淺談曲線連續(xù)橋梁病害及加固

(重慶交通大學(xué)　重慶　400000)

一、曲線箱梁內(nèi)力和變形特點

(一)內(nèi)力特點

對曲線連續(xù)剛構(gòu)橋梁來說，其墩梁剛度比確定了橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配，而梁體的收縮、徐變及溫度變形與梁體的抗推剛度直接相關(guān)，合理的剛度比既能滿足全橋的縱向、橫向剛度，又能改善梁體內(nèi)力分布和變形。曲線的圓心角、彎扭剛度比內(nèi)力較大。曲線由軸向預(yù)應(yīng)力箱梁除了受到重力和垂直荷載的影響將產(chǎn)生彎曲扭轉(zhuǎn)變形。

(二)曲線梁橋的變形

隨著橋梁服役期的越來越長，橋梁主要平面變形和垂直變形發(fā)生，導(dǎo)致平面變形的主要因素是力量的彎曲梁的溫度變化和混凝土收縮、拉伸和混凝土徐變等。

1.橫橋向變形。彎曲梁由于溫度變化和混凝土收縮的性質(zhì)，包括弧半徑的變化，圓心角是恒定的。

2.圓心角變化。預(yù)應(yīng)力及混凝土徐變變形預(yù)應(yīng)力及混凝土徐變變形，使梁體圓心角變化。

3.墩梁固結(jié)情況。由于高墩柔性較大，對平面內(nèi)曲梁的約束相對較弱，使得墩梁在固結(jié)處發(fā)生相同的位移，從而使墩發(fā)生初彎曲，高墩再承受上部恒載和車輛荷載作用下的內(nèi)力計算變?yōu)榫哂谐鯊澢臉?gòu)件，使其極限承載力減小。

二、曲線梁橋的病害

(一)支座出現(xiàn)病害及原因

1.支座常見病害。橡膠支座是橋梁中很容易出病害的一個部位，若轉(zhuǎn)角和水平力等超出一定范圍，則會破壞支座。常見的一些病害，比如支座脫空、橡膠支座變形過大、支座偏位等。

2.支座常見病害原因。(1)橡膠支座的變形：支座的病害一般采用更換支座來處理。支座安裝時也會引起支座初始變形過大；橋梁縱坡設(shè)計過大導(dǎo)致縱向剪切變形過大；安裝時外界的溫度過高、過低，混凝土收縮徐變以及汽車制動力的作用都會引起支座過大的剪切變形。(2)施工、養(yǎng)護管理不善：板式支座安裝中有大量的問題出現(xiàn)，比如梁體支座的初始剪力很大，甚至最后導(dǎo)致支座受到破壞。(3)支座設(shè)計、布置不合理：根據(jù)各種橋型受力情況和規(guī)模，支座的設(shè)計、選擇和合理安排主要應(yīng)充分注意到了梁的平,縱向和橫向端面形狀,支座的方向運動和旋轉(zhuǎn),固定和移動的支座。

(二)橫向滑移

1.橫向滑移現(xiàn)象。一直以來由于對汽車荷載、混凝土收縮徐變、溫度變化等產(chǎn)生的效應(yīng)認識不足，致使曲線梁橋產(chǎn)生橫向偏位。

2.橫向滑移原因分析：(1)橫向梯度溫度造成兩側(cè)腹板間的溫差較大，對曲線橋橫向滑移效應(yīng)的影響較大，使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的溫度作用力。(2)橋梁上車輛的超載、重載車輛較多等情況會使荷載可能大于設(shè)計荷載，導(dǎo)致車輛離心力造成梁體所受的離心力過大。(3)部分支座實際安裝為限制縱向活動與設(shè)計不符支座的橫向限位不足。(4)橋梁縱坡大，支座約束破壞后車輛制動力加速梁體移動。(5)橋梁各橋墩處缺少限位裝置，加劇梁體的橫向爬移。

(三)擋塊破壞及其原因

擋塊破壞是曲線橋梁常見病害，產(chǎn)生這種病害有以下主要原因。

1.汽車荷載影響。匝道橋車流量大，重車較多，對橋梁結(jié)構(gòu)影響較大。活載偏載、制動力、離心力是橋梁病害發(fā)生的誘發(fā)因素。

2.溫度影響。整體升、降溫，日照溫差等會在箱梁與擋塊接觸后，產(chǎn)生一定值的反力。

3.梁體收縮影響。凝土箱梁會產(chǎn)生收縮效應(yīng)，其力學(xué)特點與整體降溫較為相似。梁體收縮將會在橋墩梁端產(chǎn)生沿匝道半徑方向向外的變形，數(shù)值相對較小；當(dāng)箱梁與擋塊接觸后，收縮荷載將產(chǎn)生一定值的反力。

4.橫、縱坡度影響。匝道橋位于一定半徑的圓曲線上，橫、縱坡度對結(jié)構(gòu)受力的影響與體系約束條件有關(guān)，當(dāng)擋塊未與結(jié)構(gòu)發(fā)生作用時，結(jié)構(gòu)重力通過各個橡膠支座按剛度分配反力;當(dāng)擋塊與結(jié)構(gòu)發(fā)生接觸，改變了結(jié)構(gòu)約束條件后，在橫、縱坡度的影響下梁體對擋塊產(chǎn)生較大的反力作用。

三、加固措施

(一)支座加固

1.增強剛度。市場豎向荷載作用下支座產(chǎn)生較小的壓縮變形，一般要求支座的收縮利徐變及活載作用下梁體的水平位移、適應(yīng)梁體轉(zhuǎn)角的需要、支座水千位移量的要求，將各層橡膠與鋼板之間涂膠粘劑加壓硫化牢固地粘結(jié)成為一體。使板式支座在豎直荷載作用下，鋼板將約束橡膠的側(cè)向膨脹，從而使垂直變形相應(yīng)減少，可大大提高支座的豎向剛度。

2.完善支座的設(shè)計。設(shè)計改善橋梁支座的設(shè)計應(yīng)該盡可能的盆式橡膠支座的設(shè)計或球面軸承,減少板橡膠的設(shè)計支持。如果使用軸承座板成本和更換的全部成本考慮,采用盆式橡膠支座可以使用板式橡膠支座比其他人更節(jié)約。

(二)橫向滑移加固

首先需要將滑移的梁體進行復(fù)位，墩頂加寬水平位移大、適應(yīng)大轉(zhuǎn)角的球形減震支座，同時考慮到施水平位移大、適應(yīng)大轉(zhuǎn)角的球形減震支座，同時考慮到施工的可操作性和安全性。

(三)擋塊加固

擋塊加固除了加強擋塊本身的強度還要控制曲線橋梁的橫向位移的減少。

四、結(jié)語

梁橋的受力情況較為復(fù)雜,本文提出常見的曲線橋梁病害，并定性地給出一些加固措施。目前曲線橋梁的病害較多，應(yīng)針對病害進行認真分析后，再進行處理。曲線橋梁的加固應(yīng)得到相關(guān)部門的重視。現(xiàn)有的加固方式也有待研究使其得到提高。