专利名称：支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，利用该加 固法加固单柱式桥墩墩柱，就能按照设计要求在匝道桥的主梁之下制作钢结构盖梁，并能 为支顶主梁提供足够的竖向支反力和水平支反力。
背景技术：
在大城市的城区，在互通式立交桥的主路之间，大多连接着圆弧曲线匝道桥，其圆 弧的半径为150-300m，桥面纵坡为1-3%，并以2_4孔为一联。该匝道桥的上部承重构件为 单箱单室的预应力连续箱形梁，其下部箱宽3. 5-4. 5m，其顶面行车道板宽8. 0-9. 0m。在每 一联的两端，采用桥台或双柱式桥墩支撑；在每一联的中部，由钻孔桩基础的单柱式桥墩支 撑。在桥台或双柱式桥墩的顶部，均设有一个盖梁。在该盖梁的顶面，并排粘贴着两块板式 橡胶支座支撑着主梁。单柱式桥墩是一根直径为1400-1600mm的钢筋混凝土圆柱体，它座 落在承台的正中部位，其顶面安装一个盆式支座。在圆弧曲线匝道桥的两端，在墩台盖梁的顶面，沿着圆弧曲线外侧的两块板式橡 胶支座划一条直线，该直线即为整个圆弧曲线匝道桥主梁的转轴A。在转轴A的外侧，是该 匝道桥主梁的主体，其重量约占总重量的70-90% ；在转轴A的内侧，是该匝道桥主梁两端 的局部，其重量只占总重量的30-10%。在正常情况下，车流的重心线位于桥面圆弧曲线外 侧的100-200cm。当桥体下部结构的施工质量较差时，在车流偏心压力和离心力长期的作用 下，在转轴A的外侧，桥体上部结构下沉，该匝道桥两端桥面的内侧向上翘曲。与此同时，整 个桥体的上部结构向转轴A的外侧产生平移。修复圆弧曲线匝道桥，首先对其主梁进行平移，然后再向上进行支顶，使主梁恢复 到该桥刚竣工时的位置。为了对主梁进行双向支顶，首先要加固原单柱式桥墩的墩柱，以保 证该墩柱具有足够的抗弯强度；然后在墩柱加固体之上制作钢结构盖梁，在该钢结构盖梁 的顶面和侧面安放千斤顶；最后支顶并支撑主梁。在不中断桥面交通的情况下，为了便于在 该墩柱加固体的顶面制作钢结构盖梁，原单柱式桥墩墩柱的加固体宜采用钢结构。该加固 体与原桥墩墩柱必须牢固结合，其根部与桥墩承台的构造钢筋相焊接，其顶部与钢结构盖 梁相焊接，为此必须创造一种新的加固法对原单柱式桥墩墩柱进行加固。本发明就是针对上述的这一构想而由本发明人精心研制的一种加固法，利用该加 固法对圆弧曲线匝道桥的单柱式桥墩墩柱进行加固，无需中断桥面交通，无需破坏桥下绿 地；所形成的新桥墩墩柱造型美观，质地坚固；在该新桥墩墩柱的顶部，便于制作钢结构盖梁。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种在不中断桥面交通的情况下，加固圆弧曲线 匝道桥单柱式桥墩墩柱的施工方法。该加固法简便易行，根据该加固法所形成的新桥墩墩 柱质量高，并能为制作钢结构盖梁创造良好的施工条件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，将按如下的操作工序 依次进行在原桥墩墩柱根部的周围进行开挖，使桥墩承台顶面裸露；在原桥墩墩柱主体 的前后两侧剥离混凝土保护层，使每个剥离区内都裸露3根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋；在 原桥墩墩柱主体的外侧以300mm为间距加设1列带钢墩柱箍；在原桥墩墩柱主体的顶端围 绕着该桥墩墩柱切割混凝土保护层，以形成一道圆环状豁口，在该豁口处原墩柱钢筋笼的 所有竖向钢筋都裸露50mm长；在原桥墩墩柱主体顶端的圆环状豁口内嵌入顶板；在桥墩承 台至顶板之间安装18道加固竖筋，在每道加固竖筋与每道带钢墩柱箍之间都加焊连接钢 筋；在这些加固竖筋的外侧加焊加固箍筋，以形成新桥墩墩柱的钢筋笼；在该钢筋笼的外 侧加焊横向垂直钢板、纵向垂直钢板和倒角垂直钢板，以形成新桥墩墩柱的钢护筒；通过顶 板的灌注孔向该钢护筒内灌注C30无收缩细骨料混凝土 ；该单柱式桥墩墩柱加固法的特征 在于根据本发明对所述的原桥墩墩柱实施加固以后，形成了一座所述的新桥墩墩柱； 该新桥墩墩柱为一个前后和左右都相互对称的八棱柱体，其根部座落在所述的桥墩承台 上，其顶面低于所述的原桥墩墩柱顶面1150mm，其沿横桥向的宽度为2200mm，其沿纵桥向 的厚度等于所述的原桥墩墩柱的直径，其四个倒角均为400X IOOmm ；所述的原桥墩墩柱竖 立于该新桥墩墩柱的内部，其竖向中轴线至该新桥墩墩柱位于匝道桥圆弧曲线以外的侧面 之距为1200-1250mm，至该新桥墩墩柱前后两个侧面的距离相等；在该新桥墩墩柱之上是 钢结构盖梁，在钢结构盖梁之上是匝道桥主梁；所述的原桥墩墩柱顶部高1150mm，它伸入 到该钢结构盖梁以内，并成为其一个重要的组成部分；所述的新桥墩墩柱从里向外依次为 原桥墩墩柱主体，钢套，钢筋笼和钢护筒；所述的钢套由自上而下以300mm为间距的1列带 钢墩柱箍所组成，其每道带钢墩柱箍都将所述的原桥墩墩柱主体紧紧地箍住；所述的新桥 墩墩柱的钢筋笼的竖筋由18道加固竖筋、原墩柱钢筋笼前后的各3根竖向钢筋和新设竖筋 所构成，在这些竖筋的外侧自上而下以150mm为间距分布着所述的加固箍筋；沿着每道所 述的加固竖筋都自上而下以150mm为间距设1列连接钢筋，该连接钢筋的外端与加固竖筋 相固定，在其里端上下两根并在一起与1道所述的带钢墩柱箍相连接；所述的新桥墩墩柱 的钢护筒其前后两侧各为1块横向垂直钢板，其左右两侧各为1块纵向垂直钢板，其四角各 为1块倒角垂直钢板，这8块钢板通过8道竖向满焊焊缝组合在一起；在每块所述的横向垂 直钢板及纵向垂直钢板的内侧，在每道所述的加固箍筋与之相贴处，都以SOO-IOOOmm为间 距设两个焊口，而每个焊口的长度都不小于40mm ；在所述的新桥墩墩柱的钢护筒与原桥墩 墩柱主体之间，所有的空间都充满了 C30无收缩细骨料混凝土。所述的原桥墩墩柱是一个直径为1400-1600mm的钢筋混凝土圆柱体，它位于匝道 桥主梁的正下方，其高度在IOm以内，其根部座落在所述的桥墩承台的正中部位；该原桥 墩墩柱自上而下分为原桥墩墩柱顶部和原桥墩墩柱主体两部分，其中原桥墩墩柱顶部高 1150mm ；在原桥墩墩柱主体的前后两侧，各设制一个400mm宽的混凝土保护层剥离区；在每 个混凝土保护层的剥离区内，都裸露出3根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋。所述的顶板用一块20mm厚的矩形钢板制作，其长边为MOOmm、沿横桥向，其短边 等于所述的原桥墩墩柱的直径加160mm、沿纵桥向；在该顶板内设有一个直径等于原桥墩 墩柱钢筋笼外径的主孔；在该主孔的左右两侧，根据所述的加固竖筋的布局，各设9个直径为^mm的螺栓孔；在该主孔左右两侧的适当部位，各设2个直径为IOOmm的灌注孔；沿着纵 桥向通过该主孔的圆心将所述的顶板分成左右两块，在被分开处形成拼接缝；被分开的顶 板从左右两侧嵌入所述的原桥墩墩柱主体顶端圆环状的豁口内，在其拚接缝处实施通缝满 焊，使之重新形成一个整体；在该主孔周边与每根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋的相交处，焊口 的长度均不小于20mm ；当所述的顶板安装就位以后，其顶面呈水平状态，并低于所述的原 桥墩墩柱顶面1150mm;该原桥墩墩柱的竖向中轴线至这块顶板位于匝道桥圆弧曲线以外 的短边之距为1300-1350mm，至这块顶板前后两个长边之距相等。所述的带钢墩柱箍用宽60mm，厚5mm的带钢弯制而成；每道带钢墩柱箍都由前后 两个圆弧形的部分构成，它们分别位于所述的原桥墩墩柱主体的前后两侧，在其左右两端， 各并排穿过2根直径为12mm的螺栓，拧紧这4根螺栓的螺母，整个带钢墩柱箍便将该原桥 墩墩柱主体紧紧地箍住；在该原桥墩墩柱主体的前后两侧，在所述的带钢墩柱箍与每根原 墩柱钢筋笼的竖向钢筋的相交处，焊口的长度均不小于20mm。所述的加固竖筋由2根竖向主筋，1根植筋和1根螺栓构成，它们的直径均为 25mm ；植筋和竖向主筋用螺纹钢筋裁制而成，螺栓用光圆钢筋制作；在所述的顶板的每个 螺栓孔中，分别插入1根螺栓，通过拧入螺母将这些螺栓与该顶板相固定；在该顶板每根螺 栓正下方的所述的桥墩承台的表层，都用锚固包锚入1根植筋，其锚入的深度为600mm ；在 每对螺栓与植筋的两侧，各设1根竖向主筋；在该竖向主筋与螺栓和植筋的相贴处，均实施 双侧焊接，且每一侧焊口的长度都不小于200mm;该竖向主筋的顶端与所述的顶板的底面 相焊接，其底端与所述的桥墩承台的构造钢筋相焊接；在所述的新桥墩墩柱钢护筒左右两 块纵向垂直钢板的内侧各以相等的间距布设5道所述的加固竖筋，在其前后两块横向垂直 钢板内侧的左右端部各布设1道所述的加固竖筋，在其四块倒角垂直钢板内侧的中部各布 设1道所述的加固竖筋；每道加固竖筋的2根竖向主筋都构成一个平面，该平面与所述的新 桥墩墩柱钢护筒的内侧面相平行；在该加固竖筋与所述的新桥墩墩柱的钢护筒之间，夹着 所述的加固箍筋。当18道所述的加固竖筋在所述的桥墩承台与顶板之间就位以后，沿着每道加固 竖筋都自上而下以150mm为间距设制所述的连接钢筋；该连接钢筋用直径为IOmm的光圆 钢筋制作，其外端设一个半圆弯钩，勾住该加固竖筋，并通过30mm长的焊口与之相固定，其 里端设一个直角弯钩，上下两根连接钢筋的直角弯钩并在一起与1道所述的带钢墩柱箍相 贴，并通过40mm长的焊口与之相连接；在所述的加固竖筋与带钢墩柱箍之间，每根连接钢 筋都按最短的路径设制。所述的加固箍筋用直径为IOmm的光圆钢筋制作，它包围着原墩柱钢筋笼前后两 侧的各3根竖向钢筋及18道所述的加固竖筋；在该加固箍筋与这些钢筋的相交处，焊口的 长度均不小于20mm ；在所述的桥墩承台至顶板之间，该加固箍筋以150mm为间距设制；在所 形成的新桥墩墩柱钢筋笼前后的内侧，在匝道桥圆弧曲线的外侧，宜根据具体情况加焊1-2 根新设竖筋，以使该钢筋笼的配筋左右相互对称；该新设竖筋用直径为22mm的螺纹钢筋裁 制而成，在其与每道加固箍筋的相交处、在其底端与所述的桥墩承台构造钢筋的相接处、在 其顶端与所述的顶板底面的相接处，焊口的长度皆不小于20mm。所述的横向垂直钢板和纵向垂直钢板均为矩形钢板，它们都是用新轧制的、整张 的、8mm厚的钢板裁制而成；在所述的新桥墩墩柱钢筋笼的前后两侧，各定位1块横向垂直钢板，其沿横桥向的宽度为1230mm ；在所述的新桥墩墩柱钢筋笼的左右两侧，各定位1块纵 向垂直钢板，其沿纵桥向的宽度等于所述的原桥墩墩柱的直径减256mm ；这4块钢板的底边 都与所述的桥墩承台的构造钢筋相焊接，其顶边都与所述的顶板的底面实施通缝满焊；在 每块所述的横向垂直钢板的左右两侧，都与1块纵向垂直钢板保持489mm的间距；利用这个 间距，电焊工将手从所述的新桥墩墩柱钢筋笼的上下两道加固箍筋之间伸入，将该钢筋笼 的每道加固箍筋都焊接在该横向垂直钢板和纵向垂直钢板的内侧面。所述的倒角垂直钢板用一块30mm厚的钢板刨制而成，其横截面为一个六边形；该 横截面的外横边与内横边相距U9mm，它们均沿横桥向，外横边长84mm，内横边长IOmm ；该 横截面的外纵边与内纵边相距484mm，它们均沿纵桥向，外纵边长四讓，内纵边长IOmm ；该 横截面的外侧边和内侧边相距30mm，它们与外横边的夹角均为14度，外侧边长400mm，内侧 边长489mm。所述的加固弯筋用一根MOmm长的、直径为IOmm的光圆钢筋制作，其顶端有一个 半径为30mm的半圆弯钩，其尾端有一个40mm长的直角弯钩；在所述的倒角垂直钢板的内侧 面，该加固弯筋每排2根，自上而下以150mm为排距与之垂直设置，其尾端的直角弯钩与所 述的倒角垂直钢板的内侧面相焊接，焊口的长度不小于30mm ；在所述的新桥墩墩柱钢筋笼 的四个倒角处，各定位1块所述的倒角垂直钢板，其内侧面的加固弯筋都水平地伸入所述 的新桥墩墩柱的钢筋笼内，其底边与所述的桥墩承台的构造钢筋相焊接，其顶边与所述的 顶板的底面实施通缝满焊，其左右两个侧边分别与1块所述的横向垂直钢板的侧边和1块 所述的纵向垂直钢板的侧边相拼接；在该拼接处预先设制焊接坡口，经过通缝满焊后，再将 该焊口打磨平整。本发明的优点是根据本发明对原桥墩墩柱进行加固，施工方法简单，所形成的新 桥墩墩柱外形美观，物理力学性能优良。该新桥墩墩柱以钢结构为主，其构件均可在车间内 使用机械加工，因而精度高，质量好。在施工现场，通过焊接和螺栓固定即可组装。在新桥 墩墩柱的顶部便于制作钢结构盖梁，并能和该钢结构盖梁形成一个坚实的整体。
图1是本发明中原桥墩墩柱的正面示意图。图2是本发明中原桥墩墩柱的侧面示意图。图3是本发明中原桥墩墩柱剥离混凝土保护层的正面示意图。图4是本发明中原桥墩墩柱剥离混凝土保护层的侧面示意图。图5是本发明中顶板的平面示意图。图6是本发明中原桥墩墩柱加设带钢墩柱箍的正面示意图。图7是本发明中原桥墩墩柱加设带钢墩柱箍的侧面示意图。图8是本发明中加固竖筋的正面示意图。图9是本发明中对原桥墩墩柱加设顶板和加固竖筋的正面示意图。图10是本发明中对原桥墩墩柱加设顶板和加固竖筋的侧面示意图。图11是本发明中新桥墩墩柱钢筋笼的正面示意图。图12是本发明中新桥墩墩柱钢筋笼的侧面示意图。图13是本发明中新桥墩墩柱构造钢筋的横断面示意图。
图14是本发明中在新桥墩墩柱钢筋笼的前后两侧加设横向垂直钢板的示意图。图15是本发明中在新桥墩墩柱钢筋笼的左右两侧加设纵向垂直钢板的示意图。图16是本发明中新桥墩墩柱倒角垂直钢板的横断面示意图。图17是本发明中在横向垂直钢板两侧加设倒角垂直钢板的示意图。图18是本发明中在纵向垂直钢板两侧加设倒角垂直钢板的示意图。图19是根据本发明所制作的新桥墩墩柱的正面示意图。图20是根据本发明所制作的新桥墩墩柱的侧面示意图。图21是本发明中新桥墩墩柱钢结构的横断面示意图。图22是本发明中位于新桥墩墩柱钢护筒顶边处的横断面示意图。附图标记1原桥墩墩柱，2新桥墩墩柱，3桥墩承台，4匝道桥主梁，5顶板，6横向垂直钢板，7 纵向垂直钢板，8倒角垂直钢板，9加固弯筋，10加固箍筋，11加固竖筋，12连接钢筋，13带 钢墩柱箍，14原墩柱钢筋笼的竖向钢筋，15新设竖筋，16C30无收缩细骨料混凝土，1-1原桥 墩墩柱顶部，1-2原桥墩墩柱主体，5-1主孔，5-2螺栓孔，5-3灌注孔，5-4拼接缝，5-5长边， 5-6短边，8-1外横边，8-2外侧边，8-3外纵边，8_4内横边，8_5内侧边，8_6内纵边，11_1竖 向主筋，11-2植筋，11-3螺栓。下面结合图1至图22详细说明根据本发明所提出的加固支撑圆弧曲线匝道桥主 梁的单柱式桥墩墩柱的施工方法。
具体实施例方式采用本发明加固支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱，宜根据图1至图22 分步进行。原桥墩墩柱1是一个直径为1400-1600mm的钢筋混凝土圆柱体，它位于匝道桥主 梁4的正下方，其高度在IOm以内，其根部座落在桥墩承台3的正中部位。该原桥墩墩柱1 自上而下分为原桥墩墩柱顶部1-1和原桥墩墩柱主体1-2两部分，其中原桥墩墩柱顶部1-1 高 1150mmo在原桥墩墩柱1根部的周围进行开挖，使桥墩承台3顶面裸露。在原桥墩墩柱主 体1-2的前后两侧，各设制一个400mm宽的混凝土保护层剥离区，在每个混凝土保护层的剥 离区内，都裸露出3根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋14。在原桥墩墩柱主体1-2的顶端围绕着 该桥墩墩柱切割混凝土保护层，以形成一道圆环状豁口，在该豁口处原墩柱钢筋笼的所有 竖向钢筋都裸露50mm长。顶板5用一块20mm厚的矩形钢板制作，其长边5-5为MOOmm、沿横桥向，其短边 5-6等于原桥墩墩柱1的直径加160mm、沿纵桥向。在该顶板5内设有一个直径等于原桥墩 墩柱钢筋笼外径的主孔5-1。在该主孔5-1的左右两侧，根据加固竖筋11的布局，各设9个 直径为^mm的螺栓孔5-2。在该主孔5-1左右两侧的适当部位，各设2个直径为IOOmm的 灌注孔5-3。该顶板5用车床加工而成，其四边的误差不超过0. 5mm，其各孔位的误差不超 过 0. 3mmο沿着纵桥向通过主孔5-1的圆心将顶板5分成左右两块，在被分开处形成拼接缝 5-4。被分开的顶板1从左右两侧嵌入原桥墩墩柱主体1-2顶端圆环状的豁口内，在其拚接缝5-4处预先打制焊接坡口，然后实施通缝满焊，最后再打磨平整，使之重新形成一个整 体。在该主孔5-1周边与每根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋14的相交处，焊口的长度均不小 于20mm。当顶板5安装就位以后，其顶面呈水平状态，并低于原桥墩墩柱1顶面1150mm。 该原桥墩墩柱1的竖向中轴线至这块顶板5位于匝道桥圆弧曲线以外的短边5-6之距为 1300-1350mm,至这块顶板5前后两个长边5_5之距相等。带钢墩柱箍13用宽60mm，厚5mm的带钢弯制而成。每道带钢墩柱箍13都由前后 两个圆弧形的部分构成，它们分别位于原桥墩墩柱主体1-2的前后两侧。在其左右两端，各 并排穿过2根直径为12mm的螺栓，拧紧这4根螺栓的螺母，整个带钢墩柱箍13便紧紧地将 该原桥墩墩柱主体1-2箍住。在该原桥墩墩柱主体1-2的前后两侧，在带钢墩柱箍13与每 根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋14的相交处，焊口的长度均不小于20mm。加固竖筋11由2根竖向主筋11-1，1根植筋11-2和1根螺栓11_3构成，它们的 直径均为25mm。植筋11_2和竖向主筋11_1用螺纹钢筋裁制而成，螺栓11_3用光圆钢筋制 作。在顶板5的每个螺栓孔5-2中，分别插入1根螺栓11-3，通过拧入螺母将这些螺栓11-3 与该顶板5相固定。在该顶板5每根螺栓11-3正下方的桥墩承台3的表层，都用锚固包锚 入1根植筋11-2，其锚入的深度为600mm。在每对螺栓11_3与植筋11_2的两侧，各设1根 竖向主筋11-1。在该竖向主筋11-1与螺栓11-3和植筋11-2的相贴处，均实施双侧焊接， 且每一侧焊口的长度都不小于200mm。该竖向主筋11_1的顶端与顶板5的底面相焊接，其 底端与桥墩承台3的构造钢筋相焊接。在新桥墩墩柱2钢护筒左右两块纵向垂直钢板7的内侧各以相等的间距布设5道 加固竖筋11，在其前后两块横向垂直钢板6内侧的左右端部各布设1道加固竖筋11，在其 四块倒角垂直钢板8内侧的中部各布设1道加固竖筋11。每道加固竖筋11的2根竖向主 筋11-1都构成一个平面，该平面与新桥墩墩柱2钢护筒的内侧面相平行。在该加固竖筋11 与新桥墩墩柱2的钢护筒之间，夹着加固箍筋10。当18道加固竖筋11在桥墩承台3与顶板5之间就位以后，沿着每道加固竖筋11 都自上而下以150mm为间距设制连接钢筋12。该连接钢筋12用直径为IOmm的光圆钢筋制 作，其外端设一个半圆弯钩，勾住该加固竖筋11，并通过30mm长的焊口与之相固定；其里端 设一个直角弯钩，上下两根连接钢筋12的直角弯钩并在一起与1道带钢墩柱箍13相贴，并 通过40mm长的焊口与之相连接。在加固竖筋11与带钢墩柱箍13之间，每根连接钢筋12 都按最短的路径设制。加固箍筋10用直径为IOmm的光圆钢筋制作，它包围着原墩柱钢筋笼前后两侧的 各3根竖向钢筋及18道加固竖筋11。在该加固箍筋10与这些钢筋的相交处，焊口的长度 均不小于20mm。在桥墩承台3至顶板5之间，该加固箍筋10以150mm为间距设制。在所形 成的新桥墩墩柱2钢筋笼前后的内侧，在匝道桥圆弧曲线的外侧，宜根据具体情况加焊1-2 根新设竖筋15，以使该钢筋笼的配筋左右相互对称。该新设竖筋15用直径为22mm的螺纹 钢筋裁制而成，在其与每道加固箍筋10的相交处、在其底端与桥墩承台3构造钢筋的相接 处、在其顶端与顶板5底面的相接处，焊口的长度皆不小于20mm。横向垂直钢板6和纵向垂直钢板7均为矩形钢板，它们都是用新轧制的、整张的、 8mm厚的钢板裁制而成。在新桥墩墩柱2钢筋笼的前后两侧，各定位1块横向垂直钢板6， 其沿横桥向的宽度为1230mm。在新桥墩墩柱2钢筋笼的左右两侧，各定位1块纵向垂直钢板7，其沿纵桥向的宽度等于原桥墩墩柱1的直径减256mm。这4块钢板的底边都与桥墩承 台3的构造钢筋相焊接，其顶边都与顶板5的底面实施通缝满焊。在每块横向垂直钢板6 的左右两侧，都与1块纵向垂直钢板7保持489mm的间距。利用这个间距，电焊工将手从新 桥墩墩柱2钢筋笼的上下两道加固箍筋10之间伸入，将该钢筋笼的每道加固箍筋10都焊 接在该横向垂直钢板6和纵向垂直钢板7的内侧面。倒角垂直钢8板用一块30mm厚的钢板刨制而成，其横截面为一个六边形。该横截 面的外横边8-1与内横边8-4相距U9mm，它们均沿横桥向，外横边8-1长84mm，内横边8_4 长10mm。该横截面的外纵边8-3与内纵边8_6相距484mm，它们均沿纵桥向，外纵边8_3长 29mm,内纵边8-6长10mm。该横截面的外侧边8-2和内侧边8-5相距30mm，它们与外横边 8-1的夹角均为14度，外侧边8-2长400mm,内侧边8-5长489mm。加固弯筋9用一根240mm长的、直径为IOmm的光圆钢筋制作，其顶端有一个半径 为30mm的半圆弯钩，其尾端有一个40mm长的直角弯钩。在倒角垂直钢板8的内侧面，该加 固弯筋9每排2根，自上而下以150mm为排距与之垂直设置，其尾端的直角弯钩与倒角垂直 钢板8的内侧面相焊接，焊口的长度不小于30mm。在新桥墩墩柱2钢筋笼的四个倒角处，各 定位1块倒角垂直钢板8，其内侧面的加固弯筋9都水平地伸入新桥墩墩柱2的钢筋笼内， 其底边与桥墩承台3的构造钢筋相焊接，其顶边与顶板5的底面实施通缝满焊，其左右两个 侧边分别与1块横向垂直钢板6的侧边和1块纵向垂直钢板7的侧边相拼接。在该拼接处 预先设制焊接坡口，经过通缝满焊后，再将该焊口打磨平整。当新桥墩墩柱2的钢护筒焊接完毕后，在原桥墩墩柱顶部1-1的左右两侧各设一 根口径为50mm的橡胶管。这两根橡胶管分别进入顶板5的一个灌注孔5_3内，其管口向下 直达该钢护筒的底部。利用压浆机压送C30无收缩细骨料混凝土 16，该混凝土通过橡胶管 直达该钢护筒的底部，然后向上充满整个钢护筒。
权利要求
1.一种支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，将按如下的操作工序依 次进行在原桥墩墩柱〔1〕根部的周围进行开挖，使桥墩承台〔3〕顶面裸露；在原桥墩墩柱 主体〔1-2〕的前后两侧剥离混凝土保护层，使每个剥离区内都裸露3根原墩柱钢筋笼的竖 向钢筋〔14〕；在原桥墩墩柱主体〔1-2〕的外侧以300mm为间距加设1列带钢墩柱箍〔13〕； 在原桥墩墩柱主体〔1-2〕的顶端围绕着该桥墩墩柱切割混凝土保护层，以形成一道圆环状 豁口，在该豁口处原墩柱钢筋笼的所有竖向钢筋都裸露50mm长；在原桥墩墩柱主体〔1-2〕 顶端的圆环状豁口内嵌入顶板〔5〕；在桥墩承台〔3〕至顶板〔5〕之间安装18道加固竖筋〔 11〕，在每道加固竖筋〔11〕与每道带钢墩柱箍〔13〕之间都加焊连接钢筋〔12〕；在这些加固 竖筋〔11〕的外侧加焊加固箍筋〔10〕，以形成新桥墩墩柱〔2〕的钢筋笼；在该钢筋笼的外侧 加焊横向垂直钢板〔6〕、纵向垂直钢板〔7〕和倒角垂直钢板〔8〕，以形成新桥墩墩柱〔2〕的 钢护筒；通过顶板〔5〕的灌注孔〔5-3〕向该钢护筒内灌注C30无收缩细骨料混凝土〔16〕； 该单柱式桥墩墩柱加固法的特征在于根据本发明对所述的原桥墩墩柱〔1〕实施加固以后，形成了一座所述的新桥墩墩柱〔 2〕;该新桥墩墩柱〔2〕为一个前后和左右都相互对称的八棱柱体，其根部座落在所述的桥墩 承台〔3〕上，其顶面低于所述的原桥墩墩柱〔1〕顶面1150mm，其沿横桥向的宽度为2200mm， 其沿纵桥向的厚度等于所述的原桥墩墩柱〔1〕的直径，其四个倒角均为400X 100mm;所述 的原桥墩墩柱〔1〕竖立于该新桥墩墩柱〔2〕的内部，其竖向中轴线至该新桥墩墩柱〔2〕位 于匝道桥圆弧曲线以外的侧面之距为1200-1250mm，至该新桥墩墩柱〔2〕前后两个侧面的 距离相等；在该新桥墩墩柱〔2〕之上是钢结构盖梁，在钢结构盖梁之上是匝道桥主梁〔4〕； 所述的原桥墩墩柱顶部〔1-1〕高1150mm，它伸入到该钢结构盖梁以内，并成为其一个重要 的组成部分；所述的新桥墩墩柱〔2〕从里向外依次为原桥墩墩柱主体〔1-2〕，钢套，钢筋笼 和钢护筒；所述的钢套由自上而下以300mm为间距的1列带钢墩柱箍〔13〕所组成，其每道 带钢墩柱箍〔13〕都将所述的原桥墩墩柱主体〔1-2〕紧紧地箍住；所述的新桥墩墩柱〔2〕的 钢筋笼的竖筋由18道加固竖筋〔11〕、原墩柱钢筋笼前后的各3根竖向钢筋和新设竖筋〔 15〕所构成，在这些竖筋的外侧自上而下以150mm为间距分布着所述的加固箍筋〔10〕;沿着 每道所述的加固竖筋〔11〕都自上而下以150mm为间距设1列连接钢筋〔12〕，该连接钢筋〔 12〕的外端与加固竖筋〔11〕相固定，在其里端上下两根并在一起与1道所述的带钢墩柱箍 〔13〕相连接；所述的新桥墩墩柱〔2〕的钢护筒其前后两侧各为1块横向垂直钢板〔6〕，其左 右两侧各为1块纵向垂直钢板〔7〕，其四角各为1块倒角垂直钢板〔8〕，这8块钢板通过8 道竖向满焊焊缝组合在一起；在每块所述的横向垂直钢板〔6〕及纵向垂直钢板〔7〕的内侧， 在每道所述的加固箍筋〔10〕与之相贴处，都以SOO-IOOOmm为间距设两个焊口，而每个焊口 的长度都不小于40mm;在所述的新桥墩墩柱〔2〕的钢护筒与原桥墩墩柱主体〔1_2〕之间， 所有的空间都充满了 C30无收缩细骨料混凝土〔16〕。
2.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的原桥墩墩柱〔1〕是一个直径为1400-1600mm的钢筋混凝土圆柱体，它位于 匝道桥主梁〔4〕的正下方，其高度在IOm以内，其根部座落在所述的桥墩承台〔3〕的正中部 位；该原桥墩墩柱〔1〕自上而下分为原桥墩墩柱顶部〔1-1〕和原桥墩墩柱主体〔1-2〕两部 分，其中原桥墩墩柱顶部〔1-1〕高1150mm ；在原桥墩墩柱主体〔1_2〕的前后两侧，各设制一个400mm宽的混凝土保护层剥离区；在每个混凝土保护层的剥离区内，都裸露出3根原墩柱 钢筋笼的竖向钢筋〔14〕。
3.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的顶板〔5〕用一块20mm厚的矩形钢板制作，其长边〔5-5〕为MOOmm、沿横桥 向，其短边〔5-6〕等于所述的原桥墩墩柱〔1〕的直径加160mm、沿纵桥向；在该顶板〔5〕内设 有一个直径等于原桥墩墩柱钢筋笼外径的主孔〔5-1〕；在该主孔〔5-1〕的左右两侧，根据所 述的加固竖筋〔11〕的布局，各设9个直径为^mm的螺栓孔〔5_2〕；在该主孔〔5_1〕左右两 侧的适当部位，各设2个直径为IOOmm的灌注孔〔5_3〕；沿着纵桥向通过该主孔〔5_1〕的圆 心将所述的顶板〔5〕分成左右两块，在被分开处形成拼接缝〔5-4〕；被分开的顶板〔5〕从左 右两侧嵌入所述的原桥墩墩柱主体〔1-2〕顶端圆环状的豁口内，在其拚接缝〔5-4〕处实施 通缝满焊，使之重新形成一个整体；在该主孔〔5-1〕周边与每根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋〔 14〕的相交处，焊口的长度均不小于20mm;当所述的顶板〔5〕安装就位以后，其顶面呈水平 状态，并低于所述的原桥墩墩柱〔1〕顶面1150mm;该原桥墩墩柱〔1〕的竖向中轴线至这块 顶板〔5〕位于匝道桥圆弧曲线以外的短边〔5-6〕之距为1300-1350mm，至这块顶板〔5〕前后 两个长边〔5-5〕之距相等。
4.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的带钢墩柱箍〔13〕用宽60mm，厚5mm的带钢弯制而成；每道带钢墩柱箍〔13〕 都由前后两个圆弧形的部分构成，它们分别位于所述的原桥墩墩柱主体〔1-2〕的前后两侧， 在其左右两端，各并排穿过2根直径为12mm的螺栓，拧紧这4根螺栓的螺母，整个带钢墩柱 箍〔13〕便将该原桥墩墩柱主体〔1-2〕紧紧地箍住；在该原桥墩墩柱主体〔1-2〕的前后两 侧，在所述的带钢墩柱箍〔13〕与每根原墩柱钢筋笼的竖向钢筋〔14〕的相交处，焊口的长度 均不小于20mm。
5.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其 特征在于所述的加固竖筋〔11〕由2根竖向主筋〔11-1〕，1根植筋〔11-2〕和1根螺栓〔 11-3〕构成，它们的直径均为25mm;植筋(11-2)和竖向主筋〔11_1〕用螺纹钢筋裁制而成， 螺栓〔11-3〕用光圆钢筋制作；在所述的顶板〔5〕的每个螺栓孔〔5-2〕中，分别插入1根螺 栓〔11-3〕，通过拧入螺母将这些螺栓〔11-3〕与该顶板〔5〕相固定；在该顶板〔5〕每根螺栓 〔11-3〕正下方的所述的桥墩承台〔3〕的表层，都用锚固包锚入1根植筋〔11-2〕，其锚入的 深度为600mm ；在每对螺栓〔11_3〕与植筋〔11_2〕的两侧，各设1根竖向主筋〔11_1〕；在该 竖向主筋〔11-1〕与螺栓〔11-3〕和植筋〔11-2〕的相贴处，均实施双侧焊接，且每一侧焊口 的长度都不小于200mm ；该竖向主筋〔11_1〕的顶端与所述的顶板〔5〕的底面相焊接，其底端 与所述的桥墩承台〔3〕的构造钢筋相焊接；在所述的新桥墩墩柱〔2〕钢护筒左右两块纵向 垂直钢板〔7〕的内侧各以相等的间距布设5道所述的加固竖筋〔11〕，在其前后两块横向垂 直钢板〔6〕内侧的左右端部各布设1道所述的加固竖筋〔11〕，在其四块倒角垂直钢板〔8〕 内侧的中部各布设1道所述的加固竖筋〔11〕；每道加固竖筋〔11〕的2根竖向主筋〔11-1〕 都构成一个平面，该平面与所述的新桥墩墩柱〔2〕钢护筒的内侧面相平行；在该加固竖筋〔 11〕与所述的新桥墩墩柱〔2〕的钢护筒之间，夹着所述的加固箍筋〔10〕。
6.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于当18道所述的加固竖筋〔11〕在所述的桥墩承台〔3〕与顶板〔5〕之间就位以后，沿着每道加固竖筋〔11〕都自上而下以150mm为间距设制所述的连接钢筋〔12〕；该连接钢筋〔 12〕用直径为IOmm的光圆钢筋制作，其外端设一个半圆弯钩，勾住该加固竖筋〔11〕，并通过 30mm长的焊口与之相固定，其里端设一个直角弯钩，上下两根连接钢筋〔12〕的直角弯钩并 在一起与1道所述的带钢墩柱箍〔13〕相贴，并通过40mm长的焊口与之相连接；在所述的加 固竖筋〔11〕与带钢墩柱箍〔13〕之间，每根连接钢筋〔12〕都按最短的路径设制。
7.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的加固箍筋〔10〕用直径为IOmm的光圆钢筋制作，它包围着原墩柱钢筋笼前后 两侧的各3根竖向钢筋及18道所述的加固竖筋〔11〕；在该加固箍筋〔10〕与这些钢筋的相 交处，焊口的长度均不小于20mm;在所述的桥墩承台〔3〕至顶板〔5〕之间，该加固箍筋〔10〕 以150mm为间距设制；在所形成的新桥墩墩柱〔2〕钢筋笼前后的内侧，在匝道桥圆弧曲线的 外侧，宜根据具体情况加焊1-2根新设竖筋〔15〕，以使该钢筋笼的配筋左右相互对称；该新 设竖筋〔15〕用直径为22mm的螺纹钢筋裁制而成，在其与每道加固箍筋〔10〕的相交处、在 其底端与所述的桥墩承台〔3〕构造钢筋的相接处、在其顶端与所述的顶板〔5〕底面的相接 处，焊口的长度皆不小于20mm。
8.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的横向垂直钢板〔6〕和纵向垂直钢板〔7〕均为矩形钢板，它们都是用新轧制 的、整张的、8mm厚的钢板裁制而成；在所述的新桥墩墩柱〔2〕钢筋笼的前后两侧，各定位1 块横向垂直钢板〔6〕，其沿横桥向的宽度为1230mm;在所述的新桥墩墩柱〔2〕钢筋笼的左右 两侧，各定位1块纵向垂直钢板〔7〕，其沿纵桥向的宽度等于所述的原桥墩墩柱〔1〕的直径 减256mm ；这4块钢板的底边都与所述的桥墩承台〔3〕的构造钢筋相焊接，其顶边都与所述 的顶板〔5〕的底面实施通缝满焊；在每块所述的横向垂直钢板〔6〕的左右两侧，都与1块纵 向垂直钢板〔7〕保持489mm的间距；利用这个间距，电焊工将手从所述的新桥墩墩柱〔2〕钢 筋笼的上下两道加固箍筋〔10〕之间伸入，将该钢筋笼的每道加固箍筋〔10〕都焊接在该横 向垂直钢板〔6〕和纵向垂直钢板〔7〕的内侧面。
9.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其特 征在于所述的倒角垂直钢〔8〕板用一块30mm厚的钢板刨制而成，其横截面为一个六边形； 该横截面的外横边〔8-1〕与内横边〔8-4〕相距U9mm，它们均沿横桥向，外横边〔8-1〕长 84mm,内横边(8-4)长IOmm ；该横截面的外纵边(8-3)与内纵边(8-6)相距484mm，它们均 沿纵桥向，外纵边〔8-3〕长^mm,内纵边〔8-6〕长IOmm ；该横截面的外侧边〔8-2〕和内侧边 〔8-5〕相距30mm，它们与外横边(8-1)的夹角均为14度，外侧边(8-2)长400mm，内侧边〔 8-5〕长 489mm。
10.根据权利要求1所述的支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，其 特征在于所述的加固弯筋〔9〕用一根240mm长的、直径为IOmm的光圆钢筋制作，其顶端有 一个半径为30mm的半圆弯钩，其尾端有一个40mm长的直角弯钩；在所述的倒角垂直钢板〔 8〕的内侧面，该加固弯筋〔9〕每排2根，自上而下以150mm为排距与之垂直设置，其尾端的 直角弯钩与所述的倒角垂直钢板〔8〕的内侧面相焊接，焊口的长度不小于30mm;在所述的 新桥墩墩柱〔2〕钢筋笼的四个倒角处，各定位1块所述的倒角垂直钢板〔8〕，其内侧面的加 固弯筋〔9〕都水平地伸入所述的新桥墩墩柱〔2〕的钢筋笼内，其底边与所述的桥墩承台〔3〕 的构造钢筋相焊接，其顶边与所述的顶板〔5〕的底面实施通缝满焊，其左右两个侧边分别与1块所述的横向垂直钢板〔6〕的侧边和1块所述的纵向垂直钢板〔7〕的侧边相拼接；在该 拼接处预先设制焊接坡口，经过通缝满焊后，再将该焊口打磨平整。
全文摘要
本发明涉及一种支撑圆弧曲线匝道桥主梁的单柱式桥墩墩柱的加固法，原桥墩墩柱是一根直径为1400-1600mm的钢筋混凝土圆柱体，经加固后形成一座新桥墩墩柱。新桥墩墩柱的钢筋笼位于原桥墩墩柱的外侧，通过连接钢筋与原桥墩墩柱构成一个整体。新桥墩墩柱的钢护筒与该钢筋笼焊接在一起，在它与原桥墩墩柱之间，充满了C30无收缩细骨料混凝土。根据本发明加固原桥墩墩柱，所有的构件皆可在车间内用机械加工制作，在施工现场通过焊接和螺栓组装在一起，故其精度高，质量好。新桥墩墩柱的外形美观，质地坚固，物理力学性能优良，能够为支顶匝道桥的主梁提供足够的支反力。在整个加固过程中，无需中断桥面交通，也不会破坏桥下绿地。
文档编号E01D22/00GK102121236SQ20101061204
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者杨宏量, 赵彦学 申请人:北京金孚佳润公路特种工程有限公司