獨柱墩曲線橋病害成因分析及加固措施研究.pdf

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1、第5期(總第169期)2013年10月中圄彳跋z靠CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．5(SeriaINo．169)Oct．2013DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2013．05．005獨柱墩曲線橋病害成因分析及加固措施研究孫全勝，高紅帥(東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040)摘要：獨柱墩曲線橋受力機(jī)制復(fù)雜，受曲率的影響，易產(chǎn)生彎扭耦合作用。曲線橋產(chǎn)生的病害以及病害特征與直線橋有較大不同。依據(jù)某立交橋G線匝道橋的現(xiàn)場檢查，闡述了曲線橋常見的病害，并對病害成因進(jìn)行了分析。結(jié)合具體工程，介紹了曲線橋病害處置的加固方案。關(guān)鍵詞：獨柱墩；曲線橋；病害成因

2、；加固措施中圖分類號：U445．7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1004—4655(2013)05-0013-04近年來，獨柱墩曲線橋已成為城市立交橋、高架橋普遍修建的橋型。由于其造型簡潔流暢、建筑高度小、橋下通視性好、適應(yīng)場合多、施工方便及工程造價低等優(yōu)點，得到了極大的發(fā)展。但其上部主梁位于曲線上，且鋼箱梁自重較小，易出現(xiàn)橫向滑移、支座脫空和主梁側(cè)翻等病害，往往過早地迫使橋梁失去使用價值?。隨著曲線鋼箱梁橋的大規(guī)模使用，各種病害也隨之發(fā)生，易發(fā)生安全事故，在社會上產(chǎn)生惡劣的負(fù)面影響。因此分析獨柱墩曲線鋼箱梁橋的常見病害，查找病害成因，采用相應(yīng)的加固維修措施，整治曲線梁的現(xiàn)存病害，是十分必要的∽1。

3、1工程概況某立交橋G線匝道橋采用六跨鋼箱連續(xù)梁橋，樁號為G13～G19。橋梁跨徑為24．4m+25m+50m+50m+40m+32．912m。橋型平面圖及橫斷面如圖l所示。橋梁結(jié)構(gòu)形式：上部結(jié)構(gòu)為六跨鋼箱連續(xù)梁橋，單箱3室；下部結(jié)構(gòu)為圓柱形高墩及鉆孑L灌注樁基礎(chǔ)。部分橋跨位于半徑為R=85m的平曲線上，部分橋跨位于半徑R=2000m的豎曲線上，橋面縱坡0．3％～3．5％，橋面橫坡為1％～2％，由鋼箱梁的頂板自傾而成。該橋的一個邊跨和一個次邊跨為變高度梁，其余各跨均為等高度梁，梁高變化范圍為O．95～1．50m，按二次拋物線變化，是一個典型空間鋼結(jié)構(gòu)曲線。收稿日期：2013—04—09作者簡介：

4、孫全勝(1968—)，男，教授，博導(dǎo)，博士后。圖1橋型平面圖及橫斷面(cm)2病害類型2．1梁體位移經(jīng)現(xiàn)場實測，梁體發(fā)生了嚴(yán)重變位，實際位置偏移原設(shè)計位置位移量較大，各墩梁體位移量見表1。可知梁體徑向位移最大值發(fā)生在G17墩，最大位移量為11em；切向位移最大值發(fā)生在G15墩，最大位移量為7．5cm；扭轉(zhuǎn)位移最大值發(fā)生在G15墩，最大位移量為1．37。(向外扭轉(zhuǎn))。表1各墩梁體位移值樁號切向位移／cm徑向位移／cm扭轉(zhuǎn)位移“。)G130OG14541．12G157．56．51．37G1601．02G172110．87G180G1902．2支座破壞梁體發(fā)生位移后，各墩頂?shù)南鹉z支座均有不同13中圄

5、彳放z朽孫全勝，高紅帥：獨柱墩曲線橋病害成因分析及加固措施研究2013年第5期程度的剪切變形和脫空。G13和G19墩頂內(nèi)側(cè)支座輕微脫空；G14、G15和G18墩柱支座剪切變形嚴(yán)重。2．3墩柱傾斜在橋墩墩身上布置測點，分別采用垂線法和全站儀對墩柱垂直度進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)橋墩存在傾斜現(xiàn)象，各墩柱傾斜量測量結(jié)果見表2?？芍?，采用垂線法和全站儀測量墩柱的傾斜量取兩者的平均值作為各墩柱的最終傾斜量。切向位移和徑向位移的最大值均發(fā)生在G16墩，分別為59．0mm和47．5mm。表2各墩柱傾斜■測量結(jié)果mm垂線法’全站儀樁號切向位移徑向位移切向位移徑向位移G139191017G149321330G1583463

6、5G1658496046G1786710G1815311235G19492946272．4樁基承載力安全系數(shù)根據(jù)原設(shè)計圖紙和地質(zhì)資料對橋的樁基承載力進(jìn)行復(fù)核，計算結(jié)果見表3?？芍?，樁基承載力的安全系數(shù)為1．01一1．46，承載能力雖滿足要求，但安全系數(shù)較小，樁長富裕量不足。表3樁基承載能力驗算表樁號單樁容許承載能力／kN設(shè)計承載能力／kN安全系數(shù)G143511．32864．81．23G153511．33044．61．16G1649543388．41．46G173511．33137．81．12G183511．33474．91．012．5橋墩裂縫橋G13～G19墩身都產(chǎn)生了裂縫，裂縫位置多發(fā)生在橋

7、墩內(nèi)側(cè)，G15橋墩裂縫最為嚴(yán)重，裂縫最大寬度達(dá)到0．23mm，深度5mm。2．6伸縮縫破壞由于主梁發(fā)生位移，G13和G19墩頂?shù)纳炜s縫均已完全破壞。3主要病害成因分析3．1梁體位移成因分析造成梁體位移主要有以下3點原因∞1。1)支座系統(tǒng)設(shè)置不合理。從整聯(lián)橋的受力性能14分析，上部結(jié)構(gòu)所承受的扭矩不能通過G14．G18獨柱墩單點支座來承擔(dān)，而是通過G13和G19橋臺處的雙支座抵抗扭矩。中間墩采用單支