高速上跨獨柱墩橋梁抗傾覆加固分析

文/邱冬、李超

1 前言

早期建設的四跨三獨柱墩形式的高速支線上跨橋其抗傾覆能力對于現行規范大多皆已不滿足要求，為保障橋梁使用的安全性，需對不滿足抗傾覆能力的橋梁進行加固改造[1]。對于加固的獨柱墩橋梁不僅要考慮使其加固后的抗傾覆能力滿足現行要求，還要考慮加固的位置不會影響橋下通行空間，具有一定的施工空間及條件保障施工的可行性。橋、案例2 為老居分離立交、案例3 為K827+360 分離立交[2]。橋梁相關信息及加固前抗傾覆穩定系數見表1，上部結構形式圖見圖1。

表1 上跨獨柱墩橋參數信息表

圖1 橋墩及橋臺截面圖/cm

2 工程概況

本文梳理了江西省內已修建的四跨三獨柱形式的獨柱墩橋梁，通過歸納從中挑選出3 座其上部結構形式一致的作為分析目標。案例1 為三子塘支線上跨

3 抗傾覆分析內容

從三座獨柱墩上跨橋中選出抗傾覆性能最差的K827+360 分離立交做加固分析，按照現行的規范要求通過某有限元軟件進行計算，案例加固前后都將按照竣工圖紙與現行規范要求統一用公路II 級用作驗算荷載，加固方式選用單支撐改多支撐加固方法。加固支座最大間距以梁低4m 的寬度為參考，設為3.6m。活載分析中車道的布載將以最大偏心來考慮，因橋寬為8m，以影響最大的單車道來考慮活載。驗算分析暫不考慮橋梁的技術狀況檢查這一因素，如主梁、橋墩結構變位、結構裂縫、支座脫空等對抗傾覆能力的影響。

4 驗算結果及分析

4.1 驗算結果

如果橋與路正交情況，則選擇加固中墩，加固支座平時不參與受力，結果橋臺支座未出現負反力，橫向抗傾覆系數為最小為3.49，計算數據詳見下表2。

表2 K827+360 分離立交中墩加固驗算表

根據竣工圖紙情況，K827+360 分離立交與橋下道路為斜交，中墩加固可能影響交通空間，由此再次考慮加固一處邊墩，加固支座平時不參與受力，結果橋臺一側出現負反力，橫向抗傾覆系數為最小為3.06，計算數據詳見下表3。

表3 K827+360 分離立交邊墩加固驗算表

4.2 驗算分析

選定的高速支線獨柱墩上垮橋加固中墩時，計算結果皆滿足現行規范的要求，選擇加固邊墩時特征狀態1 驗算不滿足要求，特征狀態2 驗算滿足要求。通過數據可以看出加固位置的不同對結果有著一定的影響，加固中墩穩定性偏向均衡，加固邊墩偏遠一側的橋墩可能會不滿足要求，需要進行額外的加固改造[3]。

5 結語

獨柱墩橋梁若需針對橫向抗傾覆能力進行加固設計，在不影響橋下交通及施工空間的條件下可以考慮對中部墩柱進行加固。中部墩柱加固條件不滿足的情況下可以選擇加固邊墩，加固后進行加固核驗如果仍不滿足要求，則考慮加固另一側的邊墩，進行對稱加固，或者選擇對另一側橋臺進行端部加長處置，拉長支座間距。