某立交橋長期監(jiān)測研究分析

張 楠

(洛陽市信昌道橋工程有限責任公司，河南 洛陽 471000)

1 工程概況

該橋為20 m+2×25 m+20 m預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁橋，下部結(jié)構(gòu)橋墩為獨柱式，橋臺為雙柱式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁設計荷載為汽車-超20級，掛車-120級，于2005年8月通車，運營至今。橋位處為交通要道，通行的超載車輛數(shù)量很多，根據(jù)交通量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該路段的高峰時段為四個，單位時間內(nèi)交通量均高于100輛，分別為上午9∶00～12∶00，下午15∶00～16∶00；該路段的車流輛最小時段在22∶00～1∶00，單位時間內(nèi)交通量均低于10輛。在該路上行駛的車輛以中貨車為主，它占了絕大部分比例，由西往東和由東往西分別占單向車流總量的94.14%、92.83%，且中貨車來往車輛基本持平。在該路上行駛的車輛以中貨車為主，由西往東為滿載車輛，高峰時段為2∶∶00～3∶00，17∶00～18∶00，單位時間內(nèi)交通量分別為73和65輛，由東往西為空載車輛，高峰時段為12∶00～13∶00，單位時間內(nèi)交通量分別為89輛。同時結(jié)合以往檢測報告發(fā)現(xiàn)該橋病害較多，且下部結(jié)構(gòu)為獨柱式橋墩，存在傾覆的風險，因此有必要對該橋進行了交通量調(diào)查及長期監(jiān)測。

2 監(jiān)測目的

通過長期對特殊性橋梁進行安全監(jiān)測，可以實時獲取橋梁的結(jié)構(gòu)信息，把握橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，對大橋出現(xiàn)的損傷進行及時報警和定性、定位分析，提供維修建議，為橋梁進一步的維修、養(yǎng)護、加固與改造等措施提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)通過對橋墩及橋臺進行長期觀測，掌握墩臺在運營荷載反復作用下有無沉降發(fā)生(特別是不均勻沉降)。

(2)通過對橋面高程進行觀測，掌握橋梁線形變化情況，并根據(jù)橋面線形的測試結(jié)果推斷梁體有無出現(xiàn)下?lián)希w剛度有無出現(xiàn)弱化。撓度是橋梁結(jié)構(gòu)最重要及最直觀的指標之一。橋梁結(jié)構(gòu)由于主要部位出現(xiàn)缺損、缺陷，如裂縫、銹蝕、錯位、沉降及混凝土的收縮變化等，撓度將發(fā)生變化，通過撓度長期監(jiān)測，保證結(jié)構(gòu)的安全性。

(3)通過長期監(jiān)測，可以了解橋梁現(xiàn)有病害的發(fā)展趨勢，對橋梁安全運營的影響程度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)針對性的做出養(yǎng)護方案。例如橋梁梁體下?lián)鲜欠癯掷m(xù)發(fā)展，都可以對比監(jiān)測數(shù)據(jù)一目了然。

(4)通過長期監(jiān)測，進一步完善和建立、健全現(xiàn)有的橋梁管理系統(tǒng)，建立和積累必要的技術(shù)要案資料，提高橋梁管理水平。

3 測點布置及觀測方法

3.1 基準點布設及觀測

基準點采用假設相對獨立的坐標系統(tǒng)，布設平面、高程基準點，根據(jù)現(xiàn)場情況平面和高程可以共用一套點。監(jiān)測中基準點的穩(wěn)定性與永久性非常重要。所有監(jiān)測成果，包括坐標、距離、角度、方位角、高程等都是以標石中心標志為準。為保證所測成果精確，此次將采用不易腐爛、耐磨的金屬標志。詳見表1～表2。

表1 基準網(wǎng)主要技術(shù)要求

表2 基準高程網(wǎng)主要技術(shù)要求

3.2 橋面永久觀測點布置及觀測

橋面高程觀測點沿護欄內(nèi)側(cè)布置，觀測點采用不銹鋼球冠型端頭鋼釘做成，埋設于橋面水泥混凝土鋪裝中，端頭平齊橋面。觀測點布設在防撞墻內(nèi)側(cè)20 cm處，從0#臺1 m處，沿橋面每2 m設置一個截面，共計45個截面，每個截面左、右側(cè)護欄各一個，共計90個測點。橋面標高觀測采用Leica DNA03水準儀觀測標高。高程觀測方法采用徠卡精密水準儀，以高程基準點起始，對永久觀測點構(gòu)成水準閉合環(huán)路線進行觀測，經(jīng)過對原始觀測數(shù)據(jù)的檢查、平差、計算出永久觀測點的高程值。利用基準點、工作基點對各設施觀測點進行連續(xù)高精度觀測，采集初始值。由于橋面震動較大，常規(guī)線路水準誤差累積對精度影響較大，故采用水準測量的方法進行測量，但限于結(jié)構(gòu)形式，橋墩間距不完全相同，故部分測站前后視距差無法保證。高程觀測方法采用水準測量方法，進行閉合環(huán)路測量，周期性觀測均采用單程觀測。

利用基準點、工作基點對各觀測點進行連續(xù)高精度觀測，采集初始值。變形觀測精度等級及技術(shù)要求。

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》，本工程變形測量采用二級精度，沉降觀測精度及技術(shù)要求見表3。

表3 沉降觀測精度及技術(shù)要求

4 監(jiān)測結(jié)果

全橋設置1個基準點，3個校準點，設基準點坐標為(0，0，0)，以基準點基礎(chǔ)建立坐標系，測量墩柱各測點三維坐標，測量結(jié)果見表4。

表4 墩柱各測點測量結(jié)果

橋面左右兩側(cè)標高存在一定偏差，相差最大值為45.1 mm發(fā)生在距0#臺49 m處，相差平均值為6.7 mm。

5 技術(shù)建議

結(jié)合該橋以往外觀檢查、動荷載試驗結(jié)果及監(jiān)測情況，對該橋存在的主要病害，建議采取如下維修和加固措施。

(1)橋面鋪裝多處嚴重破損、坑槽現(xiàn)象，露骨、脫皮嚴重；伸縮縫處、橋頭均存在較為嚴重的跳車。其主要原因是該橋梁通行超載車輛較多，其中從西向東方向滿載重車較多，從東向西方向空車較多，從現(xiàn)場情況來看從西向東方向橋面鋪裝病害相對較為嚴重；鑒于橋面鋪裝病害較為嚴重，建議采用高標號混凝土重筑該橋橋面鋪裝和路橋連接處路面；同時加強對超限車輛治理，禁止超載車輛通行，增設限高、限寬設施。

(2)針對橋面出現(xiàn)嚴重的積泥，泄水管缺失等現(xiàn)象。建議在日常養(yǎng)護時將橋面雜土清除至橋外并及時清理疏通堵塞的泄水孔，修復泄水管，保障排水暢通。

(3)建議鑿除松脫、剝離等已損壞的背墻混凝土，然后用環(huán)氧樹脂砂漿或其它高強材料予以修補。

(4)針對本橋的其它輕微病害，建議做好日常養(yǎng)護和定期檢查。