CN114032796A - 一种整体式桥墩加固结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及桥墩加固领域，更具体地说，它涉及一种整体式桥墩加固结构。一种整体式桥墩加固结构，包括加固桩、钢筋混凝土平台、加强柱和基础座，基础座与桥墩本体固定连接；钢筋混凝土平台固定连接于桥墩本体，加固桩穿设于钢筋混凝土平台、基础座，加固桩与钢筋混凝土平台、基础座固定连接；加强柱呈倾斜设置，加强柱的两端分别与钢筋混凝土平台、基础座连接，加强柱与基础座、加固桩之间形成类三角形的结构。本申请具有提高加固效果的优点。

Description

一种整体式桥墩加固结构

技术领域

本申请涉及桥墩加固领域，更具体地说，它涉及一种整体式桥墩加固结构。

背景技术

桥墩是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的亚筑物。桥台设在桥梁两侧，桥墩则在两桥台之间、桥梁底部。桥墩的作用是支承桥跨结构，桥墩主要由顶帽、墩身组成，桥台主要由顶帽、台身组成。顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身。

现存的桥梁中，有众多桥梁的技术为三类，存在明显的安全隐患，一旦受重载交通及自然灾害等突发事件的影响，这些桥梁极可能转变为危桥，因此需要维修加固。

常用的桥梁加固方法有加大截面加固法，即通过在原有基础上植筋再在其周边浇筑混凝土，加大扩大基础的承力面积。但由于受到基础周边的道路或建筑的限制，基础难以大范围扩大，导致加固效果较差。

发明内容

为了提高加固效果，本申请提供一种整体式桥墩加固结构。

本申请提供的一种整体式桥墩加固结构采用如下的技术方案：

一种整体式桥墩加固结构，包括加固桩、钢筋混凝土平台、加强柱和基础座，所述基础座与桥墩本体固定连接；所述钢筋混凝土平台固定连接于桥墩本体，所述加固桩穿设于钢筋混凝土平台、基础座，所述加固桩与钢筋混凝土平台、基础座固定连接；所述加强柱呈倾斜设置，所述加强柱的两端分别与钢筋混凝土平台、基础座连接，所述加强柱与基础座、加固桩之间形成类三角形的结构。

通过采用上述技术方案，通过设置钢筋混凝土平台，并在其下方固定加固桩，加固桩穿过基础座，并与基础座固定连接，从而起到了加固桥墩本体的效果。并且，加强柱与基础座、加固桩之间形成类三角形的结构，进一步提高了加固结构整体的稳定性，即使不扩大基础的承力面积，也能具有一个良好的加固效果。

优选的，桥梁底部设置有若干根拉杆，所述钢筋混凝土平台顶部与拉杆固定连接，相邻所述桥墩本体之间设置有连接杆，所述连接杆的两端与相邻拉杆之间固定连接。

通过采用上述技术方案，钢筋混凝土平台的顶部通过拉杆与桥梁底部固定连接，进一步提高了钢筋混凝土平台与桥梁整体之间的连接强度。同时，桥墩本体与桥墩本体之间的又通过连接杆连接，连接杆又与拉杆连接，进一步提高了钢筋混凝土平台顶部与桥梁之间的连接强度。钢筋混凝土平台上方、下方均与桥之间具有牢固的连接点，从而使加固结构具有更好地加固效果。

优选的，所述钢筋混凝土平台顶部设置有柔性砂浆层，所述柔性砂浆层延伸至钢筋混凝土平台与加固桩的连接处。

通过采用上述技术方案，柔性砂浆层具有良好的延展效果，浇筑时其延伸、渗透到钢筋混凝土平台与加固桩的连接处，柔性砂浆层将连接处的空隙填满，凝固成型后，减少了钢筋混凝土平台与加固桩之间的缝隙，从而进一步提高了两者之间的连接强度。同时，柔性砂浆层凝固后，变成一层带有硬度的层结构，有利于提高加固强度。且柔性砂浆层具有柔性，遇到撞击等情况时不易开裂，具有一定的缓冲效果。

优选的，所述柔性砂浆层包括以下重量份原料：15-22份水、60-85份水泥、55-80份细骨料、0.5-1.2份纤维、5-8份硅粉、0.8-1.5份减水剂、25-32份弹性乳液、1.2-2.0份聚氧丙烯甘油醚、1.5-2.2份二异丁基甲醇。

优选的，所述柔性砂浆层包括以下重量份原料：18-20份水、70-80份水泥、62-72份细骨料、0.7-1.0份纤维、6-7份硅粉、1.0-1.2份减水剂、27-30份弹性乳液、1.5-1.8份聚氧丙烯甘油醚、1.8-2.1份二异丁基甲醇。

通过采用上述技术方案，在特定比例的弹性乳液与水泥的共同配合下，弹性乳液与水泥同时气胶凝作用，水泥水化物与聚合物缠绕、交织，砂浆失水凝固后，弹性乳液形成一层聚合物立体网络薄膜，填充在砂浆的微小孔隙中，改善了水泥砂浆中胶凝材料与骨料的界面结合状况，改善了砂浆的孔洞结构，增加了密实度和抗压强度。

在弹性乳液与聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇的共同配合下，进一步提高了弹性乳液失水后形成的聚合物薄膜在砂浆内部水泥水化产物之间形成柔性连接，提高了粘接强度。

弹性乳液的掺入为体系内引入了更多的气泡，使孔隙结构改变，在水化反应的初期，弹性乳液的引气作用有利于反应的进行，在后期不再需要引入过多气体时，聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇又可以消去一部分泡沫。具体的，在弹性乳液与聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇的共同配合下，初始时弹性乳液具有更强地聚集泡沫能力，且泡沫具有稳定性；后期，聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇进一步吸附在泡沫的表面并持续铺展和渗入，使得泡沫局部液膜持续变薄和产生形变。在特定比例混合下，聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇具有更好的表面张力牵引能力，进一步提高破坏液膜、破裂泡沫的目的，实现对弹性乳液在砂浆中引入气泡的消除作用，从而有利于提高砂浆的抗压强度。

砂浆涂抹在钢筋混凝土平台顶部后，砂浆渗透到钢筋混凝土平台与加固桩的连接处，砂浆良好的柔性结构在延展的同时可以更好地渗透到钢筋混凝土平台与加固桩之间的空隙中，将两者紧密连接起来。砂浆凝固后，其具有良好的柔性和抗压强度，进一步有利于提高整个结构的稳定性。

另外，硅灰的使用对体系中的作为电荷平衡离子的钠离子、钙离子有影响，钙离子具有更强的静电引力和电荷中和作用，在钙离子的作用下，硅铝酸盐凝胶形成更快，所以砂浆的凝结时间缩短。

优选的，所述纤维为玄武岩纤维。

通过采用上述技术方案，玄武岩纤维无序混乱地分散在水泥基材料中，在基体中构成了乱向纤维团体的支撑系统和空间网状结构，抑制了水泥寄材料细微裂纹的开展和分离崩裂的出现，减少了水泥基材料产生裂纹的情况。

玄武岩纤维与弹性乳液共同配合，玄武岩纤维与弹性乳液所形成的立体网络薄膜进一步交织在一起，提高了立体网络薄膜的稳定性，使砂浆的柔性连接效果、抗压强度得到提高的同时还具有良好的稳定性，从而进一步提高加固效果。

优选的，所述水与水泥的重量比为(0.25-0.3):1。

通过采用上述技术方案，控制水灰比在特定范围内，所制得的砂浆不容易分层，并且可以具有良好的流动性，有利于砂浆渗透到钢筋混凝土平台与加固桩之间的空隙中。

优选的，所述柔性砂浆层的制备方法包括以下步骤：

步骤1)：将水、减水剂混合均匀；

步骤2)：继续加入聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇混合均匀；

步骤3)：继续加入剩余原料混合均匀，得到成品。

通过采用上述技术方案，将各种原料按照顺序投入混合，使各种原料可以更加充分地进行反应、配合，从而进一步提高砂浆的抗压强度、柔性和稳定性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、通过设置钢筋混凝土平台，并在其下方固定加固桩，加固桩穿过基础座，并与基础座固定连接，从而起到了加固桥墩本体的效果。并且，加强柱与基础座、加固桩之间形成类三角形的结构，进一步提高了加固结构整体的稳定性，即使不扩大基础的承力面积，也能具有一个良好的加固效果。

2、砂浆涂抹在钢筋混凝土平台顶部后，砂浆渗透到钢筋混凝土平台与加固桩的连接处，砂浆良好的柔性结构在延展的同时可以更好地渗透到钢筋混凝土平台与加固桩之间的空隙中，将两者紧密连接起来。砂浆凝固后，其具有良好的柔性和抗压强度，进一步有利于提高整个结构的稳定性。

3、玄武岩纤维与弹性乳液共同配合，玄武岩纤维与弹性乳液所形成的立体网络薄膜进一步交织在一起，提高了立体网络薄膜的稳定性，使砂浆的柔性连接效果、抗压强度得到提高的同时还具有良好的稳定性，从而进一步提高加固效果。

附图说明

图1是本申请实施例1的沿竖直方向的剖视图。

图2是本申请实施例1的沿水平方向的剖视图。

附图标记说明：1、加固桩；2、钢筋混凝土平台；3、加强柱；4、基础座；5、拉杆；6、连接杆；7、柔性砂浆层；8、桥墩本体；9、桥梁。

具体实施方式

以下结合附图1-2和实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。

表1

实施例

实施例1

一种整体式桥墩加固结构，参照图1，包括加固桩1、钢筋混凝土平台2、加强柱3、基础座4，基础座4固定连接于桥墩本体8底部。钢筋混凝土平台2套设于桥墩本体8外，钢筋混凝土平台2通过植筋固定连接于桥墩本体8。加固桩1穿设钢筋混凝土平台2，且加固桩1的顶部固定连接于钢筋混凝土平台2；加固桩1的底部穿出基础座4并延伸至地基中，加固桩1外壁与基础座4固定连接。加强柱3的顶部固定连接于钢筋混凝土平台2底部，加强柱3呈倾斜设置，加强柱3的顶部同时与加固桩1靠近顶部处的外壁固定连接；加强柱3底部固定连接于基础座4顶部。加强柱3、基础座4顶部和加固桩1位于钢筋混凝土平台2底部、基础座4顶部的部分形成类似于三角形的结构。

参照图1和图2，桥梁9底部设置有若干根拉杆5，钢筋混凝土平台2的顶部四角均分别与拉杆5底部固定连接。桥梁9底部且位于相邻桥墩本体8之间固定连接有连接杆6，连接杆6用于将两个相邻桥墩本体8之间相互靠近的拉杆5固定连接，即连接杆6的其中一端与其中一桥墩本体8的拉杆5固定连接，连接杆6的另一端与另一相邻桥墩本体8的相互靠近的拉杆5固定连接。

参照图1，钢筋混凝土平台2顶部、底部均涂覆有柔性砂浆层7，柔性砂浆层7渗透至钢筋混凝土平台2与加固桩1的连接处。柔性砂浆层7包括以下原料：水、硅酸盐水泥、河砂、椰子纤维、硅粉、聚羧酸减水剂、弹性乳液、聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇。

所述柔性砂浆层7的制备方法包括以下步骤：

步骤1)：将水、聚羧酸减水剂混合，在700rpm的高转速条件下搅拌3分钟，形成均匀无疙瘩胶液。

步骤2)：继续缓慢加入聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇混合，保持700rpm转速转动1分钟；然后将转速调至500rpm，搅拌10分钟至均匀，形成均匀无结块胶液产品。

步骤3)：保持转速，继续加入剩余原料混合均匀5分钟，得到成品。

各原料的选择及用量汇总于表2。

实施例2-5

一种整体式桥墩加固结构，与实施例1的不同之处在于，柔性砂浆层7中的细骨料、纤维的选择不同，各原料的投入量不同，具体详见表2。

表2

实施例6

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，纤维选用玄武岩纤维。

实施例7

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，水与水泥的重量比为0.3:1，即水的投入量为24kg。

实施例8

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，水与水泥的重量比为0.2:1，即水的投入量为16kg。

实施例9

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，水与水泥的重量比为0.35:1，即水的投入量为28kg。

对比例

对比例1

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，将弹性乳液替换为等重量的环氧乳液。

对比例2

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，将聚氧丙烯甘油醚替换为等重量的磷酸三丁酯。

对比例3

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，将二异丁基甲醇替换为等重量的磷酸三丁酯。

对比例4

一种整体式桥墩加固结构，与实施例5的不同之处在于，弹性乳液的投入量为20kg，聚氧丙烯甘油醚的投入量为5.3kg，二异丁基甲醇的投入量为5.3kg。

性能检测试验

1、抗压强度检测：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》对实施例1-9、对比例1-4和市售水泥砂浆进行检测。

2、流动性检测：按照JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》对实施例1-9、对比例1-4和市售水泥砂浆进行稠度检测。

3、压折比检测：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》对实施例1-9、对比例1-4和市售水泥砂浆进行检测，计算其压折比。

4、柔韧性检测：按照JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》对实施例1-9、对比例1-4和市售水泥砂浆进行检测。

试验1-4的检测数据详见表3。

表3

根据表3中实施例1-5和对比例1-3的检测数据对比可知，在对比例1-3分别将弹性乳液、聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇替换成其它物质后，所制得的砂浆的抗压强度、稠度、柔韧性都有大幅度的下降，压折比有着明显的提高。说明实施例1-5中的砂浆，在弹性乳液、聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇与其它原料的共同配合下，初期体系内引入了气泡，促进反应进行；后期体系内的气泡被消去，减弱了气泡对后期反应的影响，从而有利于提高砂浆的抗压强度。同时，三者的配合进一步提高了弹性乳液在体系内形成的柔性连接的稳定性和强度，使砂浆整体具有良好的延展性和柔韧性。

根据表3中实施例1-5与对比例4、市售砂浆的检测数据对比可知，弹性乳液、聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇三者需要在特定比例配合下才能发挥良好效果，所制得的砂浆的性能有显著提高。

根据表3中实施例6与市售砂浆的检测数据对比可知，选用玄武岩纤维为原料后，所制得的砂浆在抗压强度、流动性、柔韧性方向都得到提高，尤其是抗压强度和柔韧性。

根据表3中实施例5、7与实施例8-9的检测数据对比可知，水与水泥的重量比在(0.25-0.3):1时，所制得的砂浆具有更好的抗压强度和柔韧性。在实施例9中，其稠度达到了82mm，流动性偏高，实施例5、7的砂浆凝结和粘接的能力较实施例9更好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种整体式桥墩加固结构，其特征在于，包括加固桩(1)、钢筋混凝土平台(2)、加强柱(3)和基础座(4)，所述基础座(4)与桥墩本体(8)固定连接；所述钢筋混凝土平台(2)固定连接于桥墩本体(8)，所述加固桩(1)穿设于钢筋混凝土平台(2)、基础座(4)，所述加固桩(1)与钢筋混凝土平台(2)、基础座(4)固定连接；所述加强柱(3)呈倾斜设置，所述加强柱(3)的两端分别与钢筋混凝土平台(2)、基础座(4)连接，所述加强柱(3)与基础座(4)、加固桩(1)之间形成类三角形的结构。

2.根据权利要求1所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：桥梁(9)底部设置有若干根拉杆(5)，所述钢筋混凝土平台(2)顶部与拉杆(5)固定连接，相邻所述桥墩本体(8)之间设置有连接杆(6)，所述连接杆(6)的两端与相邻拉杆(5)之间固定连接。

3.根据权利要求1所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述钢筋混凝土平台(2)顶部设置有柔性砂浆层(7)，所述柔性砂浆层(7)延伸至钢筋混凝土平台(2)与加固桩(1)的连接处。

4.根据权利要求3所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述柔性砂浆层(7)包括以下重量份原料：15-22份水、60-85份水泥、55-80份细骨料、0.5-1.2份纤维、5-8份硅粉、0.8-1.5份减水剂、25-32份弹性乳液、1.2-2.0份聚氧丙烯甘油醚、1.5-2.2份二异丁基甲醇。

5.根据权利要求4所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述柔性砂浆层(7)包括以下重量份原料：18-20份水、70-80份水泥、62-72份细骨料、0.7-1.0份纤维、6-7份硅粉、1.0-1.2份减水剂、27-30份弹性乳液、1.5-1.8份聚氧丙烯甘油醚、1.8-2.1份二异丁基甲醇。

6.根据权利要求4所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述纤维为玄武岩纤维。

7.根据权利要求4所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述水与水泥的重量比为（0.25-0.3）:1。

8.根据权利要求4-7任一所述的整体式桥墩加固结构，其特征在于：所述柔性砂浆层(7)的制备方法包括以下步骤：

步骤1)：将水、减水剂混合均匀；

步骤2)：继续加入聚氧丙烯甘油醚、二异丁基甲醇混合均匀；

步骤3)：继续加入剩余原料混合均匀，得到成品。

Images