浅谈钢管混凝土结构在桥梁墩柱加固中的应用

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1、浅谈钢管混凝土结构在桥梁墩柱加固中的应用摘要：钢管混凝土结构具有承载力高、延性好、抗震性能优越等特点；木文结合钢管混凝土受力特性及日常桥梁加固实践，详细阐述桥梁墩柱外钢管的加固方法。关键词：桥梁；墩柱；加固；钢管混凝土；应用混凝土的抗压强度高、抗弯能力很弱；钢材的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土柱中，钢管对其

2、内部混凝土的约朿作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土乂可以有效地防止钢管发牛.局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善。目前，既有桥梁由于设计荷载标准低、设计不完善、施工不规范、养护管理不到位等因素的影响，致使桥梁结构及构件承载力不足，影响交通安全及交通发展。木文主要结合桥梁日常养护管理工作及桥梁维修加固实践，浅谈钢管混凝土理论在桥梁墩柱构件加固中的应用。一、工

3、程概况某大桥于佛山市禅城区境内，位于G325国道上，是连接顺德区和南海区的交通要道，该桥经过约20年的运营，部分立柱混凝土己经产生了严重的老化现象。具体表现在立柱的结构钢筋严重锈蚀，保护层混凝土开裂、较大面积剥落（见照片）。二、方案验算该桥立柱表面混凝土老化、脱落，需要釆取措施增强立柱的抗压强度。拟采用外包一层25mm厚的“钢板箍”的结构加固方案，使现立柱和新架设的钢管形成-体，达到钢管混凝土结构的作用效果及受力性能。具体验算如下。计算式：加固前A前=802×3.14÷4=5024cm2I前=804&tim

4、es;3.14÷64=2009600cm4加固后A后=952×3.14÷4+10(2×3.14×47.5×2.5)=7085+10×746=14545cm2I后=954×3.14÷64+10(3.14×47.53×2.5)=3996171+10×841299=12409161cm4从计算结果看，A后>A前，I后>l前，可见外包钢管对立柱进行加固效果明显。三、钢管混凝土施工1

5、、施工工艺流程图2、施工现场交通封闭该桥南引桥下的两个需要加固的立柱，横跨佛山大道调头车道，为了保证结构安全、施工安全和不中断交通，采取一个立柱加固结束后再对另一个立柱进行加固的方案。施工吋只封闭一个车道，开放另一个车道通行，并且采用施工车辆封住被封闭车道的两端，以保证施工人员的安全。3、柱身混凝土的表面处理：由于柱身混凝土比较破碎，小心对墩柱表面进行打磨，避免再损伤立柱截面。特别是1#墩，全幅桥面宽度仅有一个偏心受压的直径只有80cm的立柱。在采用电动工具将混凝土表面打磨后，即对柱身锈蚀的钢筋进行除锈，再采用A71-1改性环氧树脂

6、胶液对钢筋和开裂、松动的混凝土进行封闭和粘结处理。柱身混凝土打磨后，即按照40cm间距植入Φ16mm钢筋。4、凿出柱顶承托混凝土该桥立柱的柱顶都有一个圆锥形的混凝土承托。由于没有原设计图，只好将1#立柱的承托混凝土凿出，以检查里面有不有安设支座。凿出后，发现承托混凝土是在现浇桥面板时一起浇注的。5、钢管加工为了保证钢结构的制作质量，减少现场的施工吋间，现场量测好尺、?数据后，在工厂完成大部分的钢结构制作。因钢板较厚（25mm）,焊缝按照规范的要求“倒坡U”，采用二氧化碳保护焊工艺进行焊接。构件经过检验合格后才运输出厂。6、现

7、场安装柱身钢结构现场安装立柱柱身刚结构，如图所示。7、灌注膨胀水泥浆这道工序质量的高低，是影响加固效果的关键。为了保证钢板箍与立柱混凝土之间的“预填骨料混凝土”的质量，从立柱底部向上间距约1.3m距离布设灌浆咀。在钢管箍顶部开设2个15×20cm的方孔，向里面填入3cm的花岗岩骨料后，再焊好方孔，即可从底部压注膨胀水泥浆。8、钢结构外防护如果按照一般的防护工艺，即一遍底漆、一遍面漆。但珠三角一带空气中氯、硫粒子含量较高，这样的防护，在3年左右就要再进行油漆防护（如佛山一环的护栏）。为了提高防护吋间，在底漆和面漆间增加了一

8、遍改性环氧树脂。因为其强度高、封闭性好，能较好地阻隔空气中的有害粒子侵蚀，可延长钢结构的防护吋间。9、现场清扫恢复因为天天都要进出现场，每天结束作业吋打扫施工现场，保证没右石粒、浮土、水渍造成交通事故；全部施工结束后，恢复了施工吋凿出