易小峰 羅松

摘要 某橋梁因連續(xù)暴雨后，L17#墩處坡體發(fā)生了明顯滑移，該橋墩伴隨產(chǎn)生了嚴(yán)重的與坡體滑動(dòng)方向一致的傾斜變位和沉降，最大偏位達(dá)到87.8 cm。為了在保留梁體的前提下，快速進(jìn)行橋墩糾偏復(fù)位，提出了一種沿墩底切斷后糾偏復(fù)位的方法。該方法解決了大偏位橋墩拆除重建工期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果。

關(guān)鍵詞 大偏位;橋墩;糾偏;同步提升;拆除重建

中圖分類號(hào) U448.17;U445.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）12-0135-03

收稿日期：2022-06-02

作者簡(jiǎn)介：易小峰（1986—），男，大專，工程師，研究方向：橋梁施工。

0 引言

隨著我國(guó)交通建設(shè)的高速發(fā)展，在山區(qū)建設(shè)橋梁，多有橋墩設(shè)置于山體邊坡之上，由于各種原因?qū)е逻@些橋梁出現(xiàn)墩柱偏移、傾斜、下沉等病害，最嚴(yán)重的情況為梁體與支座之間相對(duì)滑移導(dǎo)致梁體幾乎落在蓋梁上，墩柱傾斜達(dá)到3%，嚴(yán)重威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全?，F(xiàn)針對(duì)小位移病害常用的墩柱糾偏方式為對(duì)梁體卸載后，讓墩柱自動(dòng)復(fù)位或利用千斤頂頂推復(fù)位[1-6]，同時(shí)針對(duì)梁體糾偏的工藝技術(shù)也成熟[7-9]。但由于大部分病害成因在于樁基滑移、傾斜或斷裂，墩柱難以自動(dòng)復(fù)位，或采用外力頂推復(fù)位后墩柱會(huì)再次出現(xiàn)偏移或傾斜，難以從根本上解決此類病害。針對(duì)這種情況常用的措施為橋梁拆除重建，建設(shè)成本高，且對(duì)交通影響大。

1 工程概況

某大橋上部結(jié)構(gòu)采用18×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)。連續(xù)暴雨后，第5聯(lián)17#墩處出現(xiàn)護(hù)欄壓碎、橋面下凹，呈淺“V”形。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)病害如下：

（1）L17-1和L17-2#柱底分別產(chǎn)生了往小樁號(hào)方向43 cm和81.7 cm的縱向位移，往外側(cè)方向40.4 cm和39.4 cm的橫向位移，相對(duì)應(yīng)橋面產(chǎn)生了87.8 cm和56.8 cm的豎向沉降，墩頂防撞墻產(chǎn)生了擠壓混凝土崩裂等病害。

（2）L17#外側(cè)墩柱在地系梁上方1 m范圍內(nèi)及地系梁處樁基有多條環(huán)向裂縫。

（3）L17#墩兩側(cè)預(yù)制梁段端部底緣產(chǎn)生了較多橫向裂縫和橋墩方向的斜向裂縫，裂縫底部連接貫通;現(xiàn)澆段和預(yù)制段結(jié)合面產(chǎn)生了下寬上窄的豎向開(kāi)裂，最大縫寬20 cm，其中第18跨由外至內(nèi)逐漸增寬至20 cm，第17跨由外至內(nèi)逐漸由10 cm減小。

（4）L16#墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段豎向拉斷，上寬下窄，墩頂兩側(cè)各13 m范圍內(nèi)主梁翼緣板橫向開(kāi)裂，并延伸到腹板高度的一半，對(duì)應(yīng)橋面發(fā)現(xiàn)有橫向開(kāi)裂。

通過(guò)分析，病害原因主要為暴雨后L17#墩處坡體發(fā)生了明顯滑移，該橋墩伴隨產(chǎn)生了嚴(yán)重的與坡體滑動(dòng)方向一致的傾斜變位和沉降。17#墩柱橫橋向位移及墩頂沉降示意圖見(jiàn)圖1。

2 處置方案

2.1 總體思路

該橋主要病害為L(zhǎng)17#墩嚴(yán)重沉降、偏位，導(dǎo)致16#、17#墩頂主梁現(xiàn)澆段豎向拉斷，16#墩頂負(fù)彎矩段主梁翼緣橫向開(kāi)裂，17#墩頂預(yù)制梁梁端馬蹄U形裂縫。在考慮T梁梁端1 m范圍底部0.6 m高度不參與受力的損傷模型，梁體受力基本滿足規(guī)范要求，僅受損梁端截面下緣最大壓應(yīng)力17.87 MPa超過(guò)規(guī)范限值（16.2 MPa），而該處主壓應(yīng)力17.87 MPa滿足規(guī)范要求;在經(jīng)梁端外包混凝土加固后梁體承載能力均可滿足規(guī)范限值要求。

綜合上述情況，該次橋梁修復(fù)的總體思路為：

（1）鑒于L17號(hào)墩出現(xiàn)了嚴(yán)重的傾斜、偏位，且存在樁基斷裂的可能，但墩柱混凝土病害主要集中在根部，考慮工期影響，對(duì)其采取廢除原樁，原墩柱糾偏修復(fù)后重利用。

（2）對(duì)左幅第17、18跨梁體進(jìn)行空間復(fù)位。

（3）鑒于左幅第17、18跨T梁預(yù)制段損傷程度較輕，在對(duì)端部進(jìn)行外包混凝土、重做現(xiàn)澆連續(xù)段和恢復(fù)墩頂預(yù)應(yīng)力鋼束后繼續(xù)利用。

2.2 墩柱糾偏復(fù)位處置方案

（1）將L17#橋墩新增4根直徑2 m的樁基，設(shè)置在橋梁外側(cè)，樁基嵌入完整中風(fēng)化灰?guī)r深度不小于3倍樁徑。樁基成孔必須采用振動(dòng)小、擾動(dòng)小的成孔方式，該次樁基按鋼波管強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)。

（2）施工承臺(tái)外側(cè)橫梁，并在承臺(tái)橫梁上安裝φ820×16 mm鋼管立柱做頂升平臺(tái)，頂升梁體并進(jìn)行梁體修復(fù)與復(fù)位。

（3）進(jìn)行墩柱糾偏裝置安裝與調(diào)試，預(yù)提墩柱，然后沿墩柱根部切斷，糾偏復(fù)位墩柱。

（4）完成承臺(tái)中心區(qū)域施工及墩柱連接。新增承臺(tái)與墩柱連接示意圖見(jiàn)圖2。

3 墩柱糾偏復(fù)位裝備研究

針對(duì)大偏位的墩柱糾偏，研發(fā)了一套墩柱復(fù)位裝置，包括提升裝置以及糾偏裝置。提升裝置設(shè)置于修復(fù)后的梁體上，用以調(diào)整梁體下的橋墩在豎直方向上的位置;糾偏裝置設(shè)置于提升裝置上，用以調(diào)整橋墩在水平方向上的位置。

3.1 提升裝置

提升裝置主要由主梁、托盤(pán)、提升油缸組成，總體布置見(jiàn)圖3。主梁設(shè)置于修復(fù)后的橋面（橋梁已由支撐柱頂升脫離橋墩）由橫向分配梁和縱向分配梁組成，均采用4拼I56a工字鋼?？v向分配梁固定于橫向分配梁之上，橫向分配梁固定于橋面頂升支撐點(diǎn)處。

主梁上設(shè)置4個(gè)300 t連續(xù)提升千斤頂，采用PCL智能控制。

托盤(pán)采用型鋼焊接成口字形，通過(guò)鋼絞線懸掛于主梁之下，用于支撐橋墩蓋梁。在橋面T梁濕接縫處開(kāi)口穿束鋼絞線。

通過(guò)多個(gè)連續(xù)提升千斤頂同步提升或下降來(lái)調(diào)整橋墩的整體標(biāo)高，通過(guò)不同步提升或下降調(diào)整橋墩的垂直度。

3.2 糾偏裝置

糾偏裝置設(shè)置于托盤(pán)上，由多個(gè)沿縱橋向設(shè)置的縱向頂推油缸和多個(gè)沿橫橋向設(shè)置的橫向頂推油缸組成。偏裝置平面示意圖見(jiàn)圖4。

在托盤(pán)上焊接頂推油缸底座，縱向頂推油缸另一端與蓋梁直接接觸，橫向頂推油缸另一端與蓋梁上的牛腿接觸。為減小糾偏施工時(shí)蓋梁與托盤(pán)直接的摩擦力，在托盤(pán)上設(shè)置四氟滑板。

通過(guò)同步頂推多個(gè)縱向頂推油缸或同步頂推多個(gè)橫向頂推油缸來(lái)調(diào)整橋墩在水平方向的位置，通過(guò)不同步頂推縱向頂推油缸或橫向頂推油缸調(diào)整橋墩的水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

4 墩柱糾偏復(fù)位施工

4.1 橋墩處理

計(jì)算橋墩蓋梁重量，按重量預(yù)提橋墩，然后沿橋墩底部采用繩鋸進(jìn)行切割，切割過(guò)程中對(duì)橋墩傾斜度進(jìn)行控制，并觀測(cè)各千斤頂油壓變化情況，確保橋墩切割過(guò)程平穩(wěn)。

橋墩切斷后穩(wěn)定30 min，然后采用風(fēng)鎬對(duì)墩底1 m范圍內(nèi)混凝土進(jìn)行破碎，保留墩柱主筋，以便后期深入承臺(tái)時(shí)墩柱與承臺(tái)連接。

4.2 豎向糾偏

通過(guò)測(cè)量墩頂四個(gè)交點(diǎn)標(biāo)高及傾斜度，換算四個(gè)油缸提升高度，見(jiàn)表1。

通過(guò)PCL啟動(dòng)4個(gè)連續(xù)提升千斤頂，分10級(jí)進(jìn)行提升。

張拉時(shí)千斤頂應(yīng)同步緩慢分級(jí)加載進(jìn)行，千斤頂升壓、降壓速度應(yīng)緩慢、均勻，切忌突然加壓或降壓。嚴(yán)禁快速不均勻進(jìn)油和回油，避免造成施工安全問(wèn)題。張拉前及張拉過(guò)程中仔細(xì)檢查蓋梁或墩柱混凝土是否有裂縫產(chǎn)生和發(fā)展跡象，一有異常立即報(bào)告。

4.3 平面糾偏

在蓋梁及墩柱提升到位后，進(jìn)行縱橋向、橫向平移。外側(cè)蓋梁及墩柱縱向平移為62 cm，內(nèi)側(cè)為9.5 cm，蓋梁及墩柱橫向向內(nèi)側(cè)平移約為22 cm左右。采用50 t手動(dòng)千斤頂或200 t液壓千斤頂頂推平移，頂推每級(jí)按1～2 cm控制，平移過(guò)程中加強(qiáng)作業(yè)人員對(duì)蓋梁及墩柱、拖梁及鋼管支架進(jìn)行觀察，并用對(duì)講機(jī)對(duì)各觀察點(diǎn)、主控機(jī)液壓人員加以溝通，若有異常情況時(shí)及時(shí)停止，解決問(wèn)題后進(jìn)行再施工作業(yè)。

實(shí)施案例操作時(shí)，先進(jìn)行縱橋向頂推糾偏，糾偏完成后，測(cè)量橫橋向已基本跟隨復(fù)位。

4.4 墩柱、承臺(tái)連接

新增承臺(tái)分兩次施工，第一階段形成“回”字形結(jié)構(gòu)，包圍既有橋墩，并留有墩柱糾偏、墩底破碎的操作空間?！盎亍弊中蝺?nèi)側(cè)預(yù)埋抗剪鋼筋，見(jiàn)圖5。

墩柱糾偏完成后復(fù)核橋墩位置，標(biāo)高、平面位置準(zhǔn)確無(wú)誤后采用倒鏈臨時(shí)固定墩柱平面位置，防止鋼筋綁扎、混凝土澆筑時(shí)發(fā)生偏位。

按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎，并施加承臺(tái)預(yù)應(yīng)力筋，對(duì)“回”字形承臺(tái)內(nèi)側(cè)交界面鑿毛、清理、濕潤(rùn)后現(xiàn)澆混凝土，連接墩柱與承臺(tái)。

待承臺(tái)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)連續(xù)千斤頂進(jìn)行卸載，完成墩柱糾偏。

5 結(jié)語(yǔ)

為解決大偏位橋墩拆除重建的資源浪費(fèi)及拆除重建施工對(duì)交通影響大、功效低的難題，基于快速化施工、環(huán)保節(jié)能的施工理念，提出了一種通過(guò)沿墩底打斷，提升糾偏墩柱后重利用的大偏位墩柱糾偏復(fù)位方法。

（1）研制了由提升裝置以及糾偏裝置組成的大偏位墩柱糾偏復(fù)位裝置。

（2）提出了由墩柱分割處置、墩柱豎向糾偏、墩柱水平糾偏、墩柱承臺(tái)連接四步組成的混凝土連續(xù)箱梁橋轉(zhuǎn)體施工工藝。

采用該技術(shù)完成了某橋梁墩柱的大偏位糾偏，施工期間節(jié)約了大量工期和成本，有效降低了能耗和環(huán)境污染，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

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