独柱墩曲线桥病害成因分析及加固措施研究.pdf

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1、第5期(总第169期)2013年10月中圄彳跋z靠CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．5(SeriaINo．169)Oct．2013DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2013．05．005独柱墩曲线桥病害成因分析及加固措施研究孙全胜，高红帅(东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040)摘要：独柱墩曲线桥受力机制复杂，受曲率的影响，易产生弯扭耦合作用。曲线桥产生的病害以及病害特征与直线桥有较大不同。依据某立交桥G线匝道桥的现场检查，阐述了曲线桥常见的病害，并对病害成因进行了分析。结合具体工程，介绍了曲线桥病害处置的加固方案。关键词：独柱墩；曲线桥；病害成因

2、；加固措施中图分类号：U445．7文献标志码：A文章编号：1004—4655(2013)05-0013-04近年来，独柱墩曲线桥已成为城市立交桥、高架桥普遍修建的桥型。由于其造型简洁流畅、建筑高度小、桥下通视性好、适应场合多、施工方便及工程造价低等优点，得到了极大的发展。但其上部主梁位于曲线上，且钢箱梁自重较小，易出现横向滑移、支座脱空和主梁侧翻等病害，往往过早地迫使桥梁失去使用价值⋯。随着曲线钢箱梁桥的大规模使用，各种病害也随之发生，易发生安全事故，在社会上产生恶劣的负面影响。因此分析独柱墩曲线钢箱梁桥的常见病害，查找病害成因，采用相应的加固维修措施，整治曲线梁的现存病害，是十分必要的∽1。

3、1工程概况某立交桥G线匝道桥采用六跨钢箱连续梁桥，桩号为G13～G19。桥梁跨径为24．4m+25m+50m+50m+40m+32．912m。桥型平面图及横断面如图l所示。桥梁结构形式：上部结构为六跨钢箱连续梁桥，单箱3室；下部结构为圆柱形高墩及钻孑L灌注桩基础。部分桥跨位于半径为R=85m的平曲线上，部分桥跨位于半径R=2000m的竖曲线上，桥面纵坡0．3％～3．5％，桥面横坡为1％～2％，由钢箱梁的顶板自倾而成。该桥的一个边跨和一个次边跨为变高度梁，其余各跨均为等高度梁，梁高变化范围为O．95～1．50m，按二次抛物线变化，是一个典型空间钢结构曲线。收稿日期：2013—04—09作者简介：

4、孙全胜(1968—)，男，教授，博导，博士后。图1桥型平面图及横断面(cm)2病害类型2．1梁体位移经现场实测，梁体发生了严重变位，实际位置偏移原设计位置位移量较大，各墩梁体位移量见表1。可知梁体径向位移最大值发生在G17墩，最大位移量为11em；切向位移最大值发生在G15墩，最大位移量为7．5cm；扭转位移最大值发生在G15墩，最大位移量为1．37。(向外扭转)。表1各墩梁体位移值桩号切向位移／cm径向位移／cm扭转位移“。)G130OG14541．12G157．56．51．37G1601．02G172110．87G180G1902．2支座破坏梁体发生位移后，各墩顶的橡胶支座均有不同13中圄

5、彳放z朽孙全胜，高红帅：独柱墩曲线桥病害成因分析及加固措施研究2013年第5期程度的剪切变形和脱空。G13和G19墩顶内侧支座轻微脱空；G14、G15和G18墩柱支座剪切变形严重。2．3墩柱倾斜在桥墩墩身上布置测点，分别采用垂线法和全站仪对墩柱垂直度进行测量，发现桥墩存在倾斜现象，各墩柱倾斜量测量结果见表2。可知，采用垂线法和全站仪测量墩柱的倾斜量取两者的平均值作为各墩柱的最终倾斜量。切向位移和径向位移的最大值均发生在G16墩，分别为59．0mm和47．5mm。表2各墩柱倾斜■测量结果mm垂线法’全站仪桩号切向位移径向位移切向位移径向位移G139191017G149321330G1583463

6、5G1658496046G1786710G1815311235G19492946272．4桩基承载力安全系数根据原设计图纸和地质资料对桥的桩基承载力进行复核，计算结果见表3。可知，桩基承载力的安全系数为1．01一1．46，承载能力虽满足要求，但安全系数较小，桩长富裕量不足。表3桩基承载能力验算表桩号单桩容许承载能力／kN设计承载能力／kN安全系数G143511．32864．81．23G153511．33044．61．16G1649543388．41．46G173511．33137．81．12G183511．33474．91．012．5桥墩裂缝桥G13～G19墩身都产生了裂缝，裂缝位置多发生在桥

7、墩内侧，G15桥墩裂缝最为严重，裂缝最大宽度达到0．23mm，深度5mm。2．6伸缩缝破坏由于主梁发生位移，G13和G19墩顶的伸缩缝均已完全破坏。3主要病害成因分析3．1梁体位移成因分析造成梁体位移主要有以下3点原因∞1。1)支座系统设置不合理。从整联桥的受力性能14分析，上部结构所承受的扭矩不能通过G14．G18独柱墩单点支座来承担，而是通过G13和G19桥台处的双支座抵抗扭矩。中间墩采用单支