大偏位橋墩糾偏施工技術研究

易小峰 羅松

摘要 某橋梁因連續暴雨后，L17#墩處坡體發生了明顯滑移，該橋墩伴隨產生了嚴重的與坡體滑動方向一致的傾斜變位和沉降，最大偏位達到87.8 cm。為了在保留梁體的前提下，快速進行橋墩糾偏復位，提出了一種沿墩底切斷后糾偏復位的方法。該方法解決了大偏位橋墩拆除重建工期長的缺點，同時達到了節能環保的效果。

關鍵詞 大偏位;橋墩;糾偏;同步提升;拆除重建

中圖分類號 U448.17;U445.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0135-03

收稿日期：2022-06-02

作者簡介：易小峰（1986—），男，大專，工程師，研究方向：橋梁施工。

0 引言

隨著我國交通建設的高速發展，在山區建設橋梁，多有橋墩設置于山體邊坡之上，由于各種原因導致這些橋梁出現墩柱偏移、傾斜、下沉等病害，最嚴重的情況為梁體與支座之間相對滑移導致梁體幾乎落在蓋梁上，墩柱傾斜達到3%，嚴重威脅橋梁運營安全。現針對小位移病害常用的墩柱糾偏方式為對梁體卸載后，讓墩柱自動復位或利用千斤頂頂推復位[1-6]，同時針對梁體糾偏的工藝技術也成熟[7-9]。但由于大部分病害成因在于樁基滑移、傾斜或斷裂，墩柱難以自動復位，或采用外力頂推復位后墩柱會再次出現偏移或傾斜，難以從根本上解決此類病害。針對這種情況常用的措施為橋梁拆除重建，建設成本高，且對交通影響大。

1 工程概況

某大橋上部結構采用18×40 m預應力混凝土T梁，先簡支后結構連續。連續暴雨后，第5聯17#墩處出現護欄壓碎、橋面下凹，呈淺“V”形。通過現場勘察發現病害如下：

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

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

（3）L17#墩兩側預制梁段端部底緣產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;現澆段和預制段結合面產生了下寬上窄的豎向開裂，最大縫寬20 cm，其中第18跨由外至內逐漸增寬至20 cm，第17跨由外至內逐漸由10 cm減小。

（4）L16#墩頂現澆連續段豎向拉斷，上寬下窄，墩頂兩側各13 m范圍內主梁翼緣板橫向開裂，并延伸到腹板高度的一半，對應橋面發現有橫向開裂。

通過分析，病害原因主要為暴雨后L17#墩處坡體發生了明顯滑移，該橋墩伴隨產生了嚴重的與坡體滑動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圖1。

2 處置方案

2.1 總體思路

該橋主要病害為L17#墩嚴重沉降、偏位，導致16#、17#墩頂主梁現澆段豎向拉斷，16#墩頂負彎矩段主梁翼緣橫向開裂，17#墩頂預制梁梁端馬蹄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范要求，僅受損梁端截面下緣最大壓應力17.87 MPa超過規范限值（16.2 MPa），而該處主壓應力17.87 MPa滿足規范要求;在經梁端外包混凝土加固后梁體承載能力均可滿足規范限值要求。

綜合上述情況，該次橋梁修復的總體思路為：

（1）鑒于L17號墩出現了嚴重的傾斜、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，對其采取廢除原樁，原墩柱糾偏修復后重利用。

（2）對左幅第17、18跨梁體進行空間復位。

（3）鑒于左幅第17、18跨T梁預制段損傷程度較輕，在對端部進行外包混凝土、重做現澆連續段和恢復墩頂預應力鋼束后繼續利用。

2.2 墩柱糾偏復位處置方案

（1）將L17#橋墩新增4根直徑2 m的樁基，設置在橋梁外側，樁基嵌入完整中風化灰巖深度不小于3倍樁徑。樁基成孔必須采用振動小、擾動小的成孔方式，該次樁基按鋼波管強支護設計。

（2）施工承臺外側橫梁，并在承臺橫梁上安裝φ820×16 mm鋼管立柱做頂升平臺，頂升梁體并進行梁體修復與復位。

（3）進行墩柱糾偏裝置安裝與調試，預提墩柱，然后沿墩柱根部切斷，糾偏復位墩柱。

（4）完成承臺中心區域施工及墩柱連接。新增承臺與墩柱連接示意圖見圖2。

3 墩柱糾偏復位裝備研究

針對大偏位的墩柱糾偏，研發了一套墩柱復位裝置，包括提升裝置以及糾偏裝置。提升裝置設置于修復后的梁體上，用以調整梁體下的橋墩在豎直方向上的位置;糾偏裝置設置于提升裝置上，用以調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、提升油缸組成，總體布置見圖3。主梁設置于修復后的橋面（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。縱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處。

主梁上設置4個300 t連續提升千斤頂，采用PCL智能控制。

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

通過多個連續提升千斤頂同步提升或下降來調整橋墩的整體標高，通過不同步提升或下降調整橋墩的垂直度。

3.2 糾偏裝置

糾偏裝置設置于托盤上，由多個沿縱橋向設置的縱向頂推油缸和多個沿橫橋向設置的橫向頂推油缸組成。偏裝置平面示意圖見圖4。

在托盤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。為減小糾偏施工時蓋梁與托盤直接的摩擦力，在托盤上設置四氟滑板。

通過同步頂推多個縱向頂推油缸或同步頂推多個橫向頂推油缸來調整橋墩在水平方向的位置，通過不同步頂推縱向頂推油缸或橫向頂推油缸調整橋墩的水平轉動角度。

4 墩柱糾偏復位施工

4.1 橋墩處理

計算橋墩蓋梁重量，按重量預提橋墩，然后沿橋墩底部采用繩鋸進行切割，切割過程中對橋墩傾斜度進行控制，并觀測各千斤頂油壓變化情況，確保橋墩切割過程平穩。

橋墩切斷后穩定30 min，然后采用風鎬對墩底1 m范圍內混凝土進行破碎，保留墩柱主筋，以便后期深入承臺時墩柱與承臺連接。

4.2 豎向糾偏

通過測量墩頂四個交點標高及傾斜度，換算四個油缸提升高度，見表1。

通過PCL啟動4個連續提升千斤頂，分10級進行提升。

張拉時千斤頂應同步緩慢分級加載進行，千斤頂升壓、降壓速度應緩慢、均勻，切忌突然加壓或降壓。嚴禁快速不均勻進油和回油，避免造成施工安全問題。張拉前及張拉過程中仔細檢查蓋梁或墩柱混凝土是否有裂縫產生和發展跡象，一有異常立即報告。

4.3 平面糾偏

在蓋梁及墩柱提升到位后，進行縱橋向、橫向平移。外側蓋梁及墩柱縱向平移為62 cm，內側為9.5 cm，蓋梁及墩柱橫向向內側平移約為22 cm左右。采用50 t手動千斤頂或200 t液壓千斤頂頂推平移，頂推每級按1～2 cm控制，平移過程中加強作業人員對蓋梁及墩柱、拖梁及鋼管支架進行觀察，并用對講機對各觀察點、主控機液壓人員加以溝通，若有異常情況時及時停止，解決問題后進行再施工作業。

實施案例操作時，先進行縱橋向頂推糾偏，糾偏完成后，測量橫橋向已基本跟隨復位。

4.4 墩柱、承臺連接

新增承臺分兩次施工，第一階段形成“回”字形結構，包圍既有橋墩，并留有墩柱糾偏、墩底破碎的操作空間。“回”字形內側預埋抗剪鋼筋，見圖5。

墩柱糾偏完成后復核橋墩位置，標高、平面位置準確無誤后采用倒鏈臨時固定墩柱平面位置，防止鋼筋綁扎、混凝土澆筑時發生偏位。

按設計圖紙進行鋼筋綁扎，并施加承臺預應力筋，對“回”字形承臺內側交界面鑿毛、清理、濕潤后現澆混凝土，連接墩柱與承臺。

待承臺混凝土強度達到設計要求后，對連續千斤頂進行卸載，完成墩柱糾偏。

5 結語

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

（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、墩柱承臺連接四步組成的混凝土連續箱梁橋轉體施工工藝。

采用該技術完成了某橋梁墩柱的大偏位糾偏，施工期間節約了大量工期和成本，有效降低了能耗和環境污染，具有較好的社會經濟效益和推廣應用價值。

參考文獻

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