橋梁抗傾覆施工技術(shù)及應(yīng)用研究

周相應(yīng)

(中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司，北京100000)

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化建設(shè)速度不斷加快，市場(chǎng)對(duì)橋梁的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段市場(chǎng)的實(shí)際需求，因此需要相關(guān)工作人員對(duì)橋梁抗傾覆施工進(jìn)行相應(yīng)創(chuàng)新，結(jié)合實(shí)際情況，不斷提高橋梁的建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)橋梁建設(shè)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時(shí)推進(jìn)我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程。

1 橋梁抗傾覆現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)橋梁工程出現(xiàn)傾覆問(wèn)題的概率增高，人口基數(shù)的增長(zhǎng)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得交通運(yùn)輸行業(yè)獲得了更為廣闊的發(fā)展空間，橋梁工程數(shù)量飛漲，而質(zhì)量卻沒(méi)有大幅度的提升，同時(shí)車(chē)輛超載以及重載運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)頻率增加。另一方面是有的工作人員在橋梁工程的實(shí)際施工過(guò)程中，會(huì)將經(jīng)濟(jì)效益作為最終目標(biāo)，從而忽略了質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致部分橋梁質(zhì)量較低，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槭艿竭^(guò)大壓力而發(fā)現(xiàn)傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。

橋梁傾覆問(wèn)題不但會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)治安問(wèn)題，影響交通網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，也會(huì)對(duì)施工企業(yè)以及施工單位帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和其他負(fù)面影響。一旦發(fā)生橋梁傾覆事故，該事故會(huì)對(duì)橋梁所涉及的個(gè)人、建設(shè)單位以及整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響社會(huì)治安、阻礙市民出行等。為降低橋梁傾覆事件出現(xiàn)的概率，需要相關(guān)工作人員對(duì)于現(xiàn)階段橋梁施工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行全面分析，然后結(jié)合實(shí)際情況提出具有針對(duì)性的解決措施，提高橋梁整體質(zhì)量[1]。

2 橋梁抗傾覆性能的影響因素

2.1 橋梁內(nèi)因

導(dǎo)致橋梁發(fā)生傾覆問(wèn)題的原因是多方面的，其中橋梁內(nèi)因是主要因素之一。相關(guān)工作人員在對(duì)橋梁進(jìn)行建設(shè)時(shí)，需要對(duì)橋梁內(nèi)部的受力情況、豎向平面內(nèi)抗彎和抗剪強(qiáng)度以及橋梁橫向穩(wěn)定性等多方面問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮，保證橋梁自身質(zhì)量以及其抗壓程度能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。橋梁在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，其頂部會(huì)在預(yù)應(yīng)力的作用下大于底部預(yù)應(yīng)力，從而向圓心方向扭轉(zhuǎn)，同時(shí)橋梁內(nèi)側(cè)支座容易在曲線橋梁受彎扭耦合作用時(shí)出現(xiàn)脫空情況，橋梁會(huì)因此而發(fā)生橫向傾覆。除此之外，可能導(dǎo)致橋梁發(fā)生傾覆問(wèn)題還包括混凝土溫度收縮漸變等，因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行橋梁的抗傾覆性能提高時(shí)，需要對(duì)橋梁的穩(wěn)定性以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考慮[2]。

2.2 荷載作用

橋梁作為我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，起到承擔(dān)車(chē)輛的運(yùn)輸作用，具有足夠承壓力的橋梁在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中是能夠接受正常范圍內(nèi)的荷載的，但近年來(lái)，我國(guó)車(chē)輛偏載或超載問(wèn)題頻繁出現(xiàn)，因此更容易出現(xiàn)橋梁傾覆事件。除此之外，如果車(chē)輛在行駛過(guò)程中，其荷載位置偏離了車(chē)輛的正常軌道，也可能導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)傾覆問(wèn)題，因此相關(guān)工作人員在對(duì)橋梁傾覆問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行分析、對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化、提高橋梁抗傾覆性能時(shí)，需要綜合考慮荷載以及荷載位置。

2.3 橋梁基本參數(shù)對(duì)抗傾覆性的影響

橋梁最終的各方面性能是否能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，主要取決于在實(shí)際施工過(guò)程中相關(guān)工作人員是否能夠保證各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，因?yàn)闃蛄旱木€形、結(jié)構(gòu)、形式以及支撐方式都涉及相應(yīng)的參數(shù)。在實(shí)際工程施工開(kāi)始之前，需要相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)設(shè)置橋梁的基本參數(shù)。

根據(jù)相關(guān)工作人員對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)多數(shù)橋梁的基本數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)曲率半徑越大的曲線橋梁和直線橋梁發(fā)生傾覆事故的可能性就越大，同時(shí)中部橋墩采用獨(dú)柱式橋墩的橋梁發(fā)生傾覆概率大于其他類(lèi)型橋梁，因此相關(guān)工作人員需要充分重視這一類(lèi)橋梁的施工，在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)優(yōu)化時(shí)，需要重點(diǎn)考慮容易發(fā)生傾覆的橋梁類(lèi)型。

3 橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理措施

3.1 橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)角度

在橋梁工程的施工過(guò)程中，需要相關(guān)工作人員以及施工人員充分重視橋梁抗傾覆性能，將提高橋梁抗傾覆性能這一理念貫穿于施工全過(guò)程。在實(shí)際施工開(kāi)始之前的設(shè)計(jì)階段，需要相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)橋梁的橋墩橫向?qū)挾鹊认嚓P(guān)尺寸。為保證橋梁工程最終的抗傾覆性能能夠達(dá)到工程實(shí)際需求，需要綜合考慮橋?qū)捄投諏挼膮f(xié)調(diào)以及橋梁的橫向抗傾覆穩(wěn)定性，對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)橋梁恒載作用下的穩(wěn)定效應(yīng)和車(chē)輛荷載作用下的失穩(wěn)效應(yīng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)想要保證橋梁抗傾覆性能達(dá)到市場(chǎng)需求，至少需要保證其橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)大于2.0。

3.2 優(yōu)化平面線形

相關(guān)工作人員在設(shè)置橋梁各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況考慮路線的實(shí)際走向方向，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的合理性和可行性。因?yàn)榱⒔辉训赖臉蛄号c普通類(lèi)型的橋梁存在一定差異，因此需要相關(guān)工作人員在對(duì)其進(jìn)行施工時(shí)，需要充分重視與其他類(lèi)型橋梁的差異，對(duì)于差異部分進(jìn)行重點(diǎn)考慮，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)出最科學(xué)的施工方案。結(jié)構(gòu)跨度大小需要取決于橋梁坡道上的半徑大小，如果出現(xiàn)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的情況，則需要對(duì)路線的線型進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)為保證橋梁的整體穩(wěn)定性，需要加大曲線半徑。

3.3 支座的優(yōu)化設(shè)置

從現(xiàn)階段我國(guó)橋梁的橫向傾覆機(jī)理來(lái)看，端橫梁支座的位置能夠直接影響傾覆區(qū)域車(chē)輛所能布置的橋面空間，因?yàn)槎藱M梁最外側(cè)支座連線組成傾覆軸，橋面范圍內(nèi)的傾覆區(qū)域的車(chē)輛布置空間取決于端橫梁支座與外側(cè)布置的距離，因此端橫梁支座與外側(cè)布置越靠近，橋梁的安全性越高。

對(duì)于寬幅箱梁橋來(lái)說(shuō)，想要提升梁體的整體抗扭性能，可以選擇在端橫梁位置增加間距，在此基礎(chǔ)上根據(jù)目前蓋梁的尺寸設(shè)置最大的支座間距布置方案，同時(shí)橫向增大原來(lái)端橫梁的截面。通過(guò)優(yōu)化支座的方式提升橋梁的抗傾覆性能。雖然優(yōu)點(diǎn)較為明顯，但是其存在的弊端也較為明顯，那就是由于其在操作過(guò)程當(dāng)中需要接長(zhǎng)主梁端橫梁，因此植筋過(guò)程可能由于受到預(yù)應(yīng)力的影響而更難以實(shí)施。

3.4 單支座改為雙支撐

由于獨(dú)柱墩單支座體系的橋梁在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生傾覆問(wèn)題，因此相關(guān)工作人員可以將單支座改造為雙支撐，從而提高主梁的抗扭能力。

在實(shí)際改造工作開(kāi)始前，需要相關(guān)工作人員合理設(shè)置蓋梁位置和空間，從而保證雙支撐的位置的合理性。如果原獨(dú)柱墩蓋梁尺寸的大小合適，則在設(shè)置雙支座時(shí)，可以直接頂升梁體，同時(shí)切掉原有支座，然后直接進(jìn)行后續(xù)施工；如果原有的獨(dú)柱墩蓋梁空間不足，不能實(shí)現(xiàn)雙支座的直接設(shè)置，為增大其面積，就需要對(duì)原有蓋梁進(jìn)行橫向加固。

3.5 橋孔布置

橋孔布置是橋梁建設(shè)工程中的重要環(huán)節(jié)，因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行這一環(huán)節(jié)時(shí)，需要充分考慮橋梁的抗傾覆性能。相關(guān)工作人員對(duì)橋梁建設(shè)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)橋梁最終抗傾覆性能的影響進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)橋梁跨徑越大，橋梁的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。因此，如果想要在橋孔布置環(huán)節(jié)加強(qiáng)橋梁抗傾覆性能，可以選擇增加橋孔數(shù)量。

3.6 控制橋?qū)捄投瞬恐ё嚯x比

橋?qū)捄投瞬恐ё嚯x比對(duì)公路橋梁整體抗倒塌性能有直接影響，因此相關(guān)工作人員需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理控制，根據(jù)我國(guó)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)橋?qū)捄投瞬恐ё嚯x比與橋梁整體抗倒塌性能的研究，發(fā)現(xiàn)容易發(fā)生傾覆問(wèn)題的直線橋梁的橋梁寬度和端部支座比一般大于2.5。因此得出，工作人員在對(duì)公路橋梁相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，要保證其抗傾覆性能和抗倒塌性能達(dá)到市場(chǎng)實(shí)際需求，需要將其橋?qū)捄投瞬恐ё嚯x比控制在2.5 以?xún)?nèi)。

3.7 墩梁固結(jié)與邊支座的數(shù)量

我國(guó)傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)觀念中，在建設(shè)橋梁過(guò)程中都是采用兩個(gè)或者三個(gè)的端部軸承，但是事實(shí)證明，恒定的載荷分布會(huì)對(duì)其造成一定影響。基于此，可以得知，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)置時(shí)，如果采用單個(gè)端部軸承，能夠有效提高橋梁的恒定荷載軸向力，進(jìn)而提高橋梁的整體安全性。

3.8 設(shè)置橫梁

設(shè)置橫梁是橋梁建設(shè)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，合理對(duì)橫梁進(jìn)行設(shè)置可以有效地提高橋梁整體的抗傾覆性能，因?yàn)槿绻辉O(shè)置橫梁，曲線型橋梁受到的扭矩會(huì)更大，截面受力也就會(huì)更加明顯，從而降低橋梁整體的抗傾覆性能。

3.9 設(shè)置抗拉支撐結(jié)構(gòu)

減少支座脫空問(wèn)題可以大幅度提高橋梁的整體抗傾覆性能，為避免支座出現(xiàn)脫空導(dǎo)致梁體的支撐體系發(fā)生變化，可以在已建橋梁的支座位置設(shè)置抗拔和抗扭支座對(duì)梁體在車(chē)輛核載偏載作用下的扭轉(zhuǎn)進(jìn)行約束。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述可以得知，橋梁傾覆不論是對(duì)于個(gè)人、企業(yè)、國(guó)家還是社會(huì)來(lái)說(shuō)，都是較為嚴(yán)重的問(wèn)題，因此相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對(duì)橋梁抗傾覆性能的重視程度，結(jié)合實(shí)際情況不斷對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行更新改進(jìn)，在橋梁實(shí)際建設(shè)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)貫徹加強(qiáng)橋梁抗傾覆性能理念，提高公路橋梁的安全性。