土體側(cè)移引起橋梁結(jié)構(gòu)損傷的加固對策

史洪玲

摘 要：我國的工程橋梁事業(yè)在不斷的發(fā)展，橋梁的數(shù)量在不斷的增加，但是橋梁工程施工還存在著一些問題，橋梁會受到橋側(cè)堆載或者是滑坡體的影響，導(dǎo)致土體發(fā)生側(cè)向位移或者是沉降，在這樣的情況下，橋梁樁基受力水平就會下降，對于整個工程的施工是極其不利的，而且在側(cè)移土體的相關(guān)作用下，整個土體結(jié)構(gòu)會發(fā)生水平位移，這樣就會對橋梁的樁基產(chǎn)生一定的擠壓，使得樁基在水平作用力下發(fā)生變形，使橋梁的上部結(jié)構(gòu)和橋墩發(fā)生損傷。本文就是對土體側(cè)移引起橋梁結(jié)構(gòu)損傷的加固提出具體的加固對策，為相關(guān)的研究提供參考。關(guān)鍵詞：土體側(cè)移；橋梁結(jié)構(gòu)；加固對策

橋梁在施工的過程中幾中意會受到一側(cè)堆載或者是滑坡體的影響，樁側(cè)土?xí)艿酵馏w位移的影響，使得樁基產(chǎn)生負(fù)摩擦力，在土體側(cè)移的作用下，就會降低安全性和穩(wěn)定性，使得樁基的穩(wěn)定性下降，樁基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固，在上部結(jié)構(gòu)或者是橋墩處就會發(fā)生一系列的變形，從而影響到整個橋梁的上部結(jié)構(gòu)和橋墩。本文就是根據(jù)實際的工程實例來進(jìn)行相應(yīng)的分析，對于橋梁結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行加固。

1 工程實例

橋梁結(jié)構(gòu)在使用的過程中經(jīng)常會受到一些人為因素或者是自然因素的影響，在這樣的情況下就會發(fā)生橋梁結(jié)構(gòu)損傷這一質(zhì)量通病。土體側(cè)移也是經(jīng)常見到的一種影響因素，這樣就對整個橋梁的結(jié)構(gòu)帶來了不良的印象。樁側(cè)的土體也會在樁基的影響下產(chǎn)生一定的摩擦阻力，在摩擦阻力的影響下，安全性就會降低。樁基是橋梁的核心結(jié)構(gòu)，在橋梁使用的過程中扮演著重要的角色，因此必須要保證樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。除此之外，樁基側(cè)土也會影響著樁基的整體結(jié)構(gòu)，在樁基側(cè)土發(fā)生水平位移的情況下，樁基也會發(fā)生水平位移，這主要是由于樁基積壓導(dǎo)致的，從而導(dǎo)致樁基產(chǎn)生扭曲。以下對工程實例進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.1 工程概況

某一高速公路在施工的過程中，會受到地形的影響，這一影響因素是樁基發(fā)生變形的重點。本文選擇的是某高速公路中的最大的橋梁作為研究的對象，對于這一橋梁的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分的分析，這一橋梁的具體情況如下：整個橋梁使用的結(jié)構(gòu)是T型的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁，而且整個橋梁的長度是240m，這一橋梁的下部主要是混凝土矩形的橋墩，根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，車輛荷載是20級，但是掛車是120級，上述就是這一橋梁的基本情況。但是經(jīng)過了一段時間的運行發(fā)現(xiàn)，這一橋梁結(jié)構(gòu)在運行的過程中，受到了T量位移的影響，橋梁產(chǎn)生了大量的伸縮縫，而且整個橋面上的伸縮縫的膠條也出現(xiàn)了拉斷的現(xiàn)象，使得橋面出現(xiàn)了一定的變形，在整個工程施工的過程中，經(jīng)過了檢查可以發(fā)現(xiàn)，這一橋梁的整個橋面已經(jīng)發(fā)生了比較嚴(yán)重的變形和裂縫，在橋梁上也發(fā)現(xiàn)了滑動的痕跡，而且T梁產(chǎn)生了前進(jìn)位移，不利于橋梁的安全運行，給我國的橋梁安全造成了嚴(yán)重的安全隱患。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)損傷分析

在本次橋梁工程中，整個橋梁的上部結(jié)構(gòu)都已經(jīng)發(fā)生了變形，變形情況比較嚴(yán)重，整個橋梁都發(fā)生了比較嚴(yán)重的位移，左右兩側(cè)的主體橋梁移動跨度大約為5cm，而右側(cè)的的橋梁發(fā)生了1.8cm的位移，尤其是在施工建設(shè)的過程中，如果右側(cè)發(fā)生了嚴(yán)重的位移，那么主體的橋梁結(jié)構(gòu)就會有著一定的不良影響，導(dǎo)致主梁的縱筋出現(xiàn)比較嚴(yán)重的橫向位移和縱向位移，縱向位移比較嚴(yán)重。在這樣的情況下，下部結(jié)構(gòu)就極容易出現(xiàn)變位和開裂的現(xiàn)象，而且橋墩作為整個橋梁工程的重點，在蓋梁的狀態(tài)良好的情況下，底部就會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，并且出現(xiàn)一定的傾斜，，在作用力的影響下，整個橋梁結(jié)構(gòu)就會導(dǎo)致伸縮縫和施工縫出現(xiàn)裂縫，有些位置的伸縮縫橡膠條就會出現(xiàn)一定的拉斷。

2 橋梁結(jié)構(gòu)損傷的計算分析以及加固對策

2.1 橋墩損傷計算分析

橋墩在施工的過程中，需要對結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行相應(yīng)的計算，在計算的過程中，需要對全橋的實際情況進(jìn)行科學(xué)的模擬，在這樣的情況下，就可以對橋梁的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的分析：通過對本橋梁工程進(jìn)行模擬，橋梁工程在壓力荷載的作用下，就可以對整個變形的形態(tài)和彎矩結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的測定，從而導(dǎo)致壓力荷載對于整個橋梁會產(chǎn)生不良的影響，根據(jù)具體的橋梁情況，對損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算。本橋樁頂主要指向的是0號臺方向偏右方的斜向土，在壓力上的作用下，墩柱發(fā)生與土壓力方向一致的變位。墩柱頂部變形由于受到主梁的約束使墩柱產(chǎn)生橫向和縱向彎矩，墩柱土壓力作用側(cè)表面受壓，遠(yuǎn)離土壓力作用側(cè)表面受拉，墩柱的保山側(cè)和右側(cè)拐角處出現(xiàn)最大拉應(yīng)力，檢測發(fā)現(xiàn)立柱開裂形態(tài)與受力分析一致。由于左幅橋立柱承受彎矩大于右幅橋彎矩，左幅橋立柱開裂較右幅橋相對嚴(yán)重，與檢測情況一致。

2.2 加固對策

2.2.1 加固思路

滑坡體移動和堆載的影響，使橋墩基樁受土體擠壓，造成結(jié)構(gòu)變位和損傷?？紤]到橋梁結(jié)構(gòu)變位較小，裂縫寬度較窄，損傷不嚴(yán)重，在通車情況下，較長時間病害沒有進(jìn)一步發(fā)展。因此加固重點在對滑坡體的處治，以及對樁側(cè)的土體水平推力進(jìn)行卸載，降低橫橋向水平推力，對病害嚴(yán)重的支座、伸縮縫及擋塊等進(jìn)行更換或修復(fù)，恢復(fù)其使用功能。

2.2.2 滑坡治理

結(jié)合勘察剖面情況，在不穩(wěn)定斜坡坡體橋梁左側(cè)10m處設(shè)置1排18根2.0m×3.0m抗滑樁，樁長約14～22m，樁心距約6m，抗滑樁按埋頭樁進(jìn)行設(shè)計。對滑坡體范圍內(nèi)采取優(yōu)化截、排水設(shè)施的措施，修復(fù)已受損的截水溝，將積水引至距橋梁30m外當(dāng)?shù)嘏潘到y(tǒng)。清除橋梁兩側(cè)的棄方堆載。設(shè)置變形縫：在左幅4～7號墩和右幅5～8號墩承臺靠N號臺側(cè)和左側(cè)側(cè)面開挖深4m的變形縫，變形縫的開挖需在抗滑樁施工完成后，逐墩依次開挖，不得同步。變形縫開挖深度一方面按考慮最大程度釋放墩柱水平推力，另一方面按考慮施工安全。

2.2.3 下部結(jié)構(gòu)

加固橫橋向在原有樁基的兩側(cè)各增加1根直徑2.2m的基樁，新增基樁通過新增的橫系粱和承臺與原有樁基及承臺相連。橋墩雙柱植筋后順橋向外包20cm厚混凝土、橫橋向外包50cm厚混凝土，橫橋向外包混凝土需將傾斜度不滿足要求的墩柱調(diào)直。

3 結(jié)論

總之，對結(jié)構(gòu)損傷較輕的結(jié)構(gòu)，可以在消除不良地質(zhì)影響后采用設(shè)置變形縫的措施來卸載水平推力。對損傷嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)，采用增設(shè)基樁、承臺和橫系梁的加固措施，形成排架樁保證力向新樁的傳遞，提高橋墩整體橫向的剛度和強度的同時，也有利于提高縱向承載力，加固效果良好。對上部結(jié)構(gòu)發(fā)生的變位，通過千斤頂頂升和側(cè)推可以復(fù)位，恢復(fù)使用功能。

參考文獻(xiàn)

[1]馬遠(yuǎn)剛，王艷芬，陳晨.堆載作用下橋梁被動樁偏移受力分析及處理措施[J].橋梁建設(shè)，2014（04）.

[2]張加徽.樁側(cè)堆載對樁基影響的數(shù)值分析[J].低溫建筑技術(shù)，2011（02）.

[3]劉書智，蔣琳，楊占峰.框架結(jié)構(gòu)頂部側(cè)移的簡化計算[J].建筑結(jié)構(gòu)，2006（10）.

[4]楊敏，朱碧堂.堆載下土體側(cè)移及對鄰樁作用的有限元分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003（07）.