高速上跨獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆加固分析

文/邱冬、李超

1 前言

早期建設(shè)的四跨三獨(dú)柱墩形式的高速支線上跨橋其抗傾覆能力對(duì)于現(xiàn)行規(guī)范大多皆已不滿足要求，為保障橋梁使用的安全性，需對(duì)不滿足抗傾覆能力的橋梁進(jìn)行加固改造[1]。對(duì)于加固的獨(dú)柱墩橋梁不僅要考慮使其加固后的抗傾覆能力滿足現(xiàn)行要求，還要考慮加固的位置不會(huì)影響橋下通行空間，具有一定的施工空間及條件保障施工的可行性。橋、案例2 為老居分離立交、案例3 為K827+360 分離立交[2]。橋梁相關(guān)信息及加固前抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)見表1，上部結(jié)構(gòu)形式圖見圖1。

表1 上跨獨(dú)柱墩橋參數(shù)信息表

圖1 橋墩及橋臺(tái)截面圖/cm

2 工程概況

本文梳理了江西省內(nèi)已修建的四跨三獨(dú)柱形式的獨(dú)柱墩橋梁，通過歸納從中挑選出3 座其上部結(jié)構(gòu)形式一致的作為分析目標(biāo)。案例1 為三子塘支線上跨

3 抗傾覆分析內(nèi)容

從三座獨(dú)柱墩上跨橋中選出抗傾覆性能最差的K827+360 分離立交做加固分析，按照現(xiàn)行的規(guī)范要求通過某有限元軟件進(jìn)行計(jì)算，案例加固前后都將按照竣工圖紙與現(xiàn)行規(guī)范要求統(tǒng)一用公路II 級(jí)用作驗(yàn)算荷載，加固方式選用單支撐改多支撐加固方法。加固支座最大間距以梁低4m 的寬度為參考，設(shè)為3.6m?；钶d分析中車道的布載將以最大偏心來考慮，因橋?qū)挒?m，以影響最大的單車道來考慮活載。驗(yàn)算分析暫不考慮橋梁的技術(shù)狀況檢查這一因素，如主梁、橋墩結(jié)構(gòu)變位、結(jié)構(gòu)裂縫、支座脫空等對(duì)抗傾覆能力的影響。

4 驗(yàn)算結(jié)果及分析

4.1 驗(yàn)算結(jié)果

如果橋與路正交情況，則選擇加固中墩，加固支座平時(shí)不參與受力，結(jié)果橋臺(tái)支座未出現(xiàn)負(fù)反力，橫向抗傾覆系數(shù)為最小為3.49，計(jì)算數(shù)據(jù)詳見下表2。

表2 K827+360 分離立交中墩加固驗(yàn)算表

根據(jù)竣工圖紙情況，K827+360 分離立交與橋下道路為斜交，中墩加固可能影響交通空間，由此再次考慮加固一處邊墩，加固支座平時(shí)不參與受力，結(jié)果橋臺(tái)一側(cè)出現(xiàn)負(fù)反力，橫向抗傾覆系數(shù)為最小為3.06，計(jì)算數(shù)據(jù)詳見下表3。

表3 K827+360 分離立交邊墩加固驗(yàn)算表

4.2 驗(yàn)算分析

選定的高速支線獨(dú)柱墩上垮橋加固中墩時(shí)，計(jì)算結(jié)果皆滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，選擇加固邊墩時(shí)特征狀態(tài)1 驗(yàn)算不滿足要求，特征狀態(tài)2 驗(yàn)算滿足要求。通過數(shù)據(jù)可以看出加固位置的不同對(duì)結(jié)果有著一定的影響，加固中墩穩(wěn)定性偏向均衡，加固邊墩偏遠(yuǎn)一側(cè)的橋墩可能會(huì)不滿足要求，需要進(jìn)行額外的加固改造[3]。

5 結(jié)語

獨(dú)柱墩橋梁若需針對(duì)橫向抗傾覆能力進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，在不影響橋下交通及施工空間的條件下可以考慮對(duì)中部墩柱進(jìn)行加固。中部墩柱加固條件不滿足的情況下可以選擇加固邊墩，加固后進(jìn)行加固核驗(yàn)如果仍不滿足要求，則考慮加固另一側(cè)的邊墩，進(jìn)行對(duì)稱加固，或者選擇對(duì)另一側(cè)橋臺(tái)進(jìn)行端部加長(zhǎng)處置，拉長(zhǎng)支座間距。