一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法。施工步骤包括：布置托架，将原支座承载的力转移；对原结构混凝土保护层进行切槽；植筋并绑扎钢筋；预埋新支座锚固件；布置精轧螺纹钢；现浇混凝土；对梁体局部承载区域加固补强；安装支座后拆除托架，将力转移成两点受力。本施工方法综合采用梁体托换、植筋、粘钢及预应力技术，实现独柱墩从单点受力到两点受力的改造，同时兼顾梁体局部承压。
【专利说明】
一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种独柱墩改造成花瓶墩的设计及施工方法，属于桥梁工程技术领域。
【背景技术】
[0002]独柱墩梁桥具有外形简洁流畅，桥下视线通透性好及占用桥下空间小等特点，广泛应用于城市桥梁和高速互通立交匝道桥中。但由于独柱墩在横桥向是单点支撑，在汽车荷载偏载作用下，桥梁上部结构极容易发生倾覆，这种现象在曲线匝道桥中更加突出。
[0003]我国现行的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中3.5.8条和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范KJTG D62-2004)9.7.4条提出禁止桥梁支座脱空。《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)中4.1.1条规定，在计算荷载的最不利组合作用下，桥跨结构的横向倾覆稳定系数不应小于1.3.但在实际桥梁中，汽车车辆超载2-3倍较为常见，因此，在公路桥梁的设计中，计算上部结构倾覆稳定只考虑超载30%是无法适应现有车辆载重的实际情况。
[0004]近年来，国内外已经发生多起匝道桥倾覆事件，引起了社会强烈的关注。1995年，日本阪神地震导致阪神高速公路神户线独柱墩桥发生整体倾覆;2011年，浙江上虞县道春晖互通绍兴至宁波、台州方向，上引匝道在四辆超载车作用下发生整体坍塌；2012年，哈尔滨阳明滩大桥引桥发生垮塌事故，整个桥梁的上部结构钢箱梁发生倾覆，四辆货车冲下桥体。类似的例子不胜枚举。
[0005]这些桥梁事故的发生引起相关管养部门的关注，国内掀起对独柱墩进行加固的热潮。
[0006]发明专利CN103452053A公布一种独柱墩桥梁的抗倾覆加固装置，该方法通过对中间独柱墩增设钢盖梁，并在钢盖梁上增设双支座，有效地提高了采用独柱墩的直、弯和斜桥的抗倾覆能力。
[0007]发明专利CN104514202A公布了一种独柱墩梁桥抗倾覆加固方法，该方法通过改变支座尺寸实现对独柱墩梁桥抗倾覆能力的提高。
[0008]以上方法均建立在原墩柱的抗倾覆能力满足要求的情况下，一旦墩柱本身的抗倾覆能力无法满足桥梁使用的要求，则桥梁在偏载作用下，仍然会发生倾覆倒塌。
[0009]另外一种独柱墩抗倾覆加固方法可采用在原墩柱旁增设立柱的方法，但这种方法必须在空间允许的情况下才能运用。
【发明内容】
[0010]为了满足城市桥梁对美观的要求高，桥下净空大及提高桥墩柱自身的抗倾覆能力，本发明提出了一种将城市桥梁的独柱墩改造成花瓶墩的设计与施工方法，包括如下特征:
一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，包括如下步骤: 步骤a、沿桥纵向，在既有桥墩的两侧，设置钢管支架，在钢管支架上采用槽钢搭设平台，并在平台上布置顶升千斤顶，通过顶升千斤顶对原支座进行卸力，将原支座的受力转移到托架受力；
步骤b、以承台为基础在既有桥墩的外围植纵筋，并用封闭箍筋将各纵筋连成一体;在支座安装位置，预埋锚栓，在花瓶墩的墩顶预埋精乳螺纹钢筋；
步骤c、现浇混凝土桥墩，并现浇混凝土桥墩的墩顶支座垫石；
步骤d、对既有梁体局部承压部分进行采用粘钢加固，并安装支座；
步骤e、缓慢卸载，拆除支架，实现力的转移。
[0011]进一步的，所述步骤b中，在既有桥墩的外围植纵筋之前对既有桥墩的混凝土保护层进行切槽处理。
[0012]进一步的，所述步骤c中，当现浇混凝土桥墩强度达到设计强度时，张拉精乳螺纹钢筋。
[0013]进一步的，所述步骤a中的桥梁顶升和步骤e中的卸载时均采用PLC同步控制系统，实现梁体的同步顶升。
[0014]进一步的，所述步骤a中，在各钢管支架之间布置剪力撑。
[0015]采用本发明施工方法的有益效果是:
本发明一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，将独柱墩改造成花瓶墩，满足了景观和桥下净空的要求，同时增加了桥墩自身的抗倾覆能力，这大大提高了宽幅城市桥梁的抗倾覆能力。
【附图说明】
[0016]图1为临时托架及PLC系统；
图2为桥梁顶升不意图；
图3为原有独柱墩钢筋混凝土保护层切槽示意图；
图4为花瓶墩钢筋布置侧面图；
图5为花瓶墩混凝土配筋正面图；
图6为图5中1-1截面剖面图；
图7为图5中2-2截面剖面图；
图8为图5中3-3截面剖面图；
图9为独柱墩改造为花瓶墩结构示意图；
图10为粘钢加固不意图；
图11为花瓶域粘钢加固侧面不意图；
其中，I—钢管支架，2—槽钢，3—千斤顶，4—原结构支座，5—既有梁体，6—剪力撑，7—切槽，8—纵筋，9—箍筋，10—柱筋布置花瓶墩钢筋，11—预埋锚栓，12—墩顶纵筋，13—箱梁底板，14-箱梁腹板，15-横隔梁，16-箱梁底板，17-新增支座，18-现浇混凝土，
19—既有混凝土，20—承台，21—过人孔，22—既有箱梁，23—销检，24—粘钢，25—桥面段，26—花瓶域，27—精乳螺纹钢，28—既有域柱。
【具体实施方式】
[0017]附图公开了本发明涉及的具体实施结构示意图及实施步骤图，以下将结合附图详细地说明本发明的实施步骤。
[0018]如图9所示，为独柱墩改造为花瓶墩结构示意图；
如图2所示，第一步:沿桥梁纵向，桥墩的两侧，设置钢管支架1，并在各钢管之间布置剪力撑6，减少钢管的自由长度，增加钢管的稳定性。然后，在支架采用槽钢搭设平台2，布置顶升千斤顶3，千斤顶连接油栗，油栗通过传感器连接到计算机来完成桥梁顶升。
[0019]如图3所示，第二步:凿除墩顶中间支座4，对既有桥墩的混凝土保护层进行切槽处理7，增加现浇混凝土与既有混凝土的连接。
如图4、图5和图6所示，第三步:在承台20基础上植纵筋8，并用封闭箍筋9将各纵筋连成一体。在桥墩的顶部，布置钢筋12，在支座安装位置，预埋锚栓11，在花瓶墩的墩顶预埋精乳螺纹钢27以抵抗花瓶墩承受上部结构传递荷载时的支座反力。
[0020]如图7所示，第四步:现浇混凝土桥墩18，并现浇墩顶支座垫石，待混凝土达到设计强度后，张拉布置在墩顶的精乳螺纹钢27。
第五步:混凝土梁体安装支座位置，进行粘钢加固。先将梁体安装支座部位混凝土表面清洁并整平，安装锚固锚栓23，切割钢板，对树脂胶进行配合比设计，涂抹环氧树脂胶，粘贴钢板24并锚固，最后进行粘钢喷砂防腐处理。如图8为花瓶墩混凝土配筋中3-3截面剖面图，图10为粘钢加固不意图；图11为花瓶域粘钢加固侧面不意图；
第六步:安装支座的上顶板和下底板17—采用PLC同步控制系统将桥梁顶升来缓慢卸载，使支座受力，完成力的传递和体系转换后，拆除钢管支架等辅助设施。如图1所示，为临时托架及PLC系统；
综上，本发明将原有的独柱墩改造为花瓶墩可以达到如下效益:
第一、本发明综合采用梁体托换、植筋、粘钢及预应力技术，实现独柱墩从单点受力到两点受力的改造，同时兼顾梁体局部承压。
[0021]第二、本发明涉及的一种独柱墩改造成花瓶墩的设计及施工方法具有保证桥墩线形优美、受力合理，防止梁体在偏载作用下倾覆的优点。
[0022]第三、本发明将独柱墩改造成花瓶墩，满足了景观和桥下净空的要求，同时增加了桥墩自身的抗倾覆能力，这大大提高了宽幅城市桥梁的抗倾覆能力。
[0023]第四、本发明利用PLC同步控制系统，实现了梁体顶升过程中的同步性，保证了桥梁的安全。
【主权项】
1.一种独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤a、沿桥纵向，在既有桥墩的两侧，设置钢管支架，在钢管支架上采用槽钢搭设平台，并在平台上布置顶升千斤顶，通过顶升千斤顶对原支座进行卸力，将原支座的受力转移到托架受力； 步骤b、以承台为基础在既有桥墩的外围植纵筋，并用封闭箍筋将各纵筋连成一体;在支座安装位置，预埋锚栓，在花瓶墩的墩顶预埋精乳螺纹钢筋； 步骤c、现浇混凝土桥墩，并现浇混凝土桥墩的墩顶支座垫石； 步骤d、对既有梁体局部承压部分进行采用粘钢加固，并安装支座； 步骤e、缓慢卸载，拆除支架，实现力的转移。2.根据权利要求1所述独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，其特征在于，所述步骤b中，在既有桥墩的外围植纵筋之前对既有桥墩的混凝土保护层进行切槽处理。3.根据权利要求1所述独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，其特征在于，所述步骤c中，当现浇混凝土桥墩强度达到设计强度时，张拉精乳螺纹钢筋。4.根据权利要求1所述独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，其特征在于，所述步骤a中的桥梁顶升和步骤e中的卸载时均采用PLC同步控制系统，实现梁体的同步顶升。5.根据权利要求1所述独柱墩改造成花瓶墩的施工方法，其特征在于，所述步骤a中，在各钢管支架之间布置剪力撑。
【文档编号】E01D22/00GK105926467SQ201610273458
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】袁爱民, 陆荣伟, 徐冬辉
【申请人】河海大学