CN111535161A - 一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法，包括支撑梁、支撑键和两个抗力桩，两个抗力桩分别设置在桥梁承台纵向两侧的斜坡地基中，抗力桩与桥梁承台的纵向两侧间隔设置，且抗力桩相对于桥梁承台位于斜坡地基上较低的一侧，支撑梁与抗力桩的顶部相连，支撑键设置在支撑梁与桥梁承台之间，支撑键的一侧与支撑梁固定连接，支撑键的另一侧与桥梁承台固定连接。抗力桩提供横向支撑力，且设置在桥墩的纵向两侧，施工时不会影响或对既有桥墩横向变形影响很小，避免出现不可控横向变形，支撑梁提供了一侧支撑基础并把支撑力传递至抗力桩上，支撑键可以把横向支撑力传递给桥梁承台，具有很强的支撑和抗变形能力，提高了桥墩变形修复的效果。

Description

一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法。

背景技术

在丘陵及山区，斜坡地形是主要的地貌形态，斜坡地形的地基岩土层呈倾斜分布，地基表层土在倾斜基岩面上的稳定性会受到人为和自然环境改变的影响，呈现出稳定性逐渐降低的趋势，当地形坡度增大或者地基为滑坡、岩堆时，这种地基稳定性劣化的趋势和程度将不容忽视。

当桥梁工程通过这种斜坡地形时，由于桥梁工程主要考虑竖向承载，其抵抗水平荷载的能力较弱，故在工程实践中出现了数量众多的桥梁水平(侧向)变形超限甚至破坏的案例，在斜坡地形上的桥梁水平变形超限修复非常困难，目前没有较好的修复技术和方法，故提出一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法具有重要意义，并应并具有变形修复效果好、施工方便、经济性好、环保和利于推广等特点。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种斜坡地形桥墩变形修复结构，包括支撑梁、支撑键和两个抗力桩；

两个抗力桩分别设置在桥梁承台纵向两侧的斜坡地基中，抗力桩与桥梁承台的纵向两侧间隔设置，且抗力桩相对于桥梁承台位于斜坡地基上较低的一侧；

支撑梁与抗力桩的顶部相连；

支撑键设置在支撑梁与桥梁承台之间，支撑键的一侧与支撑梁固定连接，支撑键的另一侧与桥梁承台固定连接。

通过上述结构，通过在桥梁承台两侧的地基中设置抗力桩为变形桥墩提供横向支撑力，该横向支撑力能够有效修复因为斜坡变形引起桥梁承台的形变而导致桥梁承台对桥墩支撑力减小带来的影响，由于抗力桩设置在桥墩的纵向两侧，桥墩的纵向即为桥梁的长度方向，抗力桩的施工不会影响或对既有桥墩横向变形影响很小，避免了传统在桥墩基础较低一侧施工桩体造成卸压引发变形桥墩出现不可控横向变形，支撑梁为桥墩变形修复提供了一侧支撑基础，并把支撑力传递至抗力桩上，支撑键可以把横向支撑力传递给桥梁承台，该修复结构具有很强的支撑和抗变形能力，用以为桥梁承台提供较大的向内支撑力，并且可以在修复施工时作为加载装置顶升的施工支撑体，能够提高桥墩变形修复的效果。

在本发明中，支撑键与支撑梁的固定连接，以及支撑键与桥梁承台的固定连接，其目的是使得支撑键能够作为传力组件，将横向支撑力传递给桥梁承台。因此，本领域技术人员可以理解，支撑键与支撑梁的固定连接、支撑键与桥梁承台的固定连接应做广义理解。即：可以是通过钢筋、螺栓等连接件相连的方式；也可以是压力接触的方式；也可以是一体成型的方式。

作为本发明的优选方案，还包括增强锚索，增强锚索的一端锚固在斜坡地基岩土体中，增强锚索的另一端与抗力桩顶部固定连接。通过上述结构，增强锚索可以为抗力桩提供更大的抗变形能力，改善抗力桩的受力状态，并且节约工程投资。

作为本发明的优选方案，还包括支撑基础，支撑基础砌筑在桥梁承台相对较低一侧的斜坡地基上。通过上述结构，支撑基础为桥梁承台修复提供工作平台，并为支撑键提供竖向支撑力。

一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，用于施工上述斜坡地形桥墩变形修复结构，包括以下步骤：

施做抗力桩；

施工支撑梁；

在支撑梁和桥梁承台之间设置加载装置；

加载装置施加顶力，施加过程中与变形监测值联动；

桥梁承台和桥墩满足变形修复要求时，锁定加载装置顶力；

在支撑梁和桥梁承台之间的空隙中施工支撑键；

收缩加载装置，并监测桥梁承台和桥墩是否满足变形修复要求；

在满足变形修复要求的情况下，则取出加载装置，完成支撑键的施工。

上述修复方法能够有效实现上述修复结构的功能，保证了修复的可操作性以及修复变形的长期稳定性，同时预防了既有桥墩变形的恶化，具有施工快速、简单、质量易控、环保和利于推广等特点。

在本发明中，当加载装置的顶力使桥梁承台和桥墩的变形量位于满足变形修复要求的区间内时，开始施工支撑键，施工期间监测桥梁承台和桥墩的变形量是否始终位于满足变形修复要求的区间内，若位于满足变形修复要求的区间内，则取出加载装置，完成支撑键的施工。

作为本发明的优选方案，在步骤收缩加载装置，并监测桥梁承台和桥墩的变形是否满足要求之后：

若不满足修复要求，加载装置恢复原锁定值，待桥梁承台和桥墩变形稳定，增加加载装置的顶力，在支撑键与桥梁承台的张开缝中填充填料，收缩加载装置，取出加载装置然后完成支撑键的施工。

作为本发明的优选方案，加载装置为千斤顶；

在步骤加载装置恢复原锁定值，待桥梁承台和桥墩变形稳定，增加加载装置的顶力中：

千斤顶顶力回复原锁定值，待桥梁承台、桥墩和抗力桩的变形稳定，千斤顶顶力增加锁定值的3％-5％。

作为本发明的优选方案，在支撑键与桥梁承台的张开缝中填充粘接胶。

作为本发明的优选方案，完成施工支撑梁的步骤后，施工支撑基础，支撑基础用于支撑支撑键；

在步骤加载装置施加顶力，施加过程中与变形监测值联动中：

千斤顶分级施加顶力，每级顶力施加过程中与桥梁承台和桥墩的横向动态变形监测值联动。

作为本发明的优选方案，在步骤施做抗力桩前，在桥梁承台和桥墩上设置纵向和横向变形自动监测点，并做好纵横向变形预警值预报准备；

然后开挖抗力桩桩井，施工过程中与变形动态检测值联动，直至桩井开挖完成。

本发明中，施工过程中与变形动态检测值联动是指在桥上设有多个监测点，边施工边观测，根据变形数据大小调整施进度和方法；

在桥梁承台和桥墩上设置纵向和横向变形自动监测点，并做好纵横向变形预警值预报准备是指在桥上设有多个监测点，检测到变形满足施工要求时可以继续施工，检测到变形超出施工要求时则停止施工，分析原因，采取抗变形措施再施工。

作为本发明的优选方案，完成施做抗力桩的步骤后，预埋增强锚索的PVC管，然后施工增强锚索。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过在桥梁承台两侧的地基中设置抗力桩为变形桥墩提供横向支撑力，该横向支撑力能够有效修复因为斜坡变形引起桥梁承台的形变而导致桥梁承台对桥墩支撑力减小带来的影响，由于抗力桩设置在桥墩的纵向两侧，桥墩的纵向即为桥梁的长度方向，抗力桩的施工不会影响或对既有桥墩横向变形影响很小，避免了传统在桥墩基础较低一侧施工桩体造成卸压引发变形桥墩出现不可控横向变形，支撑梁为桥墩变形修复提供了一侧支撑基础，并把支撑力传递至抗力桩上，支撑键可以把横向支撑力传递给桥梁承台，该修复结构具有很强的支撑和抗变形能力，用以为桥梁承台提供较大的向内支撑力，并且可以在修复施工时作为加载装置顶升的施工支撑体，能够提高桥墩变形修复的效果。

2、上述修复方法能够有效实现上述修复结构的功能，保证了修复的可操作性以及修复变形的长期稳定性，同时预防了既有桥墩变形的恶化，具有施工快速、简单、质量易控、环保和利于推广等特点。

附图说明

图1是本发明所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的结构示意图。

图2是本发明所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的平面示意图。

图3是本发明所述的加载装置位于所述一种斜坡地形桥墩变形修复结构上时的结构示意图。

图标：1-抗力桩；2-增强锚索；3-支撑梁；4-支撑基础；5-支撑键；6-桥墩；7-桥梁承台；8-桥梁桩基；9-加载装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-3所示，本实施例提供了一种斜坡地形桥墩变形修复结构，包括抗力桩1、增强锚索2、支撑梁3、支撑基础4、支撑键5、桥墩6、桥梁承台7和桥梁桩基8。

桥墩6固定设置在桥梁承台7的上方，桥梁桩基8埋设在桥梁承台7底部的斜坡地基中，桥梁桩基8的数量为至少三个，桥梁桩基8的顶部与桥梁承台7的底部固定连接。

抗力桩1的数量为两个，两个抗力桩1分别设置在桥梁承台7纵向两侧的斜坡地基中，两个抗力桩1分别与桥梁承台7纵向两侧间隔设置，并且相对于桥梁承台7位于斜坡地基上较低的一侧，具体的，抗力桩1与桥梁承台7纵向两侧边缘的水平距离不小于3m。

增强锚索2的数量为两个，增强锚索2的一端锚固在斜坡地基岩土体中，增强锚索2的另一端与抗力桩1的顶部固定连接。

支撑梁3位于两个抗力桩1的顶部，支撑梁3的两端底部与两个抗力桩1的顶部固定连接，具体的，支撑梁3与桥梁承台7较低一侧边缘的距离一般为0.5-1.5m，支撑梁3顶部不低于桥梁承台7的顶面。

支撑基础4呈台阶状，支撑基础4砌筑在桥梁承台7较低一侧的斜坡地基上。

支撑键5包括钢筋混凝土，支撑键5位于支撑梁3和桥梁承台7之间，支撑键5一侧和支撑梁3固定连接。

本实施例还提供了一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，包括以下步骤：

S1：施做抗力桩1；

具体的，在桥梁承台7和桥墩6上设置纵向和横向变形自动监测点，并做好纵横向变形预警值预报准备；

在斜坡上进行抗力桩1平面定位，桥梁承台7两侧的抗力桩1对称分节开挖抗力桩1桩井，并分节及时设置增强型护壁，施工过程中与步骤S1中的纵向动态变形检测值联动，直至桩井开挖完成；

在桩井中及时绑扎抗力桩1钢筋笼并浇筑混凝土，在抗力桩1顶部设置支撑梁3侧预埋连接钢筋，在设置增强锚索2的位置预埋PVC管；

待抗力桩1混凝土强度达到设置强度的80％后，施工增强锚索2，并在抗力桩1上张拉锁定；

S2：施工支撑梁3；

具体的，施工抗力桩1之间的支撑梁3钢筋混凝土，在桥梁承台7正对位置间隔预留连接钢筋；

待支撑梁3混凝土达到设计强度后，在桥梁承台7较低一侧的斜坡上开挖台阶，在台阶上施工支撑基础4；

S3：在支撑梁3和桥梁承台7之间设置加载装置9；

具体的，加载装置9为千斤顶，在支撑基础4上设置1-2台千斤顶，千斤顶内外侧分别与支撑梁3和桥梁承台7紧密面接触；

S4：加载装置9施加顶力，施加过程中与变形监测值联动；

具体的，千斤顶缓慢分级施加顶力，每级顶力持续时间不少于12小时，以利于抗力桩1与增强锚索2抗力发挥和变形趋于稳定，每级顶力施加过程中与桥梁承台7和桥墩6的横向动态变形监测值联动；

S5：桥梁承台7和桥墩6满足变形修复要求时，锁定加载装置9顶力；

具体的，当桥梁承台7和桥墩6满足变形修复要求时，锁定千斤顶顶力；

S6：在支撑梁3和桥梁承台7之间的空隙中施工支撑键5；

具体的，在支撑基础4上的千斤顶空隙中浇筑支撑键5钢筋混凝土，并与支撑梁3的预埋钢筋连接，内侧与桥梁承台7紧密接触；

S7：收缩加载装置9，并监测桥梁承台7和桥墩6的变形是否满足要求,若满足要求，则进行步骤S8；若不满足要求，则进行步骤S9；

具体的，待步骤S6中的支撑键5混凝土强度达到设计要求，缓慢收缩千斤顶，并监测桥梁承台7和桥墩6的横向变形是否满足变形修复要求；

S8：在满足变形修复要求的情况下，则取出加载装置9，完成支撑键5的施工；

具体的，在满足修复要求的情况下，则取出千斤顶，浇筑剩余支撑键5钢筋混凝土；

或S9：在不满足修复要求的情况下，则加载装置9恢复原锁定值，待桥梁承台7和桥墩6变形稳定，增加加载装置9的顶力，在支撑键5与桥梁承台7的张开缝中填充填料，缓慢收缩加载装置9，取出加载装置9然后完成支撑键5的施工；

具体的，在不满足修复要求的情况下，则千斤顶顶力恢复原锁定值，放置不小于6小时，待桥梁承台7、桥墩6和抗力桩1的变形稳定，千斤顶顶力增加锁定值的3％-5％；

在支撑键5与桥梁承台7之间的张开缝内填入高强度粘接胶；

待粘接胶达到强度后，缓慢收缩千斤顶，取出千斤顶，及时浇筑设置千斤顶位置的支撑键5钢筋混凝土。

本实施例提供的一种斜坡地形桥墩变形修复结构及修复方法的有益效果在于：

通过在桥梁承台7两侧的地基中设置抗力桩1为变形桥墩6提供横向支撑力，该横向支撑力能够有效修复因为斜坡变形引起桥梁承台7的形变而导致桥梁承台7对桥墩6支撑力减小带来的影响，由于抗力桩1设置在桥墩6的纵向两侧，抗力桩1的施工不会影响或对既有桥墩6横向变形影响很小，避免了传统在桥墩6基础较低一侧施工桩体造成卸压引发变形桥墩6出现不可控横向变形，支撑梁3为桥墩6变形修复提供了一侧支撑基础，并把支撑力传递至抗力桩1上，支撑键5可以把横向支撑力传递给桥梁承台7，该修复结构具有很强的支撑和抗变形能力，用以为桥梁承台7提供较大的向内支撑力，并且可以在修复施工时作为加载装置9顶升的施工支撑体，能够提高桥墩6变形修复的效果；

增强锚索2可以为抗力桩1提供更大的抗变形能力，改善抗力桩1的受力状态，并且节约工程投资；

支撑基础4为桥梁承台7修复提供工作平台，并为支撑键5提供竖向支撑力；

上述修复方法能够有效实现上述修复结构的功能，保证了修复的可操作性以及修复变形的长期稳定性，同时预防了既有桥墩6变形的恶化，具有施工快速、简单、质量易控、环保和利于推广等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜坡地形桥墩变形修复结构，其特征在于，包括支撑梁(3)、支撑键(5)和两个抗力桩(1)；

两个所述抗力桩(1)分别设置在桥梁承台(7)纵向两侧的斜坡地基中，所述抗力桩(1)与所述桥梁承台(7)的纵向两侧间隔设置，且所述抗力桩(1)相对于所述桥梁承台(7)位于所述斜坡地基上较低的一侧；

所述支撑梁(3)与所述抗力桩(1)的顶部相连；

所述支撑键(5)设置在所述支撑梁(3)与所述桥梁承台(7)之间，所述支撑键(5)的一侧与所述支撑梁(3)固定连接，所述支撑键(5)的另一侧与所述桥梁承台(7)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构，其特征在于，还包括增强锚索(2)，所述增强锚索(2)的一端锚固在斜坡地基岩土体中，所述增强锚索(2)的另一端与所述抗力桩(1)顶部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构，其特征在于，还包括支撑基础(4)，所述支撑基础(4)砌筑在所述桥梁承台(7)相对较低一侧的斜坡地基上。

4.一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，用于施工上述权利要求1-3中任一项所述的斜坡地形桥墩变形修复结构，包括以下步骤：

施做所述抗力桩(1)；

施工所述支撑梁(3)；

在所述支撑梁(3)和所述桥梁承台(7)之间设置加载装置(9)；

所述加载装置(9)施加顶力，施加过程中与变形监测值联动；

所述桥梁承台(7)和桥墩(6)满足变形修复要求时，锁定所述加载装置(9)顶力；

在所述支撑梁(3)和所述桥梁承台(7)之间的空隙中施工所述支撑键(5)；

收缩所述加载装置(9)，并监测所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)是否满足所述变形修复要求；

在满足所述变形修复要求的情况下，取出所述加载装置(9)，完成所述支撑键(5)的施工。

5.根据权利要求4所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，在所述步骤收缩所述加载装置(9)，并监测所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)的变形是否满足要求之后：

若不满足修复要求，所述加载装置(9)恢复原锁定值，待所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)变形稳定，增加所述加载装置(9)的顶力，在所述支撑键(5)与所述桥梁承台(7)的张开缝中填充填料，收缩所述加载装置(9)，取出所述加载装置(9)然后完成所述支撑键(5)的施工。

6.根据权利要求5所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，所述加载装置(9)为千斤顶；

在所述步骤所述加载装置(9)恢复原锁定值，待所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)变形稳定，增加所述加载装置(9)的顶力中：

所述千斤顶顶力回复原锁定值，待所述桥梁承台(7)、所述桥墩(6)和所述抗力桩(1)的变形稳定，所述千斤顶顶力增加锁定值的3％-5％。

7.根据权利要求6所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，在所述支撑键(5)与所述桥梁承台(7)的张开缝中填充粘接胶。

8.根据权利要求6所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，完成所述施工所述支撑梁(3)的步骤后，施工支撑基础(4)，所述支撑基础(4)用于支撑所述支撑键(5)；

在所述步骤加载装置(9)施加顶力，施加过程中与变形监测值联动中：所述千斤顶分级施加顶力，每级顶力施加过程中与所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)的横向动态变形监测值联动。

9.根据权利要求4所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，在所述步骤施做抗力桩(1)前，在所述桥梁承台(7)和所述桥墩(6)上设置纵向和横向变形自动监测点，并做好纵横向变形预警值预报准备；

然后开挖抗力桩(1)桩井，施工过程中与变形动态检测值联动，直至桩井开挖完成。

10.根据权利要求4所述的一种斜坡地形桥墩变形修复结构的修复方法，其特征在于，完成所述施做抗力桩(1)的步骤后，预埋增强锚索(2)的PVC管，然后施工增强锚索(2)。

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