1、某橋樁加固與下部構造糾偏設計及分析【摘要】本文以某跨江大橋維修加固工程為工程背景，介紹深水撞損樁基加固與下部構造糾偏設計及處理措施，分析其優缺點，為同類橋梁加固維修處理提供參考。【關鍵詞】深水撞損樁基加固；下部構造糾偏；加固設計及分析1、橋梁病害及分析大橋跨徑布置為4×30+5×30+5×30+4×30+52+80+52+6×30+5×30m，分布見圖1，經現場檢測發現，大橋受損情況如下：1誤入船只撞損聯5孔上部構造箱梁根本未受事故影響，梁體未見橫橋向、豎向異常變位；2船只側撞S8橋墩，撞擊點位于系梁側面和S8-2#樁頭位置，撞擊角較

2、小，縱橋向撞擊分力不大，撞損聯其他橋墩根本未因事故影響受損；3S8墩受損嚴重，墩柱橫橋向偏位22.723.3cm，支座均橫向偏位約22cm，3#、5#、7#支座懸空，部分支座墊石壓碎；外側擋塊因墩柱偏位開裂、破損，內側擋塊與箱梁相對偏位明顯；內側立柱存在多條環向裂縫，最大寬度0.5mm；S8墩系梁兩端部1.75m范圍側面、頂底面嚴重開裂，最大裂縫寬度為5mm，部分側面豎向裂縫與頂底面橫向裂縫相連接穿；系梁有1處船只擦痕，長0.9m，寬0.1m。因低應變檢測方式局限，綜合比照其他水下檢測結果，未發現樁基有明顯的斷裂位置。采用靜力非線性彈塑性-PUSHOVER推倒法分析橋墩撞擊情況下的受力，通過撞

3、擊點施加單位力，選擇墩柱頂橫向位移控制，程序自動逐步施加橫向位移量進展迭代計算，最終得到荷載-位移曲線。分析說明，墩頂位移到達25cm時，撞擊力為3370kN，蓋梁頂以彈簧模擬的支座到達屈服階段，說明支座摩擦力到達最大支座摩阻力，已經滑動；橋墩系梁兩端塑性鉸已經到達破壞階段；墩柱底、樁基頂和河床斷面向下3m內出現塑性鉸，鋼筋已經到達屈服階段。因計算結果與水上部分損傷情況根本符合，據此推斷土層中樁身已出現開裂、破壞截面，已不能正常使用。2、維修加固方案與處理措施2.1維修加固方案為了保證橋梁的正常平安使用，封閉橋面后采用以下維修加固處理方案：1在S8墩原有樁基兩側對稱位置增加4根直徑1.5m鉆孔

4、灌注樁，對樁基進展加固；2設置臨時支撐，頂升受損聯S8墩頂箱梁，維修破損擋塊、支座墊石，對墩柱裂縫進展封閉處理并粘貼碳纖維布加固；4對S8墩蓋梁和墩柱進展糾偏處理；5澆注新承臺，與原有墩柱、樁基連為一個整體，增強橫向抗推剛度和整體穩定性。2.2臨時支撐設計從施工難度、工期、本錢和施工期間船只碰撞臨時支撐體系等平安方面綜合考慮，通過對S8墩頂箱梁多步頂升和糾偏過程、臨時支撐體系各構件、S8墩新橋墩蓋梁和承臺進展構造強度、變形、穩定性和根底沉降等大量復雜的計算，最終確定臨時支撐體系方案如下：1利用4個新增灌注樁作為箱梁頂升臨時支撐體系的根底，在其上橫橋向設置兩排共8根800*10鋼管樁和橫向聯絡作

5、為臨時支撐；2在鋼管樁頂橫橋向設置雙拼HM400*300熱軋寬翼緣工字鋼作為分配梁，以支承頂升箱梁的千斤頂，為蓋梁部分卸載；3在原S8墩蓋梁和墩柱下方設置雙拼HN700*300熱軋寬翼緣工字鋼，兩端支撐在鋼管樁上，作為下部構造糾偏支撐；4采用二次澆筑承臺，防止承臺澆筑與頂升梁體、鑿除原有橋墩部分構造順序上的沖突。頂升力和下部構造自重均通過臨時支撐傳遞至第一次澆筑的兩側承臺上，臨時支撐和承臺設計如圖1所示。2.3箱梁頂升設計及控制要點箱梁頂升設備采用同步頂升千斤頂系統，根據反力計算結果，在兩側雙拼HM400*300工字鋼與箱梁之間、蓋梁與箱梁之間和雙拼HM700*300與蓋梁之間，安裝噸位平安系

6、數不低于1.5的千斤頂。箱梁頂升的主要施行階段可以分為：頂升階段持荷作業階段落梁階段。為確保箱梁支承于臨時支撐上時整個過程中的構造受力平安，特制定以下措施和控制要點：2利用雙拼HM700*300支撐體系，反頂S8墩老橋墩蓋梁，反頂總數值根據蓋梁、蓋梁支撐桿件及鋼支撐體系的受力分析確定，配合鋼管樁頂頂力施行承臺預壓，過程中注意沉降觀測和必要的補頂；3承臺既有部分沉降穩定后，蓋梁支撐體系的頂升千斤頂卸載；4在維持兩側千斤頂對箱梁頂升力情況下，蓋梁頂千斤頂緩慢頂升S8墩頂箱梁，相對施工前原狀態上拱起一定計算高度，以防止墩頂箱梁拉應力過大；5在S8墩蓋梁與箱梁之間設置穩定支撐構造，千斤頂卸載，記錄該處

7、千斤頂總頂升力；6兩側千斤頂繼續頂升箱梁，至S8墩頂單梁反力為預定值；7兩側鋼管樁頂設置輔助支撐，千斤頂卸載；8蓋梁支撐體系反頂老橋墩蓋梁，并設置支撐后千斤頂卸載，鑿除原系梁、系梁頂一定范圍墩柱砼和樁頂一定范圍樁基砼，墩柱按設計條件完全脫開前重新穩壓反頂蓋梁，完全脫開后設置支撐千斤頂卸載；9進展下部構造糾偏和承臺等其他工程施工，承臺澆筑完成并達強度后蓋梁支撐體系撤除；利用四氟滑板支座工作原理，在蓋梁上、下面對應位置調平后，粘貼四氟滑板和不銹鋼板，在其之間涂抹硅脂油，構成簡易滑道。蓋梁頂、底滑道如圖2所示。蓋梁和立柱糾偏利用另半幅蓋梁作為反力點，在橫向限位后采用千斤頂逐步橫向頂推蓋梁和立柱復位，

8、如圖3所示。糾偏力大小由蓋梁上、下支反力和實驗摩擦系數計算得到。經歷算，提供反力構造平安。3、實例驗證與分析以工程實例為根據，詳細分析方案優缺點如下：1基于水深、橋下有效凈空、使用要求和耐久性等因素綜合考慮，增設灌注樁替代原樁基，恢復橋梁根底承載力，進步橫向抗推剛度和抗撞擊才能，較采用鋼管樁、PHC管樁和大直徑預應力管樁，更合理有效；2用新增灌注樁和第一次澆筑承臺作為頂升和糾偏鋼支撐根底，在整個頂升和其他作業期間，較采用鋼管樁作為頂升平臺，大大簡化了臨時支撐，進步了穩定性，沉降更易于控制，易抑制橋下凈空困難，方便施工，節省本錢與工期；3糾偏滑道簡便有效，糾偏反力點穩定可靠，糾偏效果良好，但摩擦

9、系數需做實驗獲得，和理論值有差異；4新增承臺分兩次澆筑，結合面需特殊處理，較一次性澆筑砼復雜。通過此方案在工程實例中的成功施行和加固后正常運營，均可驗證其有效性、可施行性和平安可靠性。4、總結本文對撞損橋梁病害進展了計算分析判斷，重點介紹了深水撞損樁基和下部構造糾偏維修設計方案：增設灌注樁替代斷裂失效樁基，恢復橋梁根底承載力，進步橫向抗推剛度和抗撞擊才能；利用新增樁基和第一次澆筑承臺作為頂升根底，在其上搭設臨時鋼支撐包括糾偏支撐并安裝頂升系統；通過分步驟頂升上部構造，逐步轉移撞損樁基和下部構造所承受荷載至臨時支撐和新增樁基；鑿除撞損系梁和樁柱結合部一定范圍內的樁、柱砼，切斷連接鋼筋；在蓋梁頂、底面安裝糾偏滑道，利用糾偏設備和平安可靠反力點，對撞偏蓋梁和墩柱逐步復位；綁扎鋼筋，澆筑第二次承臺砼；墊石修復，更換支座；通過頂升，逐步轉移荷載至墩柱和新增承臺樁基，撤除臨時支撐。通過工程實例分析了此設計方案優缺點，驗證其有效性，為同類橋梁加固提供設計思路和施工方法。參考文獻2?公路橋梁加固設計標準?JTG/T J22-2021.中交第一公路勘察設計研究院.北京：人民交通出版社，2