探討高速公路高墩橋病害成因及措施

駱會軍

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 工程概況

該高速公路屬于山區修建，其中，最高的高墩橋的高度為30 m，其路線縱坡的組合坡為1.4% ～4.6%之間，且整個路段屬于上坡路段，在橋梁的上部結構中，采用先簡支再連續預應力混凝土T 梁，以四跨為一聯布設橋跨，連續五聯，且在每聯的正中央的橋墩選取的支座為固定支座，而其余的橋墩則均采用了活動支座。經檢查，在本工程的330 km 處的一座橋梁(處于山地丘陵地區，且地形十分復雜，地質條件差)發生存在大量的病害，具體的病害是上部的梁體朝著整個路線下坡的方向滑移，且活動支座的橋墩朝著路線的上坡方向發生了傾斜，導致其中一部分的支座失去了應有的作用，進而導致伸縮縫出現異常。這些病害的出現，一旦不能得到及時有效的處置，將會導致更大病害的出現，最終可能導致安全事故的發生，給國家和人民帶來嚴重的災難。因而必須對病害的成因進行分析，才能更好地采取有效的措施予以應對。

2 結合工程實踐分析高速公路高墩橋病害成因

一是橋墩結構的受力體系出現嚴重的變化。這是因為在本工程中，高墩橋的縱坡坡度較大，橋墩所承受的不僅有橋梁上部結構的自重，而且還要承受汽車荷載、制動力以及溫度應力，從而給橋墩的立柱形成了豎向和水平的兩種分力，但在本工程設計的橋墩立座只承受豎向的壓力，而并不能承擔水平的壓力，但實際是承受了這兩種壓力，這樣上部的梁體在支座的墊塊上將上部的豎向分力傳到立柱，在支座的滑動和摩擦中將上部水平分力釋放出來，使得立柱承受的力相對值較小。所以支座墊塊不得不承擔上部荷載的壓力，而在處理支座墊塊時往往由于誤差的存在，導致橋墩立柱所承受的水平分力較大，進而導致整個橋墩結構的受力體系出現變化，進而導致橋梁病害的出現。

二是從橋墩立柱來看，本工程的橋墩立柱的剛度存在不足的情況。主要是由于橋墩立柱的下部與基礎相連，因而往往將其作為固結端，且上部荷載產生的水平分力往往作用在立柱的頂部，所以立柱的受力部位往往屬于懸臂受力。而在本工程中，由于橋墩高約30 m，因而屬于高墩橋梁，所以橋墩立柱設計的長徑很大，這就會導致其剛度很低，所以一旦橋梁立柱的頂部受力時，經常會形成很大的彎矩，所以柱頂的位移量較大，久而久之就會導致橋梁結構內部發生病害。

三是橋墩支座的性能下降，應有的性能得不到有效的發揮。在高墩橋梁中，橋墩支座具有十分重要的作用，即利用支座進行滑動和摩擦，進而將橋梁上部荷載的水平分力釋放出來，確保上部結構形成的變為在滑動和摩擦過程而得到恢復。但在本工程中，由于多方面的原因，導致支座互動的接觸面失效，使得橋墩立柱的頂部直接承受來自上部荷載的水平分力，導致立柱所承受的水平壓力不斷的加大，進而出現傾斜甚至變位，而因為支座失效則難以將立柱的傾斜變位恢復，所以當立柱承受來自上部結構的各種水平分力和應力之后就會形成新的傾斜和變位，而隨著傾斜于變位量不斷的加大，久而久之就會積累更多的橋梁病害。

3 應對高速公路高墩橋病害的措施分析

(1)鑒于橋墩結構的受力體系的變化會導致橋梁病害的出現，因而為了有效的預防受力體系的變化，就必須將橋墩的立柱變位進行恢復，具體的辦法是:將作用在橋墩立柱上的外力釋放出來，這就會使得立柱形成彈性變形，只要卸載上部外力之后，就會在一段時間后得以恢復，但如果立柱已經在長時間內形成了塑性變形，就必須對其附加一定的外力，以達到恢復的目的。在此基礎上，還應對橋墩的支座進行科學有效的處理，確保其能正確承受來自上部荷載的壓力，減少橋墩立柱所承受的壓力，確保整個結構體系的穩定性，以此從根本上確保橋梁病害得到有效的預防。但針對已經破壞的橋墩結構，應在實際工程中結合工程實際，加強與工程設計、監理和施工等方面的交流，精心確定修復方案，以此最大化的確保受損的結構得到有效的修復。

(2)針對橋墩立柱剛度不足的病害，由于剛度的大小直接對立柱的抗傾斜和抗變位性能有著直接的影響。因而在解決剛度不足的病害時，應采取多種措施，致力于立柱剛度的提升，例如采取支護或者增加截面尺寸等方式均能促進立柱剛度的提升，進而提高橋墩立柱的抗傾斜和抗變位的性能。以此確保橋墩的剛度得到有效的增強，從而更好地應對來自橋梁上部的荷載，提高整個橋墩的承載性能。

(3)針對橋墩支座性能不足以及難以發揮作用的現狀。主要是墩頂的位移過大導致，當墩頂所承受的溫度應力和上部結構的荷載以及汽車的制動、荷載等上部荷載時，就會導致墩頂出現傾斜的情況，一旦傾斜的程度大于設計所允許的最大值，就會導致橋梁病害的出現。所以為了更好地預防和治理此類病害的出現，就必須采取有效的措施對墩頂的位移量進行嚴格的限制。具體的辦法是:在確保支座及其墊塊得到精細化的處理的基礎上，確保上部荷載所傳遞的水平分力最小，并在橋頂安裝限位裝置，以最大化的控制墩頂的偏位值，且始終處于最佳的范圍之內，從而確保支座的性能得到有效的發揮。

4 結束語

綜上所述，對高速公路高墩橋病害成因及措施進行探討具有十分重要的意義。作為新時期背景下的路橋施工人員，必須緊密結合我國交通事業發展的需要，致力于自身專業化水平的提升，在實際工程中，應結合工程實踐分析高速公路高墩橋病害成因，并針對病害的成因采取有效的措施，以此全面提高高墩橋梁的抗病害性能，促進整個工程質量的有效提升，進而使其更好地為廣大人民的安全出行保駕護航。

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