曲線連續(xù)梁橋橫向偏位病害處理方法研究

吳 超

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

隨著現(xiàn)代城市化的發(fā)展，高等級公路繁多的步入眼簾，就進一步的推動了曲線連續(xù)梁橋的修建和使用。曲線連續(xù)梁橋受到了國內(nèi)的重視，原因是可以作為小區(qū)域的樞紐，更符合設(shè)計的標準。對于山區(qū)公路，可以通過曲線連續(xù)梁橋的設(shè)計減少道路的展線長度，因為可以繞開一些不便的地方。對于高等級的公路，設(shè)曲線連續(xù)梁橋才能符合要求。曲線連續(xù)梁橋在我國雖然成果還算顯著，但是與發(fā)達國家比起來卻又很大的落差。在我國已經(jīng)修建好的曲線連續(xù)梁橋中，出現(xiàn)了一些問題，部分曲線連續(xù)梁橋由于荷載作用，出現(xiàn)了橫向偏位的情況。由于不能對曲線梁體的扭轉(zhuǎn)做出全面的分析，就造成了這種病害的發(fā)生。對于出現(xiàn)的橫向偏位病害，應(yīng)該給予重視并解決這個問題。

1 工程概況

在孤山川的11大橋中，設(shè)計荷載的標準是汽-超20，掛-120。完工后，使用了幾年時間，由于外部因素出現(xiàn)了伸縮縫卡死不能收縮的情況，導(dǎo)致了部分梁體支座外側(cè)偏移的現(xiàn)象。最后，全橋的支座都出現(xiàn)了問題。這個橋梁的病害與伸縮縫有關(guān)，所以需要進行問題的研究，并提出合理的解決辦法。

2 曲線連續(xù)梁橋常見的病害

由于曲線連續(xù)梁橋受到外部因素和自身荷載的作用，長時間一來就出現(xiàn)了病害。多方面的病害帶來了諸多不利影響，不但對交通安全造成了威脅，也使經(jīng)濟造成了很大的損失。

2.1 支架脫空

由于自身荷載的作用，梁體的端部產(chǎn)生了很大的扭矩，內(nèi)側(cè)的支反力不能滿足，所以過大的扭矩就使內(nèi)側(cè)支座產(chǎn)生拉力變形，出現(xiàn)了支座脫空的現(xiàn)象。例如：在廈門機場路的環(huán)島北路上，立交匝道橋的平曲線為 135厘米，用預(yù)應(yīng)力混凝土制作的箱梁，它的寬度是10米。當預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后，進一步拆除支架，就出現(xiàn)了內(nèi)側(cè)支座脫空的現(xiàn)象，大概有3厘米左右的寬度。

2.2 主梁側(cè)翻

在多種不利因素的作用下，曲線連續(xù)梁橋發(fā)生了切向位移，原因是扭轉(zhuǎn)約束不能承受外部因素帶來的影響，就產(chǎn)生了外偏心，使恒載扭矩加大了，故曲線梁體就向外側(cè)發(fā)生了變形，出現(xiàn)了主梁側(cè)翻的現(xiàn)象。例如：深圳市冰河路車公廟立交橋，采用的是單箱雙室箱梁，箱梁高2.7米，翼緣板長2.1米；橋梁在半徑為265.3米的平曲線上，橋?qū)?2米。中間的是由3個獨柱來維持的，其他的都是雙柱維持。這座橋在預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，拆掉支架造成了支架倒跨，主梁發(fā)生了側(cè)翻。

2.3 橫向滑移

在多種外部因素的影響下，包括溫度荷載和混凝土收縮徐變等，這些不利的因素讓曲線連續(xù)梁橋的曲線梁體發(fā)生了徑向位移，原因是平面位移約束不夠，使梁體無法恢復(fù)以前的位置，就出現(xiàn)了剩下的外側(cè)線位移，在時間慢慢累積下，就出現(xiàn)了梁體橫向滑移的現(xiàn)象。

2.4 扭轉(zhuǎn)翹曲

扭轉(zhuǎn)翹曲的主要原因是受到曲率的影響，由于主梁在豎向受到荷載作用時，出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)，主梁出現(xiàn)了撓曲變形，不但造成了軸向和平面彎曲的結(jié)合，也造成了豎向和扭轉(zhuǎn)的結(jié)合。曲線連續(xù)梁橋受到曲率的影響，就出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)翹曲的現(xiàn)象。

2.5 橫向偏位

曲線連續(xù)梁橋不僅受到了外部因素的影響，還有活載的作用，它們使曲線梁體出現(xiàn)了橫向偏位的病害。當然，由于瞬間的活載無法檢測到，它使梁體在支座處產(chǎn)生了很大的摩擦，這些摩擦的不利影響較大，使曲線梁體發(fā)生了偏移，通過多次的積累，位移漸漸的變大，就出現(xiàn)了橫向偏位的現(xiàn)象。

3 橫向偏位的病害處理方法

3.1 設(shè)置側(cè)向限位裝置

當曲線連續(xù)梁橋的支座為兩個時，可以增大這兩個支座的間距，這樣可以使支座側(cè)移減少。單點支座向外移動，主要是使曲線連續(xù)梁橋中跨部分的扭矩得到抵消，減少不利的影響。設(shè)置彈性支撐就是在梁體和防震擋塊間設(shè)置彈性支撐，通常情況下，墩臺的柔度不算太大，設(shè)置了彈性支撐后可以增大柔度。不僅使墩臺柔度得到了提高，也讓支反力減小了，通過設(shè)置彈性支撐進一步地就減小了曲線梁體的橫向位移。

3.2 梁體頂升平移

對于曲線連續(xù)梁橋的每一個墩柱，可以設(shè)置一個臨時的支撐。通過千斤頂頂起豎向梁體，在臨時墩的上面，可以增加一個滑道，通過橫向的千斤頂把曲線梁體轉(zhuǎn)移到設(shè)置的地方；接著分析下支座的變形大??；最后頂起梁體，把設(shè)置的滑道拆了，曲線梁體就自動的在墩上面了。

3.3 加固獨柱固結(jié)墩

原有的固結(jié)墩不能滿足支撐的受力，可以在兩側(cè)都加個接柱，這樣加上原來的就形成了一個多柱結(jié)構(gòu)，它們起著共同支撐的作用，這樣約束加大了，可以和扭矩抵消。如果只有一個墩梁固結(jié)的橋梁在加固時可以加強固結(jié)墩。對于兩個或更多的橋梁，就需要增設(shè)強固的固結(jié)墩。如果以前加固過了，可以不處理了。

4 預(yù)防橫向偏位病害的概述

對于曲線連續(xù)梁橋來說，造成橫向偏位的原因有：計算理論的方法不全，不能全面的對受力進行分析，不能嚴格的控制張拉的預(yù)應(yīng)力。

4.1 上部設(shè)計

在箱梁中設(shè)中橫隔板。因為彎矩耦合作用的影響，使得曲線連續(xù)梁橋的翹曲效應(yīng)比直線橋變化大，受力復(fù)雜，設(shè)置的中橫隔板可以限制翹曲變形。

對于大曲率、單墩支承的曲線連續(xù)梁橋，可將其視為張力支座的設(shè)計，對于小半徑斜拉橋，一般采用小跨度布置，在結(jié)構(gòu)上采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。與直橋相比，來自外部的光束半徑曲線連續(xù)梁橋的受力，梁變小，所以采取豎向鋼筋的布置形式，這些稀疏的，或配筋計算后適當?shù)陌才艑U大，避免外界的損傷。上層和下層的橫向鋼筋應(yīng)有足夠的長度，確保焊接時能夠搭接上，箍筋彎成 135°可以抗扭，還能夠提高抗震的作用。

對于曲線連續(xù)梁橋是一種預(yù)應(yīng)力混凝土，可以在腹板上設(shè)置足夠量的鋼筋，以防止過度的徑向壓力對曲梁所造成的破壞。一般采用鋼筋的抗肋鋼筋的倒塌，對外向曲線的對外方向。一般采用塑料波紋管來減少曲線連續(xù)梁橋中預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的摩擦。

4.2 下部設(shè)計

不利的影響可以設(shè)置為防止偏心軸承，對于單柱曲線連續(xù)梁橋，如果中間支座沒有偏心，可以畫出扭矩包絡(luò)圖，確定梁截面的最大和最小點曲線，查找安全位置。對曲線連續(xù)梁橋的扭矩是在安全的部分重新分配，從而降低了支架的支撐反作用力，避免梁體外翻現(xiàn)象，內(nèi)部為空心狀態(tài)。

5 總結(jié)

本文通過對曲線連續(xù)梁橋存在的橫向偏位危害進行了分析，總結(jié)出了多種病害類型，其中最主要的危害是偏移，偏移的累積造成了橫向偏位，對曲線梁橋的正常使用受到了影響。本文提出了多種解決橫向偏位的方法，以及如何預(yù)防橫向偏位的措施，通過上部下路設(shè)計，達到預(yù)防橫向偏位的目的。在以后的曲線連續(xù)梁橋的設(shè)計中，可以采用合適的加固方法來減小很相配造成的不利影響。

[1]趙景周.獨柱支撐曲線混凝土連續(xù)箱梁橋側(cè)向位移及其加固和限位措施研究[D].西安: 長安大學,2011.

[2]魏利軍.基于梁格法的曲線箱梁橋彎扭耦合效應(yīng)研究[D].西安: 長安大學,2011.

[3]豆文彬.曲線連續(xù)梁橋橫向偏位病害處治方法研究[D].重慶交通大學,2012.