土體側(cè)移引起橋梁結(jié)構(gòu)損傷的加固對(duì)策.pdf

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1、工程科技‘233·土體側(cè)移引起橋梁結(jié)構(gòu)損傷的加固對(duì)策彭邦和(河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司，河南鄭州450000)摘要：就近幾十年來(lái)的國(guó)內(nèi)外有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題進(jìn)行分析，由于土體側(cè)移而引起的橋梁結(jié)構(gòu)損傷不在少數(shù)，由此引發(fā)的橋梁事故和交通事故也時(shí)有發(fā)生，給人們生命財(cái)產(chǎn)造成重大威脅，同時(shí)也造成了重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。為此在這里我們有必要對(duì)土體側(cè)移引發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行分析，提出了有關(guān)應(yīng)對(duì)工作策略。關(guān)鍵詞：橋梁工程；土體側(cè)移；結(jié)構(gòu)損傷；加固在橋梁工程的施工和使用過(guò)程中，因?yàn)榛?、泥石流等土體側(cè)移而引起的橋梁結(jié)構(gòu)損傷不在少數(shù)。這主要是因?yàn)橥馏w的側(cè)移使得橋梁結(jié)構(gòu)荷載發(fā)生變化、土體的沉降

2、也會(huì)影響到橋梁樁基的受力狀態(tài)從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)影響。在樁基測(cè)土的位移土體作用下，會(huì)產(chǎn)生水平應(yīng)力，從而對(duì)樁體產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致樁基發(fā)生水平扭曲、變形，進(jìn)而影響到橋梁結(jié)構(gòu)的變?yōu)榕c損傷。在目前的工程項(xiàng)目中，大多數(shù)的企業(yè)和單位都是采用抗滑樁配合變形縫施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行控制和加固，其工作效果良好。1工程實(shí)例橋梁結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中必然會(huì)受到種種自然因素的影響而發(fā)生質(zhì)量通病。土體滑移是最為常見(jiàn)的一種，橋梁受到滑坡體的影響或者是周邊一側(cè)產(chǎn)生堆載都會(huì)使得土體發(fā)生沉降、同時(shí)側(cè)向位移也會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)一定的影響。樁側(cè)的土體受到相對(duì)樁基的作用影響會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦阻力，同時(shí)也會(huì)降低樁基的安全度、危害到橋

3、梁的使用安全性。同時(shí)樁基測(cè)土的存在也會(huì)產(chǎn)生水平位移，從而給樁基造成積壓、導(dǎo)致樁基發(fā)生水平位移，并產(chǎn)生扭曲。就以工程實(shí)例分析，其產(chǎn)生問(wèn)題如下：1．1工程概況某高速公路在施工建設(shè)中因?yàn)槭艿降匦蔚挠绊?，使得整個(gè)道路結(jié)構(gòu)中橋梁結(jié)構(gòu)普遍存在。本文選擇了該高速公路上最大的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，在該橋梁工程中，整個(gè)橋梁的長(zhǎng)度為240米，其中橋梁結(jié)構(gòu)為T(mén)型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。在結(jié)構(gòu)施工中，橋梁下部以鋼筋混凝土矩形門(mén)架式橋墩，在工程施工設(shè)計(jì)中，車輛荷載為20級(jí)，掛車為120級(jí)。經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，橋梁結(jié)構(gòu)因?yàn)門(mén)量位移變化較大而引起了嚴(yán)重的伸縮縫，同時(shí)橋面伸縮縫橡膠條也已經(jīng)拉斷，甚至是產(chǎn)

4、生了嚴(yán)重的橋面變形。在工作中，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)，其中很多的橋墩結(jié)構(gòu)都已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫問(wèn)題，甚至是制作和T型梁上還出現(xiàn)了明顯的滑動(dòng)痕跡，T梁產(chǎn)生了嚴(yán)重的前進(jìn)位移現(xiàn)象，對(duì)橋梁安全造成了一定的隱患。1．2橋梁結(jié)構(gòu)損傷分析在本橋梁工程項(xiàng)目中，上部結(jié)構(gòu)發(fā)生了嚴(yán)重的變?yōu)榍闆r，左右兩邊的橋梁主體向著右側(cè)發(fā)生了顯著移動(dòng)，其移動(dòng)跨度為5厘米，橫橋向著右側(cè)發(fā)生了最大的移動(dòng)問(wèn)題，其移動(dòng)為1．8厘米。在施工建設(shè)中，因?yàn)橛覀?cè)發(fā)生的位移而帶動(dòng)了整個(gè)橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，甚至的出現(xiàn)了主梁縱筋位移大于橫向位移的現(xiàn)象。而下部結(jié)構(gòu)在這種現(xiàn)狀的影響之下也產(chǎn)生了嚴(yán)重的開(kāi)裂和變位。橋墩作為鋼筋混凝土巨型門(mén)

5、式橋墩，蓋梁狀態(tài)良好，墩身底部產(chǎn)生了一定的開(kāi)裂，且呈現(xiàn)出傾斜問(wèn)題。同時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了明顯的裂縫問(wèn)題，尤其是在施工縫、伸縮縫設(shè)置部位，其裂縫最為突出，甚至連最基本的伸縮縫橡膠條都已經(jīng)拉斷。1．3工程地質(zhì)情況在本工程施工建設(shè)中，由于地處山區(qū)且橋梁結(jié)構(gòu)眾多，在施工的過(guò)程中本橋梁跨越一條緩沖溝，處于一個(gè)急速轉(zhuǎn)彎組合的不利地帶，微地貌為斜坡地形，坡面是有崩積、坡積堆積形成的扇形沖擊體系，正是因?yàn)檫@種原因’才使得整個(gè)橋梁工程在施工中存在著嚴(yán)重的隱患，同時(shí)本橋梁因?yàn)槭艿綆状蔚卣鸬挠绊?，使得整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的位移，同時(shí)橋梁周邊的土質(zhì)和地形也發(fā)生了顯著變化。經(jīng)過(guò)對(duì)幾次地震引發(fā)的地質(zhì)

6、災(zāi)害進(jìn)行分析，兩側(cè)臺(tái)柱前的山坡上存在著嚴(yán)重的松動(dòng)石塊和土質(zhì)，這些土壤結(jié)構(gòu)的用力強(qiáng)度很低，同時(shí)整體性不佳，極容易在車輛行駛的過(guò)程中產(chǎn)生安全威脅，同時(shí)也威脅著橋梁結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。2橋梁結(jié)構(gòu)損傷原因以及加固對(duì)策2．1橋墩損傷計(jì)算分析結(jié)構(gòu)計(jì)算分析主要目的為：通過(guò)全橋真實(shí)環(huán)境模擬，分析橋梁在土壓力荷載作用下結(jié)構(gòu)的彎矩和變形形態(tài)，結(jié)合外觀檢測(cè)定性判定土壓力荷載對(duì)橋梁可能造成的不利影響；掌握橋計(jì)算結(jié)果顯示，本橋樁頂在指向0號(hào)臺(tái)方向偏右方的斜向土壓力作用下墩柱發(fā)生與土壓力方向一致的變位。墩柱頂部變形由于受到主梁的約束使墩柱產(chǎn)生橫向和縱向彎矩，墩柱土壓力作用側(cè)表面受壓，遠(yuǎn)離土壓力作用

7、側(cè)表面受拉，墩柱的保山側(cè)和右側(cè)拐角處出現(xiàn)最大拉應(yīng)力，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)立柱開(kāi)裂形態(tài)與受力分析一致。由于左幅橋立柱承受彎矩大于右幅橋彎矩左幅橋立柱開(kāi)裂較右幅橋相對(duì)嚴(yán)重，與檢測(cè)情況一致。2．2加固對(duì)策2．2．1加固思路滑坡體移動(dòng)和堆載的影響，使橋墩基樁受土體擠壓，造成結(jié)構(gòu)變位和損傷。考慮到橋梁結(jié)構(gòu)變位較小，裂縫寬度較窄，損傷不嚴(yán)重，在通車情況下，較長(zhǎng)時(shí)間病害沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展。因此加固重點(diǎn)在對(duì)滑坡體的處治，以及對(duì)樁側(cè)的土體水平推力進(jìn)行卸載，降低橫橋向水平推力，對(duì)病害嚴(yán)重的支座、伸縮縫及擋塊等進(jìn)行更換或修復(fù)，恢復(fù)其使用功能。2．2．2滑坡治理結(jié)合