为双支承,根据计算确定双支承的距离,使得箱梁在不利工况下支承体系不发生变化,可确保箱梁不会发生倾覆破坏。同时通过措施提高墩柱的强度,大大提高墩柱的安全性。

(b)一联箱梁通常可只需要处理单个墩,即能满足抗倾覆要求。

(c)景观性较好。

(d)加固施工基本不影响通行。

(e)对各种情况的连梁均有较好的适应性。

方案缺点∶

a改变了原有箱梁横梁的受力模式,需结合结构配筋进行结构验算。

(b)需检查增加墩柱、盖梁后可能对净空的影响。

(c)安装更换支座过程需短暂封闭交通。

(d)施工过程涉及桩基施工,植筋,浇筑混凝土,顶升箱梁,安装更换支座等,工期较

(e)新增桩基施工宜采用回旋钻施工。

(f)对于部分桥墩位于水中、路线中央的桥梁适用性不佳。

方案建安费∶方案三a单墩约57万元,方案三b单墩约66万元,方案三c单墩约27万元。

方案四∶拉大边支座间距

边墩处加长端横梁及盖梁,必要时需增设盖梁,以拉开边支座间距,加强结构抗扭转变形能力。如下图所示∶

 

方案优点∶

边墩处拉开支座间距,根据计算确定支座拉开的距离,确保在基本组合下不发生脱空,使得箱梁在不利工况下箱梁整体抗倾覆稳定性能及中墩扭转角满足要求。

方案缺点∶

(a)改变了原有箱梁横梁、盖梁的受力模式,需结合结构配筋重新进行验算,必要时需对横梁、盖梁进行加固。

(b)需检查盖梁加长或增设盖梁后可能对净空的影响。

(c)施工过程涉及植筋,浇筑混凝土,增设支座等,较为繁琐。

方案建安费∶单墩约20万元。

 

显然,每一种方案都有各自的优缺点和适用性,且对现有的桥梁维修加固又多受桥梁结构形式、现场环境条件影响较大,应多方分析比较才能确定最优的加固方案。

庆兴公司目前施工的内蒙古某高速公路上跨分离立交桥的独柱墩改造采用的正是增设钢管墩柱改单支点变三支点的加固方案:参照铁路桥梁支座安装方法进行了优化,取消了预顶升,不改变原有梁体结构受力;梁底先安装支座上预埋钢板然后浇筑上垫石,保证支座安装水平密贴受力,符合支座安装质量验收评定标准,且不改变原有受力,当梁体偏压时,支座立即传递受力,防止梁体倾覆,维持梁体稳定状态。