曲線連續梁橋橫向偏位病害處理方法研究

吳 超

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

隨著現代城市化的發展，高等級公路繁多的步入眼簾，就進一步的推動了曲線連續梁橋的修建和使用。曲線連續梁橋受到了國內的重視，原因是可以作為小區域的樞紐，更符合設計的標準。對于山區公路，可以通過曲線連續梁橋的設計減少道路的展線長度，因為可以繞開一些不便的地方。對于高等級的公路，設曲線連續梁橋才能符合要求。曲線連續梁橋在我國雖然成果還算顯著，但是與發達國家比起來卻又很大的落差。在我國已經修建好的曲線連續梁橋中，出現了一些問題，部分曲線連續梁橋由于荷載作用，出現了橫向偏位的情況。由于不能對曲線梁體的扭轉做出全面的分析，就造成了這種病害的發生。對于出現的橫向偏位病害，應該給予重視并解決這個問題。

1 工程概況

在孤山川的11大橋中，設計荷載的標準是汽-超20，掛-120。完工后，使用了幾年時間，由于外部因素出現了伸縮縫卡死不能收縮的情況，導致了部分梁體支座外側偏移的現象。最后，全橋的支座都出現了問題。這個橋梁的病害與伸縮縫有關，所以需要進行問題的研究，并提出合理的解決辦法。

2 曲線連續梁橋常見的病害

由于曲線連續梁橋受到外部因素和自身荷載的作用，長時間一來就出現了病害。多方面的病害帶來了諸多不利影響，不但對交通安全造成了威脅，也使經濟造成了很大的損失。

2.1 支架脫空

由于自身荷載的作用，梁體的端部產生了很大的扭矩，內側的支反力不能滿足，所以過大的扭矩就使內側支座產生拉力變形，出現了支座脫空的現象。例如：在廈門機場路的環島北路上，立交匝道橋的平曲線為 135厘米，用預應力混凝土制作的箱梁，它的寬度是10米。當預應力鋼束張拉完成后，進一步拆除支架，就出現了內側支座脫空的現象，大概有3厘米左右的寬度。

2.2 主梁側翻

在多種不利因素的作用下，曲線連續梁橋發生了切向位移，原因是扭轉約束不能承受外部因素帶來的影響，就產生了外偏心，使恒載扭矩加大了，故曲線梁體就向外側發生了變形，出現了主梁側翻的現象。例如：深圳市冰河路車公廟立交橋，采用的是單箱雙室箱梁，箱梁高2.7米，翼緣板長2.1米；橋梁在半徑為265.3米的平曲線上，橋寬12米。中間的是由3個獨柱來維持的，其他的都是雙柱維持。這座橋在預應力張拉結束后，拆掉支架造成了支架倒跨，主梁發生了側翻。

2.3 橫向滑移

在多種外部因素的影響下，包括溫度荷載和混凝土收縮徐變等，這些不利的因素讓曲線連續梁橋的曲線梁體發生了徑向位移，原因是平面位移約束不夠，使梁體無法恢復以前的位置，就出現了剩下的外側線位移，在時間慢慢累積下，就出現了梁體橫向滑移的現象。

2.4 扭轉翹曲

扭轉翹曲的主要原因是受到曲率的影響，由于主梁在豎向受到荷載作用時，出現了扭轉，主梁出現了撓曲變形，不但造成了軸向和平面彎曲的結合，也造成了豎向和扭轉的結合。曲線連續梁橋受到曲率的影響，就出現了扭轉翹曲的現象。

2.5 橫向偏位

曲線連續梁橋不僅受到了外部因素的影響，還有活載的作用，它們使曲線梁體出現了橫向偏位的病害。當然，由于瞬間的活載無法檢測到，它使梁體在支座處產生了很大的摩擦，這些摩擦的不利影響較大，使曲線梁體發生了偏移，通過多次的積累，位移漸漸的變大，就出現了橫向偏位的現象。

3 橫向偏位的病害處理方法

3.1 設置側向限位裝置

當曲線連續梁橋的支座為兩個時，可以增大這兩個支座的間距，這樣可以使支座側移減少。單點支座向外移動，主要是使曲線連續梁橋中跨部分的扭矩得到抵消，減少不利的影響。設置彈性支撐就是在梁體和防震擋塊間設置彈性支撐，通常情況下，墩臺的柔度不算太大，設置了彈性支撐后可以增大柔度。不僅使墩臺柔度得到了提高，也讓支反力減小了，通過設置彈性支撐進一步地就減小了曲線梁體的橫向位移。

3.2 梁體頂升平移

對于曲線連續梁橋的每一個墩柱，可以設置一個臨時的支撐。通過千斤頂頂起豎向梁體，在臨時墩的上面，可以增加一個滑道，通過橫向的千斤頂把曲線梁體轉移到設置的地方；接著分析下支座的變形大小；最后頂起梁體，把設置的滑道拆了，曲線梁體就自動的在墩上面了。

3.3 加固獨柱固結墩

原有的固結墩不能滿足支撐的受力，可以在兩側都加個接柱，這樣加上原來的就形成了一個多柱結構，它們起著共同支撐的作用，這樣約束加大了，可以和扭矩抵消。如果只有一個墩梁固結的橋梁在加固時可以加強固結墩。對于兩個或更多的橋梁，就需要增設強固的固結墩。如果以前加固過了，可以不處理了。

4 預防橫向偏位病害的概述

對于曲線連續梁橋來說，造成橫向偏位的原因有：計算理論的方法不全，不能全面的對受力進行分析，不能嚴格的控制張拉的預應力。

4.1 上部設計

在箱梁中設中橫隔板。因為彎矩耦合作用的影響，使得曲線連續梁橋的翹曲效應比直線橋變化大，受力復雜，設置的中橫隔板可以限制翹曲變形。

對于大曲率、單墩支承的曲線連續梁橋，可將其視為張力支座的設計，對于小半徑斜拉橋，一般采用小跨度布置，在結構上采用普通鋼筋混凝土結構。與直橋相比，來自外部的光束半徑曲線連續梁橋的受力，梁變小，所以采取豎向鋼筋的布置形式，這些稀疏的，或配筋計算后適當的安排將擴大，避免外界的損傷。上層和下層的橫向鋼筋應有足夠的長度，確保焊接時能夠搭接上，箍筋彎成 135°可以抗扭，還能夠提高抗震的作用。

對于曲線連續梁橋是一種預應力混凝土，可以在腹板上設置足夠量的鋼筋，以防止過度的徑向壓力對曲梁所造成的破壞。一般采用鋼筋的抗肋鋼筋的倒塌，對外向曲線的對外方向。一般采用塑料波紋管來減少曲線連續梁橋中預應力產生的摩擦。

4.2 下部設計

不利的影響可以設置為防止偏心軸承，對于單柱曲線連續梁橋，如果中間支座沒有偏心，可以畫出扭矩包絡圖，確定梁截面的最大和最小點曲線，查找安全位置。對曲線連續梁橋的扭矩是在安全的部分重新分配，從而降低了支架的支撐反作用力，避免梁體外翻現象，內部為空心狀態。

5 總結

本文通過對曲線連續梁橋存在的橫向偏位危害進行了分析，總結出了多種病害類型，其中最主要的危害是偏移，偏移的累積造成了橫向偏位，對曲線梁橋的正常使用受到了影響。本文提出了多種解決橫向偏位的方法，以及如何預防橫向偏位的措施，通過上部下路設計，達到預防橫向偏位的目的。在以后的曲線連續梁橋的設計中，可以采用合適的加固方法來減小很相配造成的不利影響。

[1]趙景周.獨柱支撐曲線混凝土連續箱梁橋側向位移及其加固和限位措施研究[D].西安: 長安大學,2011.

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[3]豆文彬.曲線連續梁橋橫向偏位病害處治方法研究[D].重慶交通大學,2012.