CN116516845A - 一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成本低且安全的潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法，包括以下步骤：钢套箱围堰安装、牺牲阳极防护系统安装和墩柱混凝土加固。进行钢套箱围堰安装步骤时，先采用植入锚栓的方式将下部内支撑固定在承台的顶面上，再将钢套箱围堰的侧板与下部内支撑连接，然后通过液压千斤顶推动止水带工作平台，直至GINA止水带与承台的侧面紧密贴合；进行牺牲阳极防护系统安装步骤时，采用在墩柱的锈蚀钢筋上设置电位序在前面的锌块作为牺牲阳极，来保护电位序在后面的铁质钢筋；进行墩柱混凝土加固步骤时，在玻璃钢模板的内侧面与墩柱的外表面之间设置垫块，并在玻璃钢模板的底口外边沿用砂浆封堵，在砂浆达到一定强度后进行RPC混凝土灌注。
Description
技术领域
本发明涉及一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法。
背景技术
随着现代高速公路、城市快速路等大交通的快速发展，出现了越来越多的跨江、跨河及跨海桥梁。这些桥梁在方便人们交通出行的同时，桥墩承受的负荷也在逐年提高，桥墩的基础已经出现了病害端倪，特别是有通航要求的跨海桥梁，桥墩受潮汐区的海水侵蚀、船只撞击或剐蹭等不利因素的共同作用，病害尤为严重，包括锈胀、混凝土缺损、船舶撞击痕迹以及承台与桥墩之间连接，安全隐患较大，因此需要对桥墩采取维修加固措施。跨海桥梁的下部结构水中墩包括桩基、承台和墩柱。下部结构的维修加固不同于新建桥梁的下部结构施工，维修加固施工在桥下净空、既有结构物、海水潮汐及通航要求等因素的限制下，给维修加固工作增加了施工难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法，它具有成本低且安全的特点，能有效缓解水中墩上钢筋的锈蚀，提高桥墩结构的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的：一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法，采用无底钢套箱围堰进行围水施工，并包括以下步骤：水中承台修整、钢套箱围堰安装、钢套箱围堰止水、牺牲阳极防护系统安装、墩柱混凝土加固和钢套箱围堰拆除；
进行水中承台修整步骤时，利用潜水员配合高压水枪对承台的顶面及侧面进行清理，确保承台表面平整及侧面无堆积的淤砂；
进行钢套箱围堰安装步骤时，所述钢套箱围堰的平面呈矩形且为无底钢套箱，钢套箱围堰的内壁自下而上依次设置下部内支撑、中部围檩和上部围檩；下部内支撑的内部底面上连接锚固钢板；下部内支撑的外端与固定在钢套箱围堰的侧板上的牛腿连接，牛腿与下部内支撑之间通过法兰连接；钢套箱围堰的四面侧板的底部均设有止水带工作平台，止水带工作平台设在由压板和底板构成的导向槽内，且止水带工作平台的内端设有用于嵌入GINA止水带的安装槽，在导向槽内的止水带工作平台的外端与钢套箱围堰的侧壁之间间隔地设置多个液压千斤顶；在安装钢套箱围堰时，先通过测量员结合潮汐差在所述承台的顶面上测量放样出钢套箱围堰的下部内支撑的位置，接着在承台的顶面上根据放样开设植筋孔，并在植筋孔中填充环氧树脂植筋胶，再将与下部内支撑的锚固钢板连接的锚栓插入植筋孔中，待环氧树脂植筋胶固化后使下部内支撑固定在所述承台的顶面上，然后将钢套箱围堰的侧板上的牛腿与对应的下部内支撑通过法兰螺栓连接，最后通过止水带工作平台外侧的液压千斤顶同步对止水带工作平台施压，将止水带工作平台沿所述导向槽向承台方向推动，直至GINA止水带与承台的侧面紧密贴合；
进行止水步骤时，先封堵钢套箱围堰上的联通孔，再抽水，形成干作业环境；
进行牺牲阳极防护系统安装步骤时，采用在墩柱的锈蚀钢筋上设置电位序在前面的锌块作为牺牲阳极，来保护电位序在后面的铁质钢筋，建立牺牲阳极防护系统，包括以下工序：
①凿除墩柱上锈胀剥落处的混凝土，露出钢筋，对露出的钢筋进行除锈及防锈处理；
②在露出的钢筋上间隔地电性连接若干镀锌扁铁，镀锌扁铁的末端伸入设计低水位以下，再在每根镀锌扁铁的末端采用螺栓安装锌块，然后将若干锌块电性串联在一起；
进行墩柱混凝土加固步骤时，包括以下工序：
①在钢套箱围堰内清除墩柱的混凝土表面上不牢灰浆，去除不牢固附着物和有害污染物，加固部分的表面采用凿毛机或人工进行凿毛处理，凿毛深度至少要10mm以上；
②采用人工配合履带吊分块吊装永久性的玻璃钢模板，玻璃钢模板的横截面尺寸比墩柱的横截面大；玻璃钢模板的内侧面与墩柱的外表面之间设置垫块；玻璃钢模板固定后，在玻璃钢模板的底口外边沿采用砂浆封堵，在砂浆达到一定强度后进行RPC混凝土灌注；
③RPC混凝土采用硅粉、水泥、RPC专用掺合料、水、外加剂拌制而成，搅拌完毕的RPC混凝土在30min内灌注完毕；构件连续灌注，最大间隔时间不超过6min；混凝土浇筑完成后采用覆盖洒水养护，时间不少于7d；
进行钢套箱围堰拆除步骤时，先解除施加在止水带工作平台上的压力，使海水进入钢套箱围堰内，再利用履带吊配合潜水员水下分片解除钢套箱围堰的四面侧板之间的螺栓连接，并逐片拆除单元侧板。
上述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其中，进行钢套箱围堰安装步骤时，所述钢套箱围堰的四面侧板均采用双壁结构，且每面侧板均由两片单元侧板通过高强螺栓拼接而成，每两片单元侧板的拼接面上均设置橡胶止水板；每片单元侧板包括内侧钢板、外侧钢板和连接在内侧钢板和外侧钢板之间的横向加劲板和竖向隔舱板；所述钢套箱围堰的顶部环向设置操作平台，并设置爬梯供施工人员进出。
上述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其中，进行钢套箱围堰安装步骤时，所述止水带工作平台采用不锈钢制作，且止水带工作平台的顶面与所述导向槽的压板之间以及止水带工作平台的底面与所述导向槽的底板之间均设有四氟板。
上述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其中，进行钢套箱围堰安装步骤时，用手拉葫芦对钢套箱围堰的侧板的位置进行微调，通过在牛腿与下部内支撑连接的法兰对接面上预先设置的导向孔和圆台形导向杆进行侧板的精确就位，然后紧固法兰螺栓；并在侧板的顶口用临时槽钢固定在预先安装在墩柱上的抱箍上。
上述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其中，进行墩柱混凝土加固步骤时，RPC混凝土采用压浆灌注，并在墩柱的四个侧面各布置一根压浆管，按对称的顺序进行灌注，保证所述玻璃钢模板四周的压力平衡。
本发明的潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法具有以下特点：
1)采用GINA止水带与液压千斤顶组成的可伸缩止水带工作平台，通过千斤顶对止水带工作平台施压，使钢套箱围堰与承台之间达到密闭效果，阻止海水进入钢套箱围堰内，为墩柱的修复提供干作业环境，并借助原有承台作为施工作业平台，省去了钢套箱围堰底板，减少成本的投入；
2)双壁钢套箱的下部内支撑采用在承台的顶面植入锚栓的方式固定在承台上，锚栓植入填充有环氧树脂植筋胶的植筋孔中；钢套箱围堰的上部侧板采用二道围檩作为内支撑，使钢套箱围堰的底部不落于海床上，为墩柱提供全断面的施工环境，减少钢支撑依附于墩柱的干扰，更加便利于施工；
3)采用在原有的桥墩锈蚀钢筋上设置电位序在前面的牺牲阳极(锌)，来保护电位序在后面的钢筋(铁)，建立牺牲阳极防护系统，有效缓解钢筋的锈蚀，提高墩柱的使用寿命；
4)在原有的墩柱的外表面上增设一层RPC混凝土，有效修复了潮汐区水中墩柱上的病害，并能有效减少海水对水中墩柱钢筋的侵蚀，延长了桥墩的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法采用的钢套箱围堰的纵向立面图；
图2是本发明的潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法采用的钢套箱围堰的横向立面图；
图2a是图2中的A-A向视图；
图2b是图2中的B-B向视图；
图2c是图2中的C-C向视图；
图2d是图2中的D-D向视图；
图3是图2中P部位的放大图；
图4是进行本发明的方法的钢套箱围堰安装步骤时的结构示意图；
图5是进行本发明的方法的钢套箱围堰安装步骤时的另一种结构示意图；
图5a是图5的俯视图；
图6是进行本发明的方法的牺牲阳极防护系统安装步骤时的结构示意图；
图7是进行本发明的方法的墩柱混凝土加固步骤时的结构示意图；
图7a是图7中的E-E向视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图7a，本发明的潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法，采用无底钢套箱围堰进行围水施工，并包括以下步骤：水中承台修整、钢套箱围堰安装、钢套箱围堰止水、牺牲阳极防护系统安装、墩柱混凝土加固和钢套箱围堰拆除。
进行水中承台修整步骤时，利用潜水员配合高压水枪对承台的顶面及侧面进行清理，确保承台表面平整及侧面无堆积的淤砂；
进行钢套箱围堰安装步骤时，钢套箱围堰100的平面与承台301的平面结构相应而呈矩形且为无底钢套箱；钢套箱围堰100的四面侧板10均采用双壁结构，且每面侧板10均由两片单元侧板通过M20高强螺栓拼接而成，每两片单元侧板的拼接面上均设置1cm厚的橡胶止水板；每片单元侧板包括内侧钢板、外侧钢板和连接在内侧钢板和外侧钢板之间的横向加劲板和竖向隔舱板；钢套箱围堰100的顶部环向设置操作平台，并设置爬梯供施工人员进出；钢套箱围堰100的内壁自下而上依次设置下部内支撑101、中部围檩102和上部围檩103；其中，下部内支撑101的内部底面上连接锚固钢板10A，下部内支撑101的后端与固定在侧板10上的牛腿11连接，牛腿11与下部内支撑101之间通过法兰12连接；钢套箱围堰的四面侧板10的底部均设有止水带工作平台200，且止水带工作平台200设在导向槽内，导向槽由固定在钢套箱围堰的侧板10的内侧面上的压板201和底板202构成，且止水带工作平台200的内端设有用于嵌入GINA止水带20的安装槽；止水带工作平台200采用不锈钢制作，为便于止水带工作平台200能在导向槽内顺利滑动，在止水带工作平台200的顶面与导向槽的压板201之间以及止水带工作平台200的底面与导向槽的底板202之间均设有四氟板；在导向槽内的止水带工作平台200的外端与钢套箱围堰的侧壁101之间间隔地设置多个液压千斤顶30；
在安装钢套箱围堰时，先通过测量员结合潮汐差在承台301的顶面上测量放样出钢套箱围堰100的下部内支撑101的位置，接着在承台301的顶面上根据放样开设植筋孔，并在植筋孔中填充环氧树脂植筋胶，再将与下部内支撑101的锚固钢板10A连接的φ20锚栓10B插入植筋孔中，待环氧树脂植筋胶固化后使下部内支撑101固定在承台301的顶面上，然后将钢套箱围堰100的侧板10上的牛腿11与对应的下部内支撑101通过法兰螺栓连接，最后通过止水带工作平台200外侧的液压千斤顶30同步对止水带工作平台200施压，将止水带工作平台200沿导向槽向承台301方向推动，直至GINA止水带20与承台301的侧面紧密贴合，每两根GINA止水带20的接缝处采用橡胶块填塞；钢套箱围堰100的四面侧板10的底部对称地张拉两根φ32的精轧螺纹钢104，用以增强钢套箱围堰100的底部连接性能；在安装钢套箱围堰的侧板10时，用手拉葫芦对侧板10的位置进行微调，通过在牛腿11与下部内支撑101连接的法兰对接面上预先设置的导向孔13和圆台形导向杆14进行侧板10的精确就位，然后紧固法兰螺栓；为防止侧板10倾覆，在侧板10的顶口用临时槽钢15固定在预先安装在墩柱302上的抱箍16上；
进行钢套箱围堰止水步骤时，先封堵钢套箱围堰100上的联通孔，再抽水，形成干作业环境；
进行牺牲阳极防护系统安装步骤时，采用在墩柱302的锈蚀钢筋上设置电位序在前面的锌块42作为牺牲阳极，来保护电位序在后面的铁质钢筋40，建立牺牲阳极防护系统，有效缓解钢筋锈蚀，提高结构使用寿命，包括以下工序：
①凿除墩柱302上锈胀剥落处的混凝土，露出钢筋40，对露出的钢筋40进行除锈及防锈处理；
②在露出的钢筋40上间隔地电性连接若干镀锌扁铁41，镀锌扁铁41的末端伸入设计低水位以下，再在每根镀锌扁铁41的末端采用螺栓安装锌块42，然后将若干锌块42电性串联在一起；
进行墩柱混凝土加固步骤时，包括以下工序：
①在钢套箱围堰100内清除墩柱302的混凝土表面上不牢灰浆，去除不牢固附着物和有害污染物，加固部分的表面采用凿毛机或人工进行凿毛处理，凿毛深度至少要10mm以上，以保证RPC混凝土与结构基面有效粘结；
②采用人工配合履带吊分块吊装永久性的玻璃钢模板50，玻璃钢模板50的横截面尺寸比墩柱302的横截面大10cm；玻璃钢模板50的内侧面与墩柱302的外表面之间设置垫块51，垫块51的厚度为5cm；玻璃钢模板50采用两个平面呈U形的模板构件合抱后通过紧固螺栓52锁紧；玻璃钢模板50固定后，在玻璃钢模板50的底口外边沿采用砂浆封堵，在砂浆达到一定强度后进行RPC混凝土灌注，以避免底部漏浆；
③RPC混凝土采用硅粉、水泥、RPC专用掺合料、水、外加剂拌制而成，搅拌完毕的RPC混凝土在30min内灌注完毕；构件连续灌注，最大间隔时间不超过6min；混凝土浇筑完成后采用覆盖洒水养护，时间不少于7d；
RPC混凝土采用压浆施工设备进行压浆灌注；由于RPC混凝土浇筑状态为胶稠状的水泥浆，墩柱302的平面结构为长方形，RPC混凝土在墩柱302拐角处的流动性较差，因此在墩柱302的四个侧面各布置一根压浆管，按对称的顺序进行灌注，保证玻璃钢模板50四周的压力平衡；
进行钢套箱围堰拆除步骤时，先解除施加在止水带工作平台200上的压力，使海水进入钢套箱围堰100内，平衡内外压力，再利用50T履带吊配合潜水员水下分片解除钢套箱围堰100的四面侧板10之间的螺栓连接，并逐片拆除单元侧板。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (5)
1.一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法，采用无底钢套箱围堰进行围水施工，并包括以下步骤：水中承台修整、钢套箱围堰安装、钢套箱围堰止水、牺牲阳极防护系统安装、墩柱混凝土加固和钢套箱围堰拆除；其特征在于，
进行水中承台修整步骤时，利用潜水员配合高压水枪对承台的顶面及侧面进行清理，确保承台表面平整及侧面无堆积的淤砂；
进行钢套箱围堰安装步骤时，所述钢套箱围堰的平面呈矩形且为无底钢套箱，钢套箱围堰的内壁自下而上依次设置下部内支撑、中部围檩和上部围檩；下部内支撑的内部底面上连接锚固钢板；下部内支撑的外端与固定在钢套箱围堰的侧板上的牛腿连接，牛腿与下部内支撑之间通过法兰连接；钢套箱围堰的四面侧板的底部均设有止水带工作平台，止水带工作平台设在由压板和底板构成的导向槽内，且止水带工作平台的内端设有用于嵌入GINA止水带的安装槽，在导向槽内的止水带工作平台的外端与钢套箱围堰的侧壁之间间隔地设置多个液压千斤顶；在安装钢套箱围堰时，先通过测量员结合潮汐差在所述承台的顶面上测量放样出钢套箱围堰的下部内支撑的位置，接着在承台的顶面上根据放样开设植筋孔，并在植筋孔中填充环氧树脂植筋胶，再将与下部内支撑的锚固钢板连接的锚栓插入植筋孔中，待环氧树脂植筋胶固化后使下部内支撑固定在所述承台的顶面上，然后将钢套箱围堰的侧板上的牛腿与对应的下部内支撑通过法兰螺栓连接，最后通过止水带工作平台外侧的液压千斤顶同步对止水带工作平台施压，将止水带工作平台沿所述导向槽向承台方向推动，直至GINA止水带与承台的侧面紧密贴合；
进行止水步骤时，先封堵钢套箱围堰上的联通孔，再抽水，形成干作业环境；
进行牺牲阳极防护系统安装步骤时，采用在墩柱的锈蚀钢筋上设置电位序在前面的锌块作为牺牲阳极，来保护电位序在后面的铁质钢筋，建立牺牲阳极防护系统，包括以下工序：
①凿除墩柱上锈胀剥落处的混凝土，露出钢筋，对露出的钢筋进行除锈及防锈处理；
②在露出的钢筋上间隔地电性连接若干镀锌扁铁，镀锌扁铁的末端伸入设计低水位以下，再在每根镀锌扁铁的末端采用螺栓安装锌块，然后将若干锌块电性串联在一起；
进行墩柱混凝土加固步骤时，包括以下工序：
①在钢套箱围堰内清除墩柱的混凝土表面上不牢灰浆，去除不牢固附着物和有害污染物，加固部分的表面采用凿毛机或人工进行凿毛处理，凿毛深度至少要10mm以上；
②采用人工配合履带吊分块吊装永久性的玻璃钢模板，玻璃钢模板的横截面尺寸比墩柱的横截面大；玻璃钢模板的内侧面与墩柱的外表面之间设置垫块；玻璃钢模板固定后，在玻璃钢模板的底口外边沿采用砂浆封堵，在砂浆达到一定强度后进行RPC混凝土灌注；
③RPC混凝土采用硅粉、水泥、RPC专用掺合料、水、外加剂拌制而成，搅拌完毕的RPC混凝土在30min内灌注完毕；构件连续灌注，最大间隔时间不超过6min；混凝土浇筑完成后采用覆盖洒水养护，时间不少于7d；
进行钢套箱围堰拆除步骤时，先解除施加在止水带工作平台上的压力，使海水进入钢套箱围堰内，再利用履带吊配合潜水员水下分片解除钢套箱围堰的四面侧板之间的螺栓连接，并逐片拆除单元侧板。
2.根据权利要求1所述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其特征在于，进行钢套箱围堰安装步骤时，所述钢套箱围堰的四面侧板均采用双壁结构，且每面侧板均由两片单元侧板通过高强螺栓拼接而成，每两片单元侧板的拼接面上均设置橡胶止水板；每片单元侧板包括内侧钢板、外侧钢板和连接在内侧钢板和外侧钢板之间的横向加劲板和竖向隔舱板；所述钢套箱围堰的顶部环向设置操作平台，并设置爬梯供施工人员进出。
3.根据权利要求1所述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其特征在于，进行钢套箱围堰安装步骤时，所述止水带工作平台采用不锈钢制作，且止水带工作平台的顶面与所述导向槽的压板之间以及止水带工作平台的底面与所述导向槽的底板之间均设有四氟板。
4.根据权利要求1所述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其特征在于，进行钢套箱围堰安装步骤时，用手拉葫芦对钢套箱围堰的侧板的位置进行微调，通过在牛腿与下部内支撑连接的法兰对接面上预先设置的导向孔和圆台形导向杆进行侧板的精确就位，然后紧固法兰螺栓；并在侧板的顶口用临时槽钢固定在预先安装在墩柱上的抱箍上。
5.根据权利要求1所述的潮汐区桥梁水中墩柱的维修加固方法，其特征在于，进行墩柱混凝土加固步骤时，RPC混凝土采用压浆灌注，并在墩柱的四个侧面各布置一根压浆管，按对称的顺序进行灌注，保证所述玻璃钢模板四周的压力平衡。
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|---|---|---|---|
| CN202310470529.9A CN116516845A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种潮汐区桥梁水中墩的维修加固方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116905492A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-20 | 中国土木工程集团有限公司 | 一种简易装配式水中承台单壁钢吊装置 |
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2023
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| CN116905492A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-20 | 中国土木工程集团有限公司 | 一种简易装配式水中承台单壁钢吊装置 |
| CN116905492B (zh) * | 2023-09-04 | 2023-11-17 | 中国土木工程集团有限公司 | 一种简易装配式水中承台单壁钢吊装置 |
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