某曲線連續(xù)梁橋橫向偏位成因分析及處置方法

摘 要 通過對萬安大橋引橋橫向偏位病害現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析，初步探討了在溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載作用下6#~9#墩間梁體產(chǎn)生橫向偏位的機理，在此基礎(chǔ)上提出針對其橫向偏位的處治方法。

關(guān)鍵詞 曲線梁橋 梁體偏位 病害成因分析 處治措施

中圖分類號：U442文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

曲線連續(xù)梁橋是一種在大型公路立交橋和城市立交橋中應(yīng)用較多的橋型，但是一直以來，由于對溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載等產(chǎn)生的效應(yīng)認(rèn)識不足，致使曲線梁橋產(chǎn)生橫向偏位。本文就萬安大橋引橋產(chǎn)生的橫向偏位的實例進行分析，并介紹采取的處理措施。

1 橋梁概況

萬安大橋是連接萬州龍寶區(qū)與天城區(qū)的城市橋梁，跨越苧溪河，西起和平廣場、東至枇杷坪開發(fā)區(qū)。兩岸引橋位于半徑180m的平曲線上，結(jié)構(gòu)形式均采用箱型連續(xù)梁，梁高1.5m，翼寬2.5m，天城岸引橋為一聯(lián)25m + 2€?8m，龍寶岸引橋為9€?8m + 25.5m，分為三聯(lián)。橋梁寬23米，橋面劃分為2€?m（人行道） + 4€?.75m（車行道）＋2m（中央分隔帶）。

萬安大橋設(shè)計荷載等級：汽－超20，掛車－120級，設(shè)計車速：30km/h。

2 萬安大橋引橋病害現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1 病害現(xiàn)狀

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現(xiàn)象，其中上游側(cè)支座處梁體向龍寶岸右側(cè)30€胺較螄嘍災(zāi)ё?47mm，下游側(cè)支座處梁體向龍寶岸右側(cè)30€胺較螄嘍災(zāi)ё?8mm。

2.2 發(fā)展趨勢

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現(xiàn)象，這與彎橋在溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載作用下受力的特殊性有密切的關(guān)系，需要加強定期觀測，根據(jù)梁體與支座相對位移發(fā)展情況酌情處置。

3 萬安大橋引橋橫向偏位原因分析

3.1 溫度作用

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體在溫度作用（日照溫差和季節(jié)溫差）下所產(chǎn)生的梁體變形如圖3.1和3.2所示。

從圖3.1可以看出，曲線梁橋在內(nèi)外側(cè)腹板溫度的變化下，對它的梁體橫向偏位影響比較大，邊跨的位移值接近1cm，相對于頂板來說則較小。

從圖3.2可以看出，體系溫差越大，曲線梁橋梁體的橫向偏位越大。

圖 3.1 日照溫差作用下箱梁的徑向位移圖

圖 3.2 體系溫差作用下箱梁的徑向位移圖

3.2 混凝土收縮及徐變作用

一般來說，混凝土的收縮及徐變對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形會產(chǎn)生影響。以萬安大橋引橋為例，由于混凝土收縮所產(chǎn)生的梁體變形如圖3.3所示。徐變所產(chǎn)生的梁體變形曲線如圖3.4所示。

從圖3.3可以看出，由于混凝土收縮作用的影響，曲線梁橋梁體有橫向滑移的趨勢，形成了一定的橫向偏位。

從圖3.4可以看出，由于混凝土徐變作用的影響，曲線梁橋梁體形成一定的橫向偏位。

圖3.3 收縮作用下梁體位移曲線圖（mm）

圖3.4 徐變作用下梁體位移曲線圖（mm）

3.3 車輛荷載作用

以萬安大橋引橋為例，由于汽車荷載所產(chǎn)生的梁體變形如圖3.5所示。

圖3.5 汽車荷載作用下曲線箱梁橋的梁體位移曲線圖（mm）

圖3.5給出了曲線梁橋梁體的位移曲線，在車輛荷載作用下，產(chǎn)生了向外側(cè)的橫向偏位。并且從圖中可以看出，在布置車輛附近的梁段橫向偏位較大，如梁端和邊跨跨中的橫向偏位分別為4.9mm和5.4mm。

4 萬安大橋引橋橫向偏位處治方法

萬安大橋引橋橫向偏位病害對結(jié)構(gòu)受力影響較大，但仍在規(guī)范許可范圍之內(nèi)。為了防止曲線梁橋位移的進一步擴大，下面對萬安大橋引橋橫向偏位處治技術(shù)進行研究和方案設(shè)計。設(shè)計限位裝置限制8#墩與梁體相對偏位的繼續(xù)增加。

6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現(xiàn)象，其中8#墩上游側(cè)梁體相對支座偏位147mm，下游側(cè)梁體相對支座偏位98mm。為此，設(shè)計側(cè)向限位裝置限制梁體與墩柱相對位移的繼續(xù)增加。本設(shè)計提出如下三個方案：

（1）方案一采用彈簧作為側(cè)向限位裝置，在墩柱上設(shè)置鋼套箍，在鋼套箍上焊接一方鋼棒并設(shè)置限位端板A 和C，在箱梁梁體底板上用錨栓連接矩形鋼板并焊接限位端板B，在端板B 和C 之間的方鋼上設(shè)置彈簧，方鋼穿過端板B，且相對端板B 可自由滑動，當(dāng)梁體向上游滑動時，端板B 將和梁體一起向上游滑動，但受彈簧約束，滑動量的大小受到限制，從而達到橫向限位效果。

本方案優(yōu)點：梁體可向下游滑動且可通過改變端板A 和端板B 之間的長度控制滑動距離，而梁體向上游滑動則受到限制。

（2）方案二在方案一的基礎(chǔ)上去掉彈簧，限位板C 和限位板B 靠在一起。

本方案優(yōu)點：相對方案一而言，節(jié)省了彈簧的使用，降低了總造價。

（3）方案三采用弧形鋼板進行限位，即在兩個墩柱下游側(cè)設(shè)置弧形擋板，弧形擋板與主梁梁體底板上粘貼的弧形鋼板和加勁板進行連接（焊接），當(dāng)梁體產(chǎn)生向上游側(cè)的滑動時，弧形擋板收到墩柱的阻擋，從而限制梁體的橫向偏位。

本方案優(yōu)點：比方案一和方案二簡單，造價最低，鋼板加工和連接均較方便。

5 結(jié)論

（1）通過對比分析溫度變化、混凝土收縮與徐變和車輛荷載對萬安大橋引橋橫向偏位的影響效應(yīng)，找到了影響萬安大橋引橋橫向偏位的主要因素：系統(tǒng)溫差引起的橫向偏位效應(yīng)要大于其他因素，其次為汽車荷載作用。

（2）探討了萬安大橋引橋橫向偏位處治方法，找到了一種最經(jīng)濟合理的橫向偏位處治措施，在橋墩上安裝弧形板限位裝置。

參考文獻

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