獨柱墩增設(shè)鋼蓋梁連接方式淺析

四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司，四川 成都 610000

獨柱墩形式橋梁被國內(nèi)外廣泛采用于城市立交以及公路跨線上，其截面形式流暢，造價節(jié)約，形體美觀，尤其是獨柱墩對橋下空間的占用非常小，這使得前些年獨柱墩橋梁大受歡迎。然而近些年來經(jīng)濟迅速發(fā)展，隨之而來的交通車輛不斷增多，這也對城市立交及公路橋梁承載能力提出了更高的要求。與此同時，由于城市道路交通四通八達，車輛超載的監(jiān)管力度有限，難以達到全面的覆蓋，從而導(dǎo)致許多嚴重超載的大型車輛在通行橋梁的時候，對橋梁造成一些設(shè)計規(guī)范以外的過載。這些設(shè)計規(guī)范考慮以外的超載，對于一般雙柱或多支承的橋梁來說，其大量的設(shè)計荷載安全儲備使得橋梁在極端超載的情況下仍然能保持正常工作狀態(tài)，不會出現(xiàn)安全事故，但對于獨柱墩橋梁來說，其獨特的支承體系抗扭能力不算強就決定了它在極端超載和偏載的共同作用下是非常不利，在這種情況下其梁體傾覆的發(fā)生往往早于結(jié)構(gòu)本身破壞，使得其承載能力的安全儲備并沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用，并且梁體的傾覆往往沒有征兆的，這對人民群眾和國家的公共財產(chǎn)產(chǎn)生了極大的威脅，故2019 年以來全國各地積極展開排查，運用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362-2018）對既有獨柱墩橋梁進行橫向抗傾覆驗算，對于驗算結(jié)果不滿足規(guī)范的抗傾覆兩個特征的橋梁，根據(jù)其具體的情況分別采用不同的方式進行加固，使得其滿足設(shè)計規(guī)范的要求，而在獨柱墩增設(shè)鋼蓋梁就是一種較為常規(guī)的加固方式［1-2］。

增設(shè)蓋梁是對于獨柱墩橋梁原墩柱承載力設(shè)計值安全儲備較大時的一種常規(guī)加固手段，由于增設(shè)蓋梁改變了原墩柱的受力狀態(tài)，在豎向上由軸心受壓變成了偏心受壓，這對原墩柱的抗彎能力就有一定的要求，在滿足原墩柱的偏心受壓承載力的情況下，增設(shè)蓋梁就成為了一種行之有效的手段，能盡可能的減小對橋下凈空的影響，同時增設(shè)蓋梁施工周期段，對橋面上的交通影響較小，特別是采用鋼結(jié)構(gòu)蓋梁，只需在工廠進行加工預(yù)制，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行拼裝，大大縮短了施工的周期。并且鋼結(jié)構(gòu)蓋梁自重較小，對原結(jié)構(gòu)墩柱增加的額外的恒載較小，這對原墩柱也是較為有利的。

在采用增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)蓋梁對原獨柱墩進行加固時，鋼蓋梁與原墩柱的常用連接方式大致可分為如下幾種：

1 原墩柱兩側(cè)連接牛腿支架（簡易鋼蓋梁）

對于某些墩柱截面為矩形的獨柱墩，在新設(shè)增設(shè)支座反力較小時，可在原墩柱橫橋向兩側(cè)（或一側(cè)）設(shè)置型鋼牛腿支架，在支架上安裝增設(shè)的支座及后續(xù)施工。型鋼牛腿支架采用錨栓直接與墩身連接，其優(yōu)點在于裝置簡易，施工周期短，成本較低，但是對于支反力的適用范圍較小，豎向力全部由錨栓抗剪承擔，同時靠近上部的錨栓會承受拉應(yīng)力，需驗算錨栓的抗剪及抗拉承載力是否滿足要求［3］。

2 通過剛抱箍（套筒）與原墩柱進行連接

當原墩柱為圓形截面或增設(shè)支座的支反力較大時，可考慮采用鋼抱箍或套筒與原墩柱進行連接。鋼抱箍（套筒）蓋梁在工廠分兩半進行焊接預(yù)制，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行拼裝，在鋼抱箍（套筒）與原墩柱連接時，較為常用的有以下幾種方式：

（1）通過錨栓將抱箍（套筒）與墩身進行連接，錨栓均勻分布在墩身上部表面區(qū)域，豎向荷載全部由錨栓承擔，需驗算錨栓抗剪承載力和錨固深度。其優(yōu)點在于受力體系明確，但在施工過程中，必須要確保錨栓孔與抱箍（套筒）開孔精確對應(yīng)，較為繁瑣。

（2）通過在抱箍（套筒）頂部設(shè)置豎向加勁掛鉤來與墩身進行連接，此種方法可根據(jù)荷載計算結(jié)果適當調(diào)整加勁掛鉤的道數(shù)及尺寸，受力體系較為明確，施工便捷易操作。需要注意的是在加勁掛鉤與墩頂面連接處進行適當處置（如墊鋼板等），確保墩頂混凝土不被局部壓壞。

（3）利用環(huán)氧樹脂粘鋼膠將抱箍或套筒與原墩柱進行粘結(jié)。環(huán)氧樹脂粘鋼膠具有強度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固工程，與混凝土及鋼材表面均有良好的結(jié)合能力，但在采用此方式進行連接時，需考慮混凝土表層被拉或剪導(dǎo)致脫落的可能。

在實際獨柱墩增設(shè)鋼蓋梁的工程中，通常并非只采取單一一種方式將鋼蓋梁與墩身進行連接，而是將上述方式進行組合，如采用錨栓+環(huán)氧樹脂粘鋼膠；加勁掛鉤+環(huán)氧樹脂粘鋼膠等組合方式，充分利用其優(yōu)點，盡量避開其缺點從而達到獨柱墩增設(shè)鋼蓋梁加固的目的，同時還應(yīng)根據(jù)理論計算結(jié)果及實際現(xiàn)場狀況條件來選擇合適的連接方式。