一种水下桥墩受损的加固结构的制作方法

本技术属于桥梁运营维护，具体涉及一种水下桥墩受损的加固结构。

背景技术：

1、桥梁作为基础设施的关键部分，对交通运输业的发展有着不可或缺的作用，为满足经济发展的需要，我国的桥梁数量越来越多，各种跨江跨海的大型桥梁也应运而生。而桥墩是作为支撑桥梁上部结构竖向荷载并承担地震等水平荷载的重要构件，在荷载及外界环境的作用下，桥墩很容易出现各种病害，如桥墩混凝土表面脱离、蜂窝、裂缝、露筋等等。这些病害的存在极大降低了桥墩的使用寿命，严重的还会造成桥梁的倒塌，存在较大的安全隐患。桥墩破坏将导致桥梁“生命线”的中断，对经济和人员伤亡所造成的损失将不可估量。因此，及时对桥墩进行加固处理就极为重要。

2、目前，针对水下混凝土受损部位的加固方式主要为增大截面法和灌注水下不分散水泥，前者具体是通过围堰后加固，此方法施工周期长；后者也需要搭架大面积施工平台，且需要水下植筋，其施工繁琐，并且受水下不分散水泥性能影响较大。其主流的两种加固水下混凝土的方式都所缺点，并且加固装置失效后极难进行二次加固。因此，开发一种水下桥墩受损的加固结构变得极为重要。

技术实现思路

1、针对上述水下混凝土受损部位的加固方式施工繁琐、工周期长和失效后极难进行二次加固的问题，本实用新型提供了一种水下桥墩受损的加固结构，用于对桥墩桩柱进行修复与加固，该桥墩加固装置简单，施工简便，通过混凝土层和定位棒的配合设置，使装置具有自修复特性，从而提升了加固装置的使用寿命，从而提升经济效益。

2、本实用新型的目的是一种水下桥墩受损的加固结构，所述桥墩包括桩基和墩柱，墩柱浇筑在桩基的上表面，所述桩基和墩柱的下端位于水面以下，所述墩柱的上端位于水面以上，包括：沿在所述墩柱的周向、所述桩基上均布设有若干定位棒；沿所述墩柱的长度方向，所有所述定位棒上从下往上依次嵌套有底部外壳和上部外壳，所述上部外壳的上端位于水面以上，所述底部外壳的下端与所述桩基的上表面接触，所述底部外壳的上端和所述上部外壳的下端活动接触，所述底部外壳和上部外壳与所述墩柱之间构成容置腔，所述容置腔内排水后从下往上依次灌注快硬水泥层和混凝土层，所述底部外壳和上部外壳的外壁均设有纤维增强复合层。

3、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述定位棒包括形状记忆金属合金棒、第一摩擦棒、绝缘棒和第二摩擦棒，且由内至外依次由所述形状记忆金属合金棒、摩擦棒、绝缘棒和第二摩擦棒嵌套而成。

4、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述底部外壳包括两个第一半圆护筒，两个所述第一半圆护筒均通过至少两个第一连接螺栓孔可拆卸连接构成所述底部外壳，每个所述第一半圆护筒的上、下壁均设有第一防水胶条，所述第一半圆护筒的上壁设有的第一防水胶条与上部外壳的下壁接触，所述第一半圆护筒的下壁设有的第一防水胶条与桩基的上表面接触；沿每个所述第一半圆护筒的高度方向，所述第一半圆护筒的内壁设有至少四排第一螺栓孔组，每排第一螺栓孔组至少有两个第一螺栓孔，每排所述第一螺栓孔组对应嵌套在一个所述定位棒上，两个所述第一半圆护筒的下壁与所述上部外壳的上壁活动接触。

5、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述上部外壳与所述底部外壳的结构相同，包括两个第二半圆护筒，两个所述第二半圆护筒之间均通过至少两个第二连接螺栓孔可拆卸连接构成所述上部外壳，每个所述第二半圆护筒的下壁设有第二防水胶条，所述第二防水胶条与所述第一半圆护筒的下壁设有的第一防水胶条接触，每个所述上部固定壳的内壁并排设有至少两个第二螺栓孔，所有所述第二螺栓孔嵌套在所述定位棒上，所有所述第二半圆护筒的上壁与所述第一半圆护筒的下壁活动接触。

6、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，每个所述第一半圆护筒的内上壁上设有第三螺栓孔，每个所述第二半圆护筒的内下壁上设有第四螺栓孔，所述第三螺栓孔和第四螺栓孔通过第三螺栓对应可拆卸连接。

7、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，每个第一半圆护筒的外壁均设有一个底座，所有所述底座的下表面与所述桩基的表面可拆卸连接。

8、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，沿所述墩柱的径向、所述底上部外壳和所述墩柱之间的距离为0.3～0.4m。

9、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述水下快硬水泥层的厚度在300～350mm。

10、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述凝土层为渗透结晶型自修复高性能混凝土。

11、更进一步，上述水下桥墩受损的加固结构，所述纤维增强复合层的厚度为1～2mm，包裹层数为2～3层。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

13、1、本实用新型用于对桥墩桩柱进行修复与加固，该桥墩加固装置简单，施工简便，通过混凝土层和定位棒的配合设置，利用形状记忆合金的形状记忆特性，产生预应力的主动收缩以实现装置的自修复，并且在形状记忆合金周围增强绝缘棒，以增加后期热电阻加热时，形状记忆合金与混凝土之间的绝缘性，并在形状记忆合金和绝缘棒、绝缘棒和混凝土之间增设摩擦棒，以增强记忆合金棒与混凝土之间的摩擦力，使装置具有自修复特性，加固后可显著提升桥墩结构的承载能力和耐久性能，从而提升了加固装置的使用寿命，从而提升经济效益，可解决二次加固难的问题。

14、2、本实用新型外壳拼接简单，且外壳拼接部位具有防水胶条，可保证外壳的整体性，并且外壳可根据待加固桥墩进行模块化设计，以满足实际工程需求。

15、3、本实用新型采用的纤维增强复合材料具有较好的耐腐蚀性，缠绕在外壳可有效提升装置的耐久性。

技术特征：

1.一种水下桥墩受损的加固结构，所述桥墩包括桩基(1)和墩柱(2)，墩柱(2)浇筑在桩基(1)的上表面，所述桩基(1)和墩柱(2)的下端位于水面以下，所述墩柱(2)的上端位于水面以上，其特征在于，包括：沿在所述墩柱(2)的周向、所述桩基(1)上均布设有若干定位棒(3)；沿所述墩柱(2)的长度方向，所有所述定位棒(3)上从下往上依次嵌套有底部外壳(5)和上部外壳(4)，所述上部外壳(4)的上端位于水面以上，所述底部外壳(5)的下端与所述桩基(1)的上表面接触，所述底部外壳(5)的上端和所述上部外壳(4)的下端活动接触，所述底部外壳(5)和上部外壳(4)与所述墩柱(2)之间构成容置腔，所述容置腔内排水后从下往上依次灌注快硬水泥层(6)和混凝土层(7)，所述底部外壳(5)和上部外壳(4)的外壁均设有纤维增强复合层(8)。

2.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述定位棒(3)包括形状记忆金属合金棒(31)、第一摩擦棒(32)、绝缘棒(33)和第二摩擦棒(34)，且由内至外依次由所述形状记忆金属合金棒(31)、第一摩擦棒(32)、绝缘棒(33)和第二摩擦棒(34)嵌套而成。

3.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述底部外壳(5)包括两个第一半圆护筒(51)，两个所述第一半圆护筒(51)均通过至少两个第一连接螺栓孔(54)可拆卸连接构成所述底部外壳(5)，每个所述第一半圆护筒(51)的上、下壁均设有第一防水胶条(52)，所述第一半圆护筒(51)的上壁设有的第一防水胶条(52)与上部外壳(4)的下壁接触，所述第一半圆护筒(51)的下壁设有的第一防水胶条(52)与桩基(1)的上表面接触；沿每个所述第一半圆护筒(51)的高度方向，所述第一半圆护筒(51)的内壁设有至少四排第一螺栓孔组，每排第一螺栓孔组至少有两个第一螺栓孔(53)，每排所述第一螺栓孔组对应嵌套在一个所述定位棒(3)上，两个所述第一半圆护筒(51)的下壁与所述上部外壳(4)的上壁活动接触。

4.根据权利要求3所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述上部外壳(4)与所述底部外壳(5)的结构相同，包括两个第二半圆护筒(41)，两个所述第二半圆护筒(41)之间均通过至少两个第二连接螺栓孔(44)可拆卸连接构成所述上部外壳(4)，每个所述第二半圆护筒(41)的下壁设有第二防水胶条(42)，所述第二防水胶条(42)与所述第一半圆护筒(51)的下壁设有的第一防水胶条(52)接触，每个所述上部固定壳(41)的内壁并排设有至少两个第二螺栓孔(43)，所有所述第二螺栓孔(43)嵌套在所述定位棒(3)上，所有所述第二半圆护筒(41)的上壁与所述第一半圆护筒(51)的下壁活动接触。

5.根据权利要求4所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，每个所述第一半圆护筒(51)的内上壁上设有第三螺栓孔(55)，每个所述第二半圆护筒(41)的内下壁上设有第四螺栓孔(45)，所述第三螺栓孔(55)和第四螺栓孔(45)通过第三螺栓对应可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，每个第一半圆护筒(51)的外壁均设有一个底座(9)，所有所述底座(9)的下表面与所述桩基(1)的表面可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，沿所述墩柱(2)的径向、所述底上部外壳(4)和所述墩柱(2)之间的距离为0.3～0.4m。

8.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述水下快硬水泥层(6)的厚度在300～350mm。

9.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述凝土层(7)为渗透结晶型自修复混凝土。

10.根据权利要求1所述的水下桥墩受损的加固结构，其特征在于，所述纤维增强复合层(8)的厚度为1～2mm，包裹层数为2～3层。

技术总结本技术属于桥梁运营维护技术领域，具体为一种水下桥墩受损的加固结构。桥墩包括桩基和墩柱，墩柱浇筑在桩基的上表面，桩基和墩柱的下端位于水面以下，墩柱的上端位于水面以上，包括：沿在墩柱的周向、桩基上均布设有若干定位棒；沿墩柱的长度方向，所有定位棒上从下往上依次嵌套有底部外壳和上部外壳，上部外壳的上壁位于水面以上，底部外壳的下壁与桩基接触，底部外壳和上部外壳与墩柱之间构成容置腔，容置腔内排水后从下往上依次灌注快硬水泥层和混凝土层，底部外壳和上部外壳的外壁均设有纤维增强复合层。本技术新型有加固简单，加固后可显著提升桥墩结构的承载能力和耐久性能，并且具有自修复性能，可解决二次加固难的问题。技术研发人员：李希友,余家乐,周丽霞,边明强,张立卿,许开成,黄宏受保护的技术使用者：江西省路桥工程集团有限公司技术研发日：20231025技术公布日：2024/6/11