跨河橋梁橋墩防磨蝕技術探討

摘要：G213線麻昭二專線有大量跨越關河橋梁，通過在橋墩樁柱潛在受磨蝕部位采用不同的防護措施，分析受磨蝕部位的磨蝕情況，總結出一套科學、可行、經濟并有實用價值的橋梁墩柱防磨蝕處理措施，對今后類似的橋梁防磨蝕起到借鑒作用，供相關工程技術人員參考。

關鍵詞：墩柱磨蝕撞擊防護

1概述

G213線麻昭二專線大部分路段為臨河路段，一側是破碎的山體，一側是湍急的大關河。山區水流湍急，水流不僅能帶起泥沙，而且具有夾帶一定粒徑石頭的能力，砂石在水流的作用下不停地與橋墩砼發生碰撞和摩擦，從而對橋梁墩柱產生磨蝕作用，分析可知，磨蝕對混凝土的損壞機理是一種基于力的耐久性破壞，與我們常見研究海水的電化學腐蝕機理明顯不同。為了增強結構的耐久性，急需對山區橋梁墩柱提出有效的防磨蝕處理措施。

在現場調研中，發現兩岸很多巖石還處于不穩定狀態，隨時可見有巨石滾落河道，橋墩石頭撞擊對橋墩甚至是整個橋梁安全威脅很大，而石頭對橋墩的撞擊是一種剛性對剛性的撞擊，與傳統研究的船與橋墩是一種柔性對剛性的撞擊形式也不甚相同。

查閱相關資料可知，研究橋墩的破壞形式國內外尚無研究。因此也有必要做專門研究。隨著我國西部大開發戰略的實施，在類似山區河流上必將修建更多的橋梁，因此專題研究山區橋梁墩柱防磨蝕與撞擊措施技術就顯得很有必要性和實用性。

2橋墩磨蝕影響因素

因為橋墩磨蝕是由水引起的，所以橋墩能接觸水的部位都會發生磨蝕，經現場對已建好的G213線麻昭二專線跨關河橋梁調查，無論從橋墩表面的光滑程度、密實度、磨蝕深度，箍筋外露情況都能與沒有與水流接觸的橋墩部分比較明確的區分出來，調查中已發現因磨蝕而箍筋外露情況。而且由于山區橋墩水位變化很大，處于水流接觸的橋墩下部的明顯比水流接觸的橋墩上部磨蝕更大。分析發現，橋墩的磨蝕程度除與混凝土自身澆筑的質量有關外，主要與橋墩處河流的流量、流速及河床上游的砂石粒徑等相關。

3橋墩石頭撞擊影響因素

墩柱石頭撞擊主要是由從兩岸落石引起的，其損壞程度除與橋墩自身有關以外，主要與兩岸距離橋墩的高度、岸的坡度、石頭的破碎，穩定，尺寸分布情況有關，一般講兩岸山越高、越陡、石頭越破碎，尺寸越大，對橋墩的撞擊損壞威脅就越大，損壞就越嚴重。

4橋墩防磨蝕與石頭撞擊結構及構造措施

橋墩設計防磨蝕與石頭撞擊破壞的措施有：①增加橋墩磨蝕部位的混凝土保護層厚度，特別是迎水面混凝土保護層厚度，即在規范的基礎上，增加保護層厚度2～3cm。②橋墩外套鋼護筒：外套鋼護筒厚度一般為5～8mm，高度為2～8m外套鋼護筒有如下兩種形式：a外套鋼護筒與設計橋墩分離，外套鋼護筒內半徑比橋墩設計半徑多1cm，由于隨著水流的沖刷掏空，鋼護筒將處于不停的下降狀態，故其設計高度為最高設計水位上0.5～1m到最大沖刷線的長度。施工時，只需在墩柱澆筑完到最大設計水位上2～3m后把鋼護筒套在墩柱上，其下部置于河床上即可。b外套鋼護筒與設計橋墩澆筑在一起，其設計高度上部比最高設計水位高0.5～1m，下部置于最大沖刷線以下0.5～1m。施工時只需在鋼筋綁扎后，把鋼護筒套在綁扎鋼筋上，然后與混凝土澆筑在一起即可。③在橋墩受磨蝕范圍內（常水位線至最大沖刷線間），在橋墩表面設置10cm厚鋼筋砼磨蝕層，在磨蝕層設置φ8鋼筋網，以保證橋墩不受磨蝕。

在本次設計時，經調查與計算橋址處橋墩磨蝕較小，并且兩岸落石對橋墩撞擊破壞的威脅較小時考慮用防護措施①；橋墩磨蝕較大或兩岸落石對橋墩撞擊破壞的威脅較大時考慮用防護措施②或③。

5下一步需要進行的工作

將通過后續的觀測，以便進一步完善橋墩磨蝕損壞與落石對橋墩撞擊的影響計算公式，并從設計上改進上述3種橋墩防磨蝕與撞擊措施，為以后工程推廣提供技術參考。

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