樁柱式橋臺病害檢測、分析及對策.pdf

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1、蔣洪新等:樁柱式橋臺病害檢測、分析及對策121冬施質量通病樁柱式橋臺病害檢測、分析及對策蔣洪新,潘世敏,姚勝秦,任斌騰,高敏(1.上海同濟建設工程質量檢測站,上海200092;2.寧波區(qū)鄞fl區(qū)市政公用管理處.浙江寧波315192)【摘要】針對軟土地基上臺后存在高填土的樁柱式橋臺在運營過程中經常發(fā)現(xiàn)存在橋面伸縮縫壓縮變形、橡膠支座剪切變形、蓋梁靠背凹角斜裂縫、立柱河道側半環(huán)形水平裂縫等病害,通過實橋病害檢測、荷載試驗及模擬計算驗證表明:在結構升溫、自重、高填土壓力綜合作用下樁柱產生半環(huán)形水平裂縫,峰值位于河床面以下近河床面處。為削減臺后高填土壓力,可

2、采用擴孔、錨桿或輕質填土等對策進行預防或處理?!娟P鍵詞】軟土地基;臺后高填土,樁柱式橋臺;橋臺前傾【中圖分類號】TU471.8【文獻標識碼】B【文章編號】1001—6864【2011)o9—0121一o2對于一般軟土地基新建橋梁而言,當臺后高填土(4)立柱半環(huán)形水平裂縫。橋臺各樁柱河道側施加后,原地基土的平衡狀態(tài)被打破,而要達到新的固均存在半環(huán)形水平裂縫(圖1(d)),由靠河道側面中結狀態(tài)將持續(xù)較長時間。心向兩側發(fā)展至1/4周長,分布于河床面以上Im范新橋建成后,臺后高填土土壓力持續(xù)作用于臺前圍,最大裂縫位于河床面以上20em處(寬為軟土,致使臺前軟

3、土產生塑性壓縮變形,導致橋臺結構0.35mm),數(shù)量及縫寬由上至下逐步增加。綜合各要逐步前傾直至臺帽靠背與上部結構接觸而停止,致使素分析表明,樁柱發(fā)生了前凸變形,其峰值位于河床面上部結構縱橋向無自由伸縮空間;當溫度升高時,上部及以下。結構的溫度荷載直接頂推橋臺靠背,導致橋臺各構件病害的產生,甚者破壞承載能力。本文通過對實橋病害的檢查、靜荷載試驗以及結構模擬計算驗證,綜合評估橋臺技術狀況、承載能力及分析病害成因,并提出合理的加固建議及預防措施。一一1橋梁概況某橋為3m×16m簡支空心板梁橋,兩端各設5m(且)伸縮縫壓縮(b)橡膠支座剪切變形搭板,臺后填

4、土高4m,橋寬24m;各橋跨間橋面連續(xù)(無伸縮縫),橋臺位置設置型鋼伸縮縫;板式橡膠支座,樁柱接蓋梁橋臺,單排6q~80m的鉆孔灌注樁基礎。設計荷載:汽車-20級,掛車.100,人群荷載3.5kN/m。該橋建成通車運營l0年,所處城市次干路。2病害檢查、分析及評定一一(1)伸縮縫擠壓:橋臺處機動車道伸縮縫寬(c)橋臺靠背凹角處開裂(d)立柱半環(huán)形裂縫2cm(圖1(a)),其正常寬度為4era;欄桿底座擠壓橋臺圖1橋臺構件各病害靠背;人行道簡易伸縮縫處受擠壓引起地磚上拱。此病害表明板梁與橋臺靠背間發(fā)生了靠攏的相對位移。(5)技術狀況評定:檢測結果表明,

5、該橋臺靠背(2)橡膠支座剪切變形。橋臺所有支座均發(fā)生凹角處存在斷裂性斜裂縫、樁柱河道側存在超限的半上端向橋臺靠背方向的剪切變形,橡膠均開裂(圖1環(huán)形水平裂縫、橡膠支座存在嚴重剪切變形等病害,根(b));剪切變形超過最大容許剪切角正切值;中間橋據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》相關評定標準,該橋橋臺墩支座未變形。原因與伸縮縫擠壓現(xiàn)象一致,鑒于梁的技術狀況評定為D級,既不合格狀態(tài)。長基本未增加,表明兩端橋臺向河道中心靠攏。3橋臺靜荷載試驗及分析(3)橋臺靠背凹角處開裂:首先開裂(伴隨混凝為判斷橋臺樁基豎向承載能力及檢驗橋梁病害土碎裂),然后向靠背后下方沿近45。

6、方向發(fā)展,外側是否與汽車豎向活載(板梁與搭板兩部分)存在關聯(lián),可見裂縫寬度達18mm,為斷裂性裂縫(圖1(C))。由擬直接采用靜荷載試驗檢驗橋臺工作性能。裂縫形態(tài)可知,其為板梁頂推橋臺靠背上端受力所致。(1)試驗荷載:根據(jù)試驗荷載效率系數(shù)要求,采122低溫建筑技術2011年第9期(總第159期)用4輛總重均為35t的載重車分別施加在板梁及搭分分析成因,擬通過結構模擬計算來驗證及判斷。板,模擬橋臺在汽車豎向荷載下的最大作用力。(1)結構模型及荷載:由橋梁病害檢查及橋臺(2)測量及檢驗項目:采用千分表測量橋臺靠靜載試驗可知:①上部結構與橋臺靠背間無伸縮空

7、間,背凹角處斜向裂縫及樁柱河道側半環(huán)形水平裂縫的因此樁柱頂部邊界條件確定;②橋梁各構件病害主要寬度變化,以檢驗裂縫在試驗荷載作用下的發(fā)展狀況。因素并非汽車豎向活載,汽車豎向活載不考慮;③當上采用全站儀測量橋臺各測點的三向位移變化,以檢驗部結構熱脹時,溫度荷載力直接作用于橋臺靠背。樁基礎在試驗荷載作用下的短期穩(wěn)定性。根據(jù)實橋地質、臺后高填土和橋臺單樁柱構件尺(3)測試結果分析。在24h試驗荷載連續(xù)作用寸、配筋等參數(shù)建立結構模型,考慮恒載土壓力、結構下橋臺靠背裂斜向裂縫及樁柱河道側半環(huán)形水平裂自重、升溫等荷載,建立結構受力模型如圖2所示。縫均為增大趨勢,

8、但數(shù)值基本可忽略(縫寬最大增量(2)計算結果及分析:在各荷載綜合作用下,樁0.005ram),橋臺水平及豎向

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