本實(shí)用新型涉及一種可有效降低施工質(zhì)量控制難度、節(jié)省施工材料的現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于橋梁工程領(lǐng)域，適用于缺陷位于常水位以下橋樁樁頭處理工程。

背景技術(shù)：

臨河或跨河橋梁工程常常會遇到橋樁樁頭或樁身位于常水位以下的情況。由于水泥混凝土澆筑施工存在質(zhì)量控制難度較大、混凝土水灰比不易控制、施工過程復(fù)雜的問題，導(dǎo)致一些橋梁的樁頭存在縮頸、開裂、孔洞等病害，不但會對橋樁的耐久性產(chǎn)生不利影響，而且會影響橋樁的受力性能，甚至?xí)绊憳蛄旱陌踩院驼Ｊ褂谩?/p>

針對現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷問題，目前通常的做法是先設(shè)置圍堰隔水，再進(jìn)行橋樁外側(cè)缺陷修復(fù)(抹灰、植筋等)，該工藝雖可避免水下施工，但圍堰施工造價(jià)高，樁身耐久性難以有效提升。

已有一種橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固工程技術(shù)，該技術(shù)的施工工序?yàn)椋簶吨芮謇怼掀脚_搭設(shè)→河床清理→鋼筋籠安裝下放→鋼護(hù)筒拼裝落床→M30通砂漿壓注→樁周壓漿固結(jié)。該施工技術(shù)雖可滿足砂漿澆筑、樁身補(bǔ)強(qiáng)的要求，但結(jié)構(gòu)還需進(jìn)行鋼護(hù)筒后期防銹、砂漿密實(shí)度控制難度大、樁頂部分的加固強(qiáng)度低于下部樁身，總體施工質(zhì)量不易控制。

綜上所述，現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷對橋梁安全影響較大，現(xiàn)有的樁頭缺陷處治方法雖可在適宜的工況下取得較好的應(yīng)用效果，但尚存圍堰施工造價(jià)高、樁身材料整體性差、結(jié)構(gòu)耐久性難以保證等實(shí)際問題。鑒于此，為克服傳統(tǒng)橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)施工過程中需設(shè)置圍堰隔水、模板定位不準(zhǔn)確、不同時(shí)期澆筑混凝土整體性差等問題，目前亟待實(shí)用新型一種施工工序簡單、施工質(zhì)量可靠、工程造價(jià)低的現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固結(jié)構(gòu)及施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可快速施工，又可增強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)整體性的現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固結(jié)構(gòu)及施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

這種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固結(jié)構(gòu)，在常水位以上設(shè)置抱箍式簡易施工平臺，在待加固橋樁外側(cè)設(shè)置橫向連接筋、豎向加筋體和分離式鋼板環(huán)箍；半圓分離式異形不拆卸模板設(shè)于待加固橋樁最外側(cè)，包括防腐隔離層、剛性板層和內(nèi)側(cè)連接筋層，通過底層緊固件、頂層緊固件、連接螺栓與橋樁、承臺連接牢固；在半圓分離式異形不拆卸模板與待加固橋樁的間隙設(shè)置自密實(shí)混凝土澆筑層和頂部后注漿帶。

作為優(yōu)選：所述半圓分離式異形不拆卸模板橫斷面呈半圓形，在半圓分離式異形不拆卸模板的頂部橫板的上部設(shè)置橫向密閉層、底部豎板的內(nèi)側(cè)設(shè)置下部密閉層，在半圓分離式異形不拆卸模板豎向?qū)犹帉ΨQ設(shè)置連接插槽和連接凸榫，在連接插槽內(nèi)側(cè)設(shè)置橡膠密封層，在半圓分離式異形不拆卸模板的下端部和上端部設(shè)置排水孔，斷面形狀改變處設(shè)置密實(shí)度觀察孔和觀察孔皮塞；橫向密閉層橫斷面呈圓弧形，相鄰橫向封閉層之間插入混凝土澆筑管、排水管、后注漿管；在半圓分離式異形不拆卸模板外側(cè)設(shè)置底層緊固件限位槽、頂層緊固件限位槽和吊裝環(huán)。

作為優(yōu)選：所述抱箍式簡易施工平臺包括型鋼支架、壓力擴(kuò)散板、斜向支撐梁和平臺鋼板；在斜向支撐梁與壓力擴(kuò)散板之間設(shè)置連接轉(zhuǎn)軸，斜向支撐梁與橋墩柱相接處設(shè)豎向弧形鋼板和弧形鋼板緊固件，在豎向弧形鋼板上焊接豎向支墩；型鋼支架由橫梁和縱梁組成，呈#字形，在型鋼支架上表面鋪設(shè)平臺鋼板。

作為優(yōu)選：所述底層緊固件、頂層緊固件和弧形鋼板緊固件采用高強(qiáng)度的不銹鋼喉箍、卡箍、抱箍或管箍。

作為優(yōu)選：所述防腐隔離層采用橡膠片或土工膜，剛性板層采用鋼板預(yù)制；內(nèi)側(cè)連接筋層采用鋼筋網(wǎng)，與剛性板層焊接連接；剛性板層與防腐隔離層粘貼連接。

作為優(yōu)選：所述橫向連接筋呈L形，一端植入待加固橋樁內(nèi)，另一端與豎向加筋體綁扎連接；分離式鋼板環(huán)箍采用卡箍，設(shè)于豎向加筋體外側(cè)，沿豎向加筋體間隔布設(shè)，在豎向加筋體布設(shè)位置設(shè)置鋼筋嵌入凹槽。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)混凝土澆筑時(shí)采用半圓分離式異形不拆卸模板，既可減少混凝土澆筑時(shí)模板拆裝工序，又可起到豎向加筋作用，還可提升樁身結(jié)構(gòu)的耐久性。

2)施工過程中，通過設(shè)置排水孔、排水管，同步排除混凝土澆筑過程中半圓分離式異形不拆卸模板內(nèi)的水分，不但可以提升水下混凝土澆筑的質(zhì)量，而且可以避免圍堰施工。

3)半圓分離式異形不拆卸模板上部與樁頂承臺連接，沿樁身設(shè)置底層緊固件、頂層緊固件，可很好的解決半圓分離式異形不拆卸模板的空間定位問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固施工結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖。

圖2是圖1半圓分離式異形不拆卸模板橫斷面示意圖。

圖3是圖1型鋼支架示意圖。

圖4是一種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固施工流程圖。

圖5是圖4注漿施工斷面圖。

附圖標(biāo)記說明：1-抱箍式簡易施工平臺；2-橋樁；3-橫向連接筋；4-豎向加筋體；5-分離式鋼板環(huán)箍；6-半圓分離式異形不拆卸模板；7-防腐隔離層；8-剛性板層；9-內(nèi)側(cè)連接筋層；10-底層緊固件；11-頂層緊固件；12-連接螺栓；13-承臺；14-自密實(shí)混凝土澆筑層；15-頂部后注漿帶；16-頂部橫板；17-橫向密閉層；18-底部豎板；19-下部密閉層；20-連接插槽；21-連接凸榫；22-橡膠密封層；23-排水孔；24-密實(shí)度觀察孔；25-觀察孔皮塞；26-混凝土澆筑管；27-排水管；28-后注漿管；29-底層緊固件限位槽；30-頂層緊固件限位槽；31-吊裝環(huán)；32-型鋼支架；33-壓力擴(kuò)散板；34-斜向支撐梁；35-平臺鋼板；36-連接轉(zhuǎn)軸；37-豎向弧形鋼板；38-弧形鋼板緊固件；39-豎向支墩；40-橫梁；41-縱梁；42鋼筋嵌入凹槽；43-橋墩柱。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。下述實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

半圓分離式異形不拆卸模板預(yù)制制作及吊裝施工技術(shù)要求、橋樁表面處理施工技術(shù)要求、混凝土澆筑施工技術(shù)要求、抱箍式簡易施工平臺設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要求等，本實(shí)施方式中不再贅述，重點(diǎn)闡述本實(shí)用新型涉及方法的實(shí)施方式。

圖1是本實(shí)用新型一種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固施工結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖，圖2是圖1半圓分離式異形不拆卸模板橫斷面示意圖，圖3是圖1型鋼支架示意圖。參照圖1～圖3所示，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)在常水位以上設(shè)置抱箍式簡易施工平臺1，在待加固橋樁2外側(cè)設(shè)置橫向連接筋3、豎向加筋體4、分離式鋼板環(huán)箍5；半圓分離式異形不拆卸模板6設(shè)于待加固橋樁2最外側(cè)，包括防腐隔離層7、剛性板層8、內(nèi)側(cè)連接筋層9，通過底層緊固件10、頂層緊固件11、連接螺栓12與橋樁2、承臺13連接牢固；在半圓分離式異形不拆卸模板6與待加固橋樁2的間隙設(shè)置自密實(shí)混凝土澆筑層14和頂部后注漿帶15。

抱箍式簡易施工平臺1包括型鋼支架32、壓力擴(kuò)散板33、斜向支撐梁34、平臺鋼板35；型鋼支架32由橫梁40和縱梁41組成，呈“#”形，在型鋼支架32上表面鋪設(shè)平臺鋼板35。橫梁40和縱梁41均采用長8m、強(qiáng)度等級為Q235、高度和寬度均為300mm的H型鋼，橫梁40和縱梁41相接處采用螺栓連接；平臺鋼板35采用厚10mm、強(qiáng)度等級為Q235鋼板，包括1塊長9m、寬4m的鋼板和1塊長9m、寬5m的鋼板，在長9m、寬5m鋼板的中間設(shè)1m見方的缺口；斜向支撐梁34采用長3.5m、強(qiáng)度等級為Q235、高度和寬度均為150mm的H型鋼；壓力擴(kuò)散板33采用厚20mm、強(qiáng)度等級為Q235鋼板，長0.5m、寬0.5m。在斜向支撐梁34與壓力擴(kuò)散板33之間設(shè)置連接轉(zhuǎn)軸36、與橋墩柱43相接處設(shè)豎向弧形鋼板37、弧形鋼板緊固件38，在豎向弧形鋼板37上焊接豎向支墩39。連接轉(zhuǎn)軸36采用直徑40mm的不銹鋼轉(zhuǎn)軸；豎向弧形鋼板37高0.5m，內(nèi)徑1m，呈半圓形，采用厚2cm、強(qiáng)度等級為Q235鋼板預(yù)制而成；弧形鋼板緊固件38采用內(nèi)徑1.05m的管箍；豎向支墩39采用厚5cm、強(qiáng)度等級為Q235的鋼板預(yù)制而成。

橋樁2為鋼筋混凝土灌注樁，橋樁直徑1m。

橫向連接筋3呈“L”形，一端植入待加固橋樁內(nèi)，另一端與豎向加筋體綁扎連接；采用直徑為10mm的光面鋼筋，橫向長度為200mm、高100mm。

豎向加筋體4采用直徑為25mm、強(qiáng)度等級為HRB335的螺紋鋼筋。

分離式鋼板環(huán)箍5采用卡箍，設(shè)于豎向加筋體4外側(cè)，沿豎向加筋體4間隔布設(shè)，在豎向加筋體4布設(shè)位置設(shè)置鋼筋嵌入凹槽42，鋼筋嵌入凹槽42內(nèi)徑為25mm。

半圓分離式異形不拆卸模板6橫斷面呈半圓形，中間部位內(nèi)徑1.5m，頂部內(nèi)徑1.9m，底部內(nèi)徑1.2m，總高度3m；在半圓分離式異形不拆卸模板6的頂部橫板16的上部設(shè)置橫向密閉層17、底部豎板18的內(nèi)側(cè)設(shè)置下部密閉層19；頂部橫板16長20cm；橫向封閉層17呈圓弧形，圓弧內(nèi)角60度，內(nèi)外徑差10cm，在頂部橫板16的上部共設(shè)置4塊；底部豎板18高30cm、內(nèi)徑1.1m；下部密閉層19呈圓環(huán)形，采用厚5cm的橡膠板；在半圓分離式異形不拆卸模板6豎向?qū)犹帉ΨQ設(shè)置連接插槽20和連接凸榫21，在連接插槽20內(nèi)側(cè)設(shè)置橡膠密封層22。連接插槽20呈弧形，槽深5cm；連接凸榫21呈弧形，凸榫伸出段的高度為5cm；橡膠密封層22采用厚5mm的人造橡膠。

在半圓分離式異形不拆卸模板6的下端部和上端部設(shè)置排水孔23，排水孔23直徑為30mm，沿半圓分離式異形不拆卸模板6環(huán)向設(shè)置3個(gè)；在半圓分離式異形不拆卸模板6的斷面形狀改變處設(shè)置密實(shí)度觀察孔24和觀察孔皮塞25；密實(shí)度觀察孔24直徑30mm；觀察孔皮塞25外徑與密實(shí)度觀察孔24直徑相同，采用人工橡膠材料制成。在相鄰橫向封閉層之間插入混凝土澆筑管26、排水管27、后注漿管28；混凝土澆筑管26、排水管27、后注漿管28均采用直徑60mm的橡膠軟管。

在半圓分離式異形不拆卸模板6外側(cè)設(shè)置底層緊固件限位槽29、頂層緊固件限位槽30、吊裝環(huán)31。底層緊固件限位槽29和頂層緊固件限位槽30均呈環(huán)形，深5mm、高100mm。吊裝環(huán)31呈半圓形，采用直徑25mm、強(qiáng)度等級為HRB335的螺紋鋼筋預(yù)制，半徑為200mm。

底層緊固件10、頂層緊固件11均采用高強(qiáng)度的不銹鋼抱箍。

防腐隔離層7采用厚10mm的橡膠片，剛性板層8采用厚20mm的鋼板預(yù)制，內(nèi)側(cè)連接筋層9采用鋼筋網(wǎng)，與剛性板層8焊接連接；剛性板層8與防腐隔離層7粘貼連接。

連接螺栓12采用采用直徑20mm的不銹鋼膨脹螺栓。

承臺13平面尺寸為6m長、6m寬、2m高，鋼筋混凝土材料。

自密實(shí)混凝土澆筑層14采用細(xì)粒式混凝土，混凝土強(qiáng)度等級為C35；頂部后注漿帶15采用細(xì)粒式混凝土，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

橋墩柱直徑1m、高5m，混凝土強(qiáng)度等級C35。

圖4是一種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固施工流程圖，圖5是圖4注漿施工斷面圖。參照圖4～圖5所示，一種現(xiàn)役橋梁水下樁頭缺陷修復(fù)加固施工方法，其特征在于包括以下施工步驟：

1)、半圓分離式異形不拆卸模板6預(yù)制：根據(jù)樁身直徑情況，制備包含防腐隔離層7、剛性板層8、內(nèi)側(cè)連接筋層9的半圓分離式異形不拆卸模板6；

2)、抱箍式簡易施工平臺1搭設(shè)：在水位以上的橋墩柱43部位搭設(shè)型鋼支架32，型鋼支架32上部鋪設(shè)平臺鋼板35；型鋼支架32與橋墩柱43通過斜向支撐梁34連接；

3)、橋樁2表面植入橫向連接筋3：施工人員潛入水下至橋樁2缺陷段，先沿橋樁2環(huán)向鉆孔，向孔內(nèi)植入橫向連接筋3，并進(jìn)行注膠錨固；

4)、清除橋樁2外側(cè)污染物：施工人員在水下采用高壓水清除待加固橋樁2外側(cè)、承臺底部的泥土、雜物；

5)、安裝增大截面部分主筋籠：先將豎向加筋體4和分離式鋼板環(huán)箍5在抱箍式簡易施工平臺1上綁扎或焊接連接，再將豎向加筋體4連同分離式鋼板環(huán)箍5吊裝至待加固橋樁2外側(cè)，將豎向加筋體4與相接的橫向連接筋3綁扎連接，將分離式鋼板環(huán)箍5緊固。

6)、半圓分離式異形不拆卸模板6安裝：向半圓分離式異形不拆卸模板6的連接插槽20內(nèi)插入與之相對應(yīng)的連接凸榫21，并通過底層緊固件10、頂層緊固件11使兩塊半圓分離式異形不拆卸模板6在橋樁2外側(cè)形成混凝土澆筑腔；半圓分離式異形不拆卸模板6與承臺13通過接螺栓12連接牢固；

7)、自密實(shí)混凝土澆筑層14：向半圓分離式異形不拆卸模板6與橋樁2間隙內(nèi)插入混凝土澆筑管26和排水管27，進(jìn)行自密實(shí)混凝土澆筑，同步排除間隙內(nèi)的水分，當(dāng)模板頂部橫板16部位有水泥漿流出時(shí)停止混凝土灌注；

8)、混凝土養(yǎng)護(hù)：自密實(shí)混凝土澆筑完成后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，并通過預(yù)設(shè)的密實(shí)度觀察孔24觀測混凝土的密實(shí)程度；

9)、模板頂部空隙注漿：待半圓分離式異形不拆卸模板6與橋樁2間隙內(nèi)混凝土終凝后，通過后注漿管28向半圓分離式異形不拆卸模板6頂部空隙內(nèi)壓注細(xì)石混凝土，形成頂部后注漿帶15。