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某跨線橋橋墩偏位下部結構處置措施探討

文檔作者：李永鱗趙士耀2 文檔來源： 1.江蘇揚子大橋股份有限公司 2.江蘇華通工程檢測有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年08月25日
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安徽建筑 2012年第4期(總185期)
墓墮 僮 部結 量措施探討
On Treatment Measure of Lower Part for Pier Deviation of a Flyover
李永鱗 ，趙士耀2
(1·江蘇揚子大橋股份有限公司，江蘇靖江214500；2
． 江蘇華通工程檢測有限公司，江蘇南京21l 100)
摘要：橋墩被撞而使橋墩產生較大偏
位，嚴重影響橋梁結構安全。對下部結構進
行必要改造，并與橋梁頂升、更換支座相結
合是解決此類問題的有效方法。依據相關
工程實例，針對橋墩被撞偏位情況采用打
入管樁、增設系梁、承臺，并外包薄壁墩的
措施，效果較好，著重闡述了管樁施工的質
量控制措施
關鍵詞：橋墩偏住；管樁；承臺；薄壁墩
中圖分類號：U449．7 文獻標識碼：B
文章編號：1007-7359(2012)04—0127—03
1 橋梁及病害概況
1．1橋梁概況
某跨線橋跨越京滬高速(江蘇錫
澄段)主線，平面位于 =200m的圓曲
線及A：70m的緩和曲線上，縱面位于
R=2000m 的圓曲線上。橋梁全長
256．24m，跨徑布置為l0×25m(10跨
一聯)。橋面設雙向縱坡， ：2．509％(往
無錫方向)、i1=一3．443％(往江陰方向)：
橫向設置單向4％超高橫坡。橋面全寬
15．5m，橫向布置為0．5m(護欄)+6．75m
(行車道)+1．0m (中央分隔帶)+O．5m
(護欄)。鋪裝層為9cm厚瀝青混凝土
鋪裝。設計荷載采用汽一超20、掛
一l2O。
橋梁上部結構為鋼筋混凝土連續
箱梁。箱梁截面中心高130cm，單箱三
室截面，直腹板；箱梁底寬10．5m，頂寬
15．5m，翼緣板厚度為36em 50cm，箱
梁底板厚度為15cm～30cm，頂板厚度
為20cm。在墩頂和梁端設置橫隔板，
梁端橫隔梁厚O．8m，墩頂橫隔梁厚
1．5m。橋梁布置圖如圖1～3所示。
該橋下部結構采用樁柱式墩、臺。
沿徑向設置，只在橋臺處設置臺帽，其
余均為雙柱墩身。樁柱采用圓形截面，
柱徑1．2m，樁徑1．5m，設計樁長40m：
臺樁徑1．0m，10"臺1．5m，設計樁長
收稿日期：2012—05—29
作者簡介：李永鱗(1972一)，男，江蘇姜堰人．
工程師，主要從事公路橋梁養護管理工作。
圖1 橋梁立面布置圖
圖2 橋梁平面布置圖
圖3 橋梁橫斷面布置圖
圖4 支座平面布置圖
25m。
橋臺處單向活動支座采用GPZ2000DX，l ～4 、 9 橋墩處雙向活動支座采用
GPZ4000SX，中墩采用固定支座GPZA000GD。橋臺處設計采用DI60型毛勒伸縮縫。墩
臺支座布置如圖4所示。
1．2橋梁病害情況
在數次橋梁被重車撞擊后的橋梁檢查中發現，該橋外弧側發生了破損、擠碎現象
，
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交
通
工
程
研
究
與
應
用
安
徽
建
筑
固
2012年第4期(總185期) 安徽建筑
交
通
工
程
研
究
與
應
用
安
徽
建
筑
固
各中間橋墩活動支座上、下鋼板之間發生了較大值的橫向滑
動，雙向滑動支座存在較大量值的向外弧側偏位：從橋臺往中
墩呈增趨勢，最大量值17cm。此外位于錫澄高速公路中央分隔
帶的固定墩墩柱(5 墩)發生r橫向變形，扣除箱梁整體偏位
(3mm)后，最大量值19cm，墩柱底部存在環形裂縫病害。
2 維修加固方案及方案調整
2．1原方案
2．1．1 5 墩
① 在原5 墩兩根墩柱之問梅花形靜壓打人5根PHC管
樁。PHC管樁為外徑60cmB型樁，壁厚13cm，管樁設計樁長為
28m。管樁分段長度為3m，共計10段，靜壓力不應小于
2500kN。
②在中間5根管樁的頂面澆筑承臺，為便于后期加固改
造，且盡量減小對錫澄主線交通的影響，承臺設在主線的中央
分隔帶內。承臺采用C30混凝土，尺寸為5．6m(橫橋向)×2．7m
(縱橋向)×1．5m(厚)，承臺頂面高于實際樁基頂面50cm。管樁
伸入承臺10cm，并通過樁頂連接鋼筋和承臺連接。
③在新承臺頂面布置3根外徑為80em、壁厚1．2cm的焊
接鋼管。鋼管中心線與管樁中心線重合。鋼管與承臺之間設置
3cm厚鋼墊板。鋼墊板底面焊有U形錨固鋼筋，埋置在承臺內
部。鋼管與鋼墊板之間焊接連接，并在環向焊2cm厚加勁鋼板。
鋼管之間采用水平撐、X形撐相連。
④ 鋼管撐與箱梁底面之間設橫橋向分配鋼梁以及矩形板
式橡膠支座(GJZ 500mm×500mm×70mm)。支座與鋼橫梁之間
采用結構膠粘結。支座頂面與箱梁底面相貼但要確保支座不承
受豎向壓力。
2．1．2 4 墩、6 墩
①原兩根墩柱之間靜壓打人2根PHC管樁，管樁之間的
中一t2,距為2m。PHC管樁為外徑60cmB型樁，壁厚13cm，管樁
設計樁長為28m。管樁分段長度為3m，共計10段，靜壓力不應
小于2500kN。
②在樁基頂面澆筑新橫系梁，系梁的底面與樁柱結合面
平齊，采用C30混凝土澆筑。系梁高lm，寬1．4m。管樁樁頂伸
入系梁lOem，并通過樁頂連接鋼筋和系梁連接。
2．2設計方案調整
開始施工前，設計、施工單位反復研究了現場情況，從更好
地實現該橋下部結構整體穩定性的角度出發，提出將5 墩鋼
管撐方案調整為澆筑橫向長度為10．5m，寬度為2m的薄壁墩，
將原5 墩全部包入其中的方案，得到了設計、施工、監理和業
主的一致贊同。
3 反力架
3．1墩柱包鋼
采用厚度lcm的鋼板對墩柱進行包鋼處理：先按墩柱尺寸
制作半圓形鋼板，鋼板預留注漿孔，然后將橋墩混凝土表面打
磨平整，刷環氧樹脂漿一薄層，再現場外包橋墩后對焊連接，最
后將鋼板下邊緣封閉，用C35微膨脹自流平灌漿料進行灌漿。
3．2制作反力架
在包鋼周圍焊接上、下牛腿作為反力點和支撐點，然后在
上、下牛腿之間橫橋向安裝工字鋼梁；在5 墩縱橋向兩側安裝
貝雷架，焊接工字鋼縱橋向連接，把工字鋼和梁體之間縫隙用
鋼板和其他鋼構件墊實。
4 預應力管樁施工
4．1開挖基坑
挖除承臺底面設計標高以上的填土，以盡可能保證施工高
度；同時做好基坑支護，確保基坑穩固、安全。
4．2引孔施工
為保證靜力沉樁的垂直度、加快沉樁進度，在沉樁之前進
行引孔施工，孔長為20m，孔徑在0—5m、6m～20m深度范圍分
別為50cm，40cm，施工中根據現場和靜壓情況再調整引孔的孑L
徑和深度。
引孔的施工順序為：首先開挖基坑、樁位放樣，沖孔設備就
位；固定塔架，調整沖擊錘中心線和樁中心線重合，以確保樁位
垂直度；開始沖孔，采用泥漿護壁，控制泥漿稠度，防止坍孔；沖
孔至設計標高，成孔。
4．3靜壓預應力管樁
采用300T液壓千斤頂作為主要靜壓設備。
打樁順序為：先打中間樁，靜壓完畢后和反力架焊接，接著
打靠近原墩柱的管樁，然后打對角線方向的另外一側管樁，依
次靜壓。
沉樁前首先校核樁位，然后安裝固定樁架，確保底座水平
并與架身垂直，首節管樁就位。安放鋼板墊塊和千斤頂，懸掛懸
錘校正管樁垂直度，確保千斤頂中心線和管樁中心線重合。固
定千斤頂，用鋼板把千斤頂和反力架之間縫隙墊實，確保穩固
牢靠。開始施壓靜力沉樁，一個千斤頂行程結束后，千斤頂回
油、墊鋼板，開始下一個行程。
千斤頂靜力沉樁過程中，應懸掛鉛垂隨時觀察管樁垂直
度，一旦發現管樁傾斜必須及時進行校正，確保管樁的垂直度。
靜壓管樁施工過程中如發生管樁傾斜，在管樁偏位的反方向打
設若干應力釋放孔，配合人力葫蘆對樁施加水平拉力，將樁扶
正。
4．4預應力管節連接
預應力管樁連接采用電焊機現場焊接，樁身應垂直，管樁
對接面要水平，焊縫應飽滿、牢靠。安排兩人同時焊接，縮短焊
接時間。
4．5承臺、系梁及其與管樁的連接
承臺、系梁施工在管樁施工結束后進行。截樁結束后對承
臺、系梁范圍內的土體進行夯實，并用20cm厚的碎石墊層換
填、夯實。承臺、系梁底面設lOcm厚C20素混凝土找平、防水
并作為底模。
按照設計尺寸立模、支護，先安裝管樁鋼筋，然后承臺、系
梁綁扎鋼筋，將承臺、系梁鋼筋和管樁鋼筋連接牢固，安裝、焊
接鋼筋網片和預埋件，最后澆注混凝土。混凝土澆注前，將焊渣
和泥土等雜物清理干凈。
按要求覆蓋養生。為提高混凝土36h早期強度，可以適當
提高混凝土標號或添加混凝土早強劑。
5 管樁施工質量控制措施
(下轉第131頁)
雖
安徽建筑 2012年第4期(總185期)
端交叉口相接路段即K0+000～K0+120路段和K0+900至 K0+370～K0+900路段，機動車道和非機動車道整體采用一4．3％的設
終點路段仍采用上述方案的設計方法。K0+120一K0+450路 計縱坡度(如圖3所示)。
段，縱坡度設計為2．37％。K0+450～K0+900路段，縱坡度 改進方案二是在改進方案一的基礎上增加了非機動車道的縱
設計為一5．6％。在設計非機動車道時，可按照原方案中的 坡度，降低了機動車的設計縱坡度，使機動車道和非機動車道在同
設計坡度進行設計，如圖2所示。 一斷面上，避免了改進方案一的缺點。
此方案將機動車道和非機動車道進行分斷面設計，在 這種方案是在特定的工程背景下提出的，即一方面如果完全按
規范的允許范圍內加大了非機動車道的設計縱坡度，從而 照規范設計道路縱斷面坡度，挖方量太大，造價太高；另一方面，在
降低了路塹深度，大大減小了挖方量，降低了工程造價。改 實際交通需求上，非機動車道的使用率較低，而以機動車為主，所以
進了方案一中存在的缺陷，在一定程度了減少了對周圍環 是滿足實際應用的。
境的破壞，同時也滿足了非機動車道和人行道的設計要 該設計綜合了其它兩個方案的優點：①大大減少了挖方量，減
求，所以該方案特別適合于機、非交通量均較大的情況。 少了因放坡引起的大面積占地，降低工程造價；② 不必修筑擋土墻，
該方案的缺點是：由于建筑紅線的限制，路幅寬度不 在一定程度上提高了道路的穩定性，且使機動車道在較低的縱坡度
能改變，機動車道不能放坡，需做成直立邊坡，必須修筑擋 上，利于機動車的行駛，對非機動車影響不大，符合城市主干道連接
土墻才能滿足要求。此設計擋土墻高度較大，最大高差可 線的功能要求。
達到十幾米，施工難度大，工程造價較高。
3．2改進方案二4 結 論
改進方案一設計中非機動車縱坡整個路段完全按照
規范設計，設計縱坡度較小，仍導致道路挖方量大，工程造 工程規范的要求具有一般性和普遍性，而工程的具體情況是復
價較高，但由于該道路為兩條主干道的連接線，根據實際 雜多變的，所以，應該將規范的要求和原則與工程實際情況綜合起
調查發現非機動車交通量很小，而以機動車交通流為主。 來分析考慮，不能脫離實際地應用規范。城市道路的設計應在規范
考慮到這個因素，可以綜合考慮設計交通流需求，均衡控 的指導下，認真調查和分析工程背景及交通流實際運營需求，綜合
制設計指標，適當的把非機動車道的設計縱坡度增大，同 各方面因素，制定出最佳方案。
時把機動車道的縱坡度適當的降低，以達到滿足實際交通
的目的。具體設計如下，在K0+000～K0+370路段和 參考文獻
K0+900至終點路段分別采用2％和一2％的設計縱坡度； CJJ 37—90，城市道路設計規范【s】．北京：人民交通出版社，1990．
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(上接第128頁)
5．1管樁的吊裝、運輸與堆放 ①嚴格按施工流程壓樁，減少擠土影響，避免壓樁時影響鄰
①管樁吊裝時宜采用兩支點法，也可采用勾吊法，吊 樁。
鉤鉤于管樁兩端板處，繩索與樁身水平交角應大于45。。 ②提高就位精度，樁尖與樁心偏差≤lem。
②管樁在起吊、裝卸、運輸過程中，必須做到平穩，輕 ③提高樁的制作質量，防止樁接頭面的歪斜及樁尖偏心和樁
起輕放，嚴禁拋擲、碰撞、滾落。 體彎曲等不良現象發。
③管樁在運輸、堆放時的支點位~：I／E-端均為0．2L(L ④要求“雙控”，即管樁的長度和設計承載力都達到要求后才
為管樁長度)。 能停止壓樁o
④堆樁場地要平穩堅實，不得產生過大的或不均勻沉
陷。支點墊木的間距應與吊點位置相同，并保持在同一平 6 結 語
面上，各層墊木應上下對齊處于同一垂直線上，最下層的
墊木應適當加寬。堆放層數不宣超過三層。不I司規格的樁 本橋外力撞擊造成橋墩偏位，采用打入管樁、增設系梁、承臺，
應分別堆放，堆放位置和方法應根據打樁位置、吊運方式以 并外包薄壁墩的措施。結合橋梁頂升更換支座，進行整體維修加固
及打樁順序等綜合考慮。 的措施是有效的。在下部結構改造中，管樁施工是關鍵，對于整體
5-2樁位定位及垂直度的保證措旖 加固的成敗具有重要意義。
①采用二次經緯儀校正復核，測放精度2cm，定期 近年來，單樁單柱橋梁設計常發生諸如傾覆、撞擊后發生較大
復核測量控制點。 偏位的問題，而對橋梁運營管養構成嚴峻挑戰，對于此類橋梁設計
②樁機的基礎必須穩固，安裝必須周正、水平。 思路，希望引起設計部門的重視。此外確保跨線橋梁的凈高滿足通
③采用雙向經緯儀校正樁身垂直，如發現垂直度超標 行要求
， 避免發生撞擊橋梁事故，也應該引起足夠重視。
(0．5％)。應及時調整、重新壓樁。
④嚴格檢查樁頂平整度，保證緩沖墊厚薄均勻。 參考文獻
⑤壓樁過程中必須使管樁軸心受壓，若有偏移及時調 【1]C,B 13476—2009，先張法預應力混凝土管樁【s】．北京：中國標準出版社，
整，確保垂直度偏差不大于0．5％。電焊接樁前要校正好上 ，nn0
下樁管的垂直度，上下節樁中心線偏差小于2ram。 【2】JTJ041—2000， 公路橋涵施工技術規范【s】．北京：人民交通出版社，2000．
5．3樁位偏差及樁端標高控制 [31 JTGHI1-2004，公路橋涵養護技術規范【s】．jE京：人民交通出版社，2004．
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