1.本发明属于桥梁修护领域，尤其涉及一种桥墩裂缝的加固结构及其加固方法。


背景技术：

2.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。桥墩的作用是支承桥跨结构，而桥台支撑起支承桥跨结构的作用外，还要与路堤衔接并防止路堤滑场。桥墩在应用过程中会产生裂缝，产生裂缝的原因复杂繁多，由于材料、施工、环境、养护等不同因素均可能产生走向、宽度、深度、程度各异的裂缝。常见以竖向裂缝居多，自承台向墩身发展，宽度和深度逐渐减小，长度不一，且墩身两侧多数对称存在；还有一些斜向、横向或无规则走向裂缝。
3.裂缝的存在均可能不同程度降低混凝土的结构承载能力或耐久性，因此要对裂缝有所认识，查明分析其成因，掌握其发展规律，采取有效控制措施预防并对既有裂缝进行处理，才能保证工程质量；如果不及时修补和加固，放任裂缝继续扩大或蔓延，会直接导致桥墩丧失支撑作用，造成严重的事故，因此亟需一种桥墩裂缝的加固结构及其加固方法，来修补桥墩裂缝，使受损位置恢复承载能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种桥墩裂缝的加固结构及其加固方法，以解决上述问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种桥墩裂缝的加固结构，包括桥墩，所述桥墩的裂缝内设置有第二填充区，所述第二填充区内竖直设置有若干组周向紧固组件，所述周向紧固组件的两端分别连接所述裂缝的两内侧壁，每组所述周向紧固组件的两端设置有第一填充区，相邻所述周向紧固组件之间设置有轴向紧固组件，所述周向紧固组件与所述轴向紧固组件形成加固结构，所述裂缝的外侧设置有用于填充所述第二填充区的防护板。
6.优选的，所述周向紧固组件包括第一固定柱与第二固定柱，所述第一固定柱的一端与所述第二固定柱的一端固定连接，所述第一固定柱的另一端与所述第二固定柱的另一端分别接触卡接有定位板，所述定位板位于所述裂缝的侧壁内，所述第一固定柱与所述第二固定柱设置为弧形，所述第一固定柱与所述第二固定柱和所述桥墩同轴心设置。
7.优选的，所述第一固定柱的一端固定连接有第一凸块，所述第二固定柱的一端固定连接有第二凸块，所述第一凸块与所述第二凸块相对的侧面抵接设置，所述第一凸块与所述第二凸块的接触面为曲面，所述曲面的周向与所述桥墩同轴心设置，所述第一凸块与所述第二凸块通过紧固螺栓固定连接，所述紧固螺栓的螺杆朝向所述桥墩的中心。
8.优选的，所述桥墩的侧壁上开设有若干第一定位槽与第二定位槽，若干所述定位板分别对应位于若干所述第一定位槽与若干所述第二定位槽内，所述裂缝的两侧壁上开设有若干第三定位槽，若干所述第三定位槽分别与若干所述第一定位槽与若干所述第二定位槽连通，所述第一固定柱的另一端穿过所述第三定位槽与所述定位板卡接，所述第二固定
柱的另一端穿过所述第三定位槽与所述定位板卡接。
9.优选的，所述第一固定柱与所述第二固定柱的另一端分别固定连接有卡接块，所述卡接块位于所述定位板远离所述曲面的一侧；所述定位板上开设有定位孔与第一过孔，所述定位孔与所述第一过孔之间设置有第二过孔，所述定位孔与所述第一过孔通过所述第二过孔连通，所述定位孔与所述第一过孔分别为圆孔，所述第二过孔为方孔，所述第一固定柱与所述第二固定柱位于所述定位孔内且相适配，所述定位孔的内径与所述第二过孔的内侧壁之间的距离相同，所述第一过孔的内径大于所述定位孔的内径，所述卡接块的外径与所述第一过孔的内径相适配。
10.优选的，所述轴向紧固组件包括套设在相邻所述第一固定柱上的第一固定套与套设在相邻所述第二固定柱上的第二固定套，上方的所述第二固定套与下方的所述第二固定套之间、上方的所述第二固定套与下方的所述第二固定套之间分别固定连接有支撑杆，两所述支撑杆交叉固定设置。
11.优选的，所述第一凸块远离所述第一固定柱的一端位于所述第二固定套内，所述第二凸块远离所述第二固定柱的一端位于所述第一固定套内。
12.优选的，所述防护板包括侧护板，所述侧护板可拆卸连接在所述桥墩的外侧壁上，所述侧护板固定连接有底护板，所述侧护板与所述裂缝的开口处对应设置，所述底护板与所述裂缝的底部对应设置。
13.一种桥墩裂缝的加固结构的加固方法，包括如下步骤：
14.步骤一：修整所述裂缝，使所述裂缝两内侧壁对称，清理所述裂缝内的灰尘和碎渣；
15.步骤二：在所述裂缝内竖直安装若干组周向紧固组件和若干组轴向紧固组件；
16.步骤三：在所述裂缝外侧安装防护板，向第一填充区和第二填充区内浇灌填料；
17.步骤四：待填料达到指定强度，拆除防护板。
18.本发明具有如下技术效果：周向紧固组件主要作用是同时对裂缝的两内侧壁进行固定，克服桥墩的周向作用力，避免裂缝继续增大；轴向紧固组件主要作用是固定竖直方向相邻的两个周向紧固组件，克服桥墩的轴向作用力；在周向紧固组件与轴向紧固组件的共同作用下，有利于消除裂缝蔓延的趋势，有利于加固裂缝处的强度，提高第二填充区的承载能力，使裂缝处达到与桥墩其他位置相同的状态。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为加固结构示意图；
21.图2为第一填充区和第二填充区示意图；
22.图3为防护板示意图；
23.图4为周向紧固组件结构示意图；
24.图5为第一固定套和第二固定套位置示意图；
25.图6为周向紧固组件俯视方向示意图；
26.图7为定位板示意图；
27.其中，1、桥墩；2、第一填充区；3、第二填充区；4、第一定位槽；5、定位板；6、第一固定套；7、紧固螺栓；8、第二固定套；9、支撑杆；10、裂缝；11、卡接块；12、第二定位槽；13、定位孔；14、第二过孔；15、第一过孔；16、第一固定柱；17、第一凸块；18、第二凸块；19、曲面；20、第二固定柱；21、第三定位槽；22、侧护板；23、底护板。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.参照图1-7所示，本发明提供了一种桥墩裂缝的加固结构，包括桥墩1，桥墩1的裂缝10内设置有第二填充区3，第二填充区3内竖直设置有若干组周向紧固组件，周向紧固组件的两端分别连接裂缝10的两内侧壁，每组周向紧固组件的两端设置有第一填充区2，相邻周向紧固组件之间设置有轴向紧固组件，周向紧固组件与轴向紧固组件形成加固结构，裂缝10的外侧设置有用于填充第二填充区3的防护板。周向紧固组件主要作用是同时对裂缝10的两内侧壁进行固定，克服桥墩1的周向作用力，避免裂缝10继续增大；轴向紧固组件主要作用是固定竖直方向相邻的两个周向紧固组件，克服桥墩1的轴向作用力；在周向紧固组件与轴向紧固组件的共同作用下，有利于消除裂缝10蔓延的趋势，有利于加固裂缝10处的强度，提高第二填充区3的承载能力，使裂缝10处达到与桥墩1其他位置相同的状态。
31.进一步优化方案，周向紧固组件包括第一固定柱16与第二固定柱20，第一固定柱16的一端与第二固定柱20的一端固定连接，第一固定柱16的另一端与第二固定柱20的另一端分别接触卡接有定位板5，定位板5位于裂缝10的侧壁内，第一固定柱16与第二固定柱20设置为弧形，第一固定柱16与第二固定柱20和桥墩1同轴心设置。第一固定柱16与第二固定柱20的受力方向为弧线的切线方向，通过定位板5，第一固定柱16的另一端与裂缝10的侧壁固定连接，第二固定柱20的另一端与裂缝10的侧壁固定连接，再通过第一固定柱16的一端与第二固定柱20的一端固定，将裂缝10的两内侧壁固定，从而避免裂缝10继续周向蔓延的趋势。
32.进一步优化方案，第一固定柱16的一端固定连接有第一凸块17，第二固定柱20的一端固定连接有第二凸块18，第一凸块17与第二凸块18相对的侧面抵接设置，第一凸块17与第二凸块18的接触面为曲面19，曲面19的周向与桥墩1同轴心设置，第一凸块17与第二凸块18通过紧固螺栓7固定连接，紧固螺栓7的螺杆朝向桥墩1的中心。曲面19的周向与桥墩1同轴心设置，并且紧固螺栓7的螺杆朝向桥墩1的中心，主要是为了将曲面19处的移动趋势设置为周向，还原最初的受力方式，避免第一固定柱16的一端与第二固定柱20的外侧受力开裂，最大限度的还原加固位置的受力状态，并进行加固。
33.进一步优化方案，桥墩1的侧壁上开设有若干第一定位槽4与第二定位槽12，若干
定位板5分别对应位于若干第一定位槽4与若干第二定位槽12内，裂缝10的两侧壁上开设有若干第三定位槽21，若干第三定位槽21分别与若干第一定位槽4与若干第二定位槽12连通，第一固定柱16的另一端穿过第三定位槽21与定位板5卡接，第二固定柱20的另一端穿过第三定位槽21与定位板5卡接。通过卡接的方式，在保证连接强度的前提下，降低装配难度。
34.进一步优化方案，第一固定柱16与第二固定柱20的另一端分别固定连接有卡接块11，卡接块11位于定位板5远离曲面19的一侧；定位板5上开设有定位孔13与第一过孔15，定位孔13与第一过孔15之间设置有第二过孔14，定位孔13与第一过孔15通过第二过孔14连通，定位孔13与第一过孔15分别为圆孔，第二过孔14为方孔，第一固定柱16与第二固定柱20位于定位孔13内且相适配，定位孔13的内径与第二过孔14的内侧壁之间的距离相同，第一过孔15的内径大于定位孔13的内径，卡接块11的外径与第一过孔15的内径相适配。首先将卡接块11部分放入第二定位槽12内，并且将卡接块11贴近在第二定位槽12内靠近曲面19的一侧面，使第一过孔15的中心与第三定位槽21的中心对应，然后将第一固定柱16与第二固定柱20的另一端分别穿入第三定位槽21，并穿过第三定位槽21，接着将卡接块11完全推入第二定位槽12内，即第一固定柱16与第二固定柱20从第二过孔14滑动至定位孔13内，使卡接块11位于定位板5远离曲面19的一侧。
35.进一步优化方案，轴向紧固组件包括套设在相邻第一固定柱16上的第一固定套6与套设在相邻第二固定柱20上的第二固定套8，上方的第二固定套8与下方的第二固定套8之间、上方的第二固定套8与下方的第二固定套8之间分别固定连接有支撑杆9，两支撑杆9交叉固定设置；两支撑杆9的交叉位置缠绕有铁丝(图中未显示)。通过交叉支撑杆9，上下设置的第一固定柱16与第二固定柱20之间可以被限制轴向方向的力，避免桥墩1外侧壁轴向方向开裂，再通过铁丝，加固支撑杆9的位置。
36.进一步优化方案，第一凸块17远离第一固定柱16的一端位于第二固定套8内，第二凸块18远离第二固定柱20的一端位于第一固定套6内。这样设置主要是为了将第一固定套6和第二固定套8同时套接在第一凸块17和第二凸块18的外侧，并且使第一固定套6和第二固定套8紧贴在紧固螺栓7的两侧，加上铁丝缠绕交叉设置的支撑杆9，一方面限制第一固定套6和第二固定套8的位置，另一方面防止第一凸块17或第二凸块18承受轴向力，使桥墩1的部分带动第一凸块17或第二凸块18绕紧固螺栓7转动。
37.进一步优化方案，防护板包括侧护板22，侧护板22可拆卸连接在桥墩1的外侧壁上，侧护板22固定连接有底护板23，侧护板22与裂缝10的开口处对应设置，底护板23与裂缝10的底部对应设置。
38.一种桥墩裂缝的加固结构的加固方法，包括如下步骤：
39.步骤一：修整裂缝10，使裂缝10两内侧壁对称，清理裂缝10内的灰尘和碎渣；使裂缝10达到易于打孔的状态，便于安装第一固定柱16和第二固定柱20。
40.步骤二：在裂缝10内竖直安装若干组周向紧固组件和若干组轴向紧固组件；首先在桥墩1的侧壁上开凿出若干第二定位槽12，在裂缝10的两内侧壁上钻出若干第三定位槽21，使第二定位槽12与第三定位槽21连通，并清理干净里面的灰尘和残渣；然后将定位板5的部分放入第二定位槽12内，使定位板5上的第一过孔15与第三定位槽21对应放置，将第一固定柱16和第二固定柱20的卡接块11一端，依次穿过定位槽21和第一过孔15，接着将定位板5完全推入第一定位槽4和第二定位槽12，同时，第一固定柱16和第二固定柱20的外侧从
第二过孔14滑动至定位孔13内，使卡接块11位于定位板5远离曲面19的一侧；卡接块11安装到位后，将与支撑杆9固定连接的第一固定套6套接在第一固定柱16上，将与支撑杆9固定连接的第二固定套8套接在第二固定柱20上；通过紧固螺栓7将第一凸块17和第二凸块18固定连接，使第一凸块17和第二凸块18沿曲面19贴合，此时，卡接块11抵接在第二定位槽12内靠近曲面19的一侧面；再将铁丝缠绕在支撑杆9交叉位置处，使交叉设置的支撑杆9固定连接。
41.步骤三：在裂缝10外侧安装防护板，向第一填充区2和第二填充区3内浇灌填料；将侧护板22固定在裂缝10的开口处，底护板23对应在裂缝10的底部，然后从侧护板22的上方，向第二填充区3内填充填料，填料选用与桥墩1相同的混凝土，并观察填充情况，选择合适规格型号的混凝土振动棒，排出混凝土中的气泡，使混凝土紧密贴合。
42.步骤四：待第二填充区3的混凝土达到指定强度，拆除防护板；向第一填充区2内填充混凝土，即向第一定位槽4和第二定位槽12内填充混凝土，由于第一定位槽4和第二定位槽12内空间相对较小，使用木块(图中未显示)从下往上移动，在移动的过程中向第一定位槽4和第二定位槽12内填充混凝土，然后将木块粘贴在第一定位槽4和第二定位槽12的外侧，防止初期混凝土流出，待第一填充区2的混凝土达到指定强度后，去掉木块。
43.实施例二
44.本实施例的周向紧固组件与实施例一的区别仅在于，第一固定柱16与第二固定柱20沿切线方向设置预紧力，使裂缝10的两内侧壁之间产生拉力，使第一凸块17与第二凸块18对紧固螺栓7产生对应的剪切力，减小裂缝10继续扩大或者蔓延的趋势，与产生裂缝10的力形成静态平衡，有助于平衡桥墩1内所承受的载荷。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。