陳曉慶

摘要：道路橋梁的安全承重能力一直是道路橋梁專家關(guān)注的問題，基于此，文章將從道路地基承載能力的計算、橋梁安全承載能力的影響因素等方面探討道路橋梁安全承載能力，并提出有效提升道路橋梁安全承重能力的措施。

關(guān)鍵詞：道路；橋梁；安全；承重性能

引言

近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路行業(yè)的發(fā)展同樣勢如破竹，大跨度橋梁隨著社會的需要越來越多。目前，公路建設(shè)的地基處理大多是用灌注樁，樁基礎(chǔ)隨著公路建設(shè)的發(fā)展也越來越重要。在設(shè)計樁基礎(chǔ)和施工中，相關(guān)的工作者需要精確的計算樁基礎(chǔ)的承載能力，保障道路橋梁的設(shè)計和施工安全科學(xué)。

1 橋梁承載力的計算與分析

橋梁載荷主要是由樁基礎(chǔ)承受的，樁基礎(chǔ)受力原理有以下三個方面：

1.樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力受力原理。樁基礎(chǔ)在豎向荷載的作用下，通過對樁身下的混凝土的壓縮，向下產(chǎn)生作用力，樁側(cè)土?xí)ㄟ^對樁土界面的摩擦，產(chǎn)生一個向上的摩擦阻力，來阻擋向下作用力，這個力叫做樁側(cè)摩阻力。當(dāng)樁土界面土體向上的摩擦力達(dá)到極限時，稱為樁側(cè)極限摩阻力。樁側(cè)極限摩阻力主要受到中下土層的摩阻力的影響。

樁側(cè)摩阻力的計算是通過樁身，埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計，測量出不同荷載之下的樁身軸力的分布情況，進(jìn)而得出的。樁身會在荷載作用之下產(chǎn)生壓縮，這個壓縮至力的大小就是樁頂沉降減去樁端沉降的差值。從荷載樁身壓縮曲線可以看出，荷載和壓縮值之間的關(guān)系并不是線性的，隨著荷載的增大，樁身壓縮值會呈向下彎曲的形狀，這表明在大荷載的作用下樁身會出現(xiàn)塑性形變。

2.樁基礎(chǔ)阻力受力原理。樁端阻力是指樁身和樁側(cè)土傳遞樁頂荷載到樁端土所承受的力。極限樁端阻力是指單樁豎向極限承載力減去樁極限摩阻力得到的值。樁端阻力通常情況下會在樁側(cè)阻力發(fā)揮完之后再發(fā)揮作用。樁端阻力一般需要更多的樁基礎(chǔ)沉降才能充分發(fā)揮出來。樁端阻力和樁端位移差不多是線性關(guān)系。樁端土的受力情況十分的復(fù)雜，他一方面受到樁尖負(fù)載的作用，另一方面還會受到土體自重和樁側(cè)阻力的作用。影響單樁樁端阻力的因素有很多，例如，成樁的方法、加荷速率、樁本身的大小以及土體的特性等等。

樁端阻力的大小與樁入土深度有一定的關(guān)系：樁端阻力在樁端進(jìn)入持力層之初會隨著樁端的加深成線性增加，當(dāng)達(dá)到一定的深度之后，樁端阻力就會保持平衡，不會再隨著深度的增加而增加。

3.樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力。所謂的負(fù)摩阻力是指樁身在樁頂負(fù)荷的作用線向下產(chǎn)生一定的壓縮位移，同時樁側(cè)土體就產(chǎn)生一個的反作用摩擦阻力。樁基負(fù)摩阻力通過增加樁軸向壓縮量來增加樁端阻力。

2 橋梁安全承載性能影響因素分析

2.1 樁周土性質(zhì)

樁周土的性質(zhì)是影響樁基礎(chǔ)極限承載力最直接最重要的因素。樁周土性質(zhì)不同產(chǎn)生的樁端阻力和樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力也不盡相同。樁側(cè)土的剪切變形系數(shù)會影響樁側(cè)摩阻力作用力的發(fā)揮。

2.2成樁工藝

成樁工藝也會影響樁的承載能力，主要表現(xiàn)在成樁工藝的不同對土體就會產(chǎn)生不同程度的擾動，從而影響樁的承載能力。當(dāng)樁打入土體中時，會在一定程度上破壞土體的天然結(jié)構(gòu)，重塑樁周圍的土，在樁打進(jìn)土體過程中樁會急速擠壓周圍的土，引起孔隙水壓力的急劇上升，進(jìn)而使有效應(yīng)力降低。

2.3樁長與樁徑比

樁長和樁徑比也會影響樁基礎(chǔ)的承載能力。在樁進(jìn)入持力層之初，樁端阻力會隨著深度的增加而呈線性增長，樁端阻力在達(dá)到臨界值之后，隨著樁進(jìn)入深度的增加，樁端阻力基本保持不變。此外，樁長和樁徑的比也會影響荷載的傳遞，進(jìn)而影響單樁極限承載力。

3、提升道路與橋梁安全承重性能的措施

提升道路橋梁安全承重能力的措施主要包括；

3.1增加截面法

增加截面法是目前最常見、最成熟的方法。這種方法主要是在加大混凝土的尺寸，增加鋼筋，并使增加的受力鋼筋和原結(jié)構(gòu)形成整體，進(jìn)而有效的增加受力鋼筋的面積，提高結(jié)構(gòu)的剛性，提升橋梁的承載能力。增加截面法主要的目的是增加結(jié)構(gòu)的受力區(qū)，提高結(jié)構(gòu)的抗壓抗拉能力。

3.2橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

橋面補(bǔ)強(qiáng)加固法是在橋面板上重新鋪一層鋼筋混凝土，來增加橋面板的截面，提高橋梁的整體剛性，進(jìn)而提高橋梁承載能力的一種提高橋梁承載能力的方法。

3.3增加橫系梁加固法

在橋梁的剛度不強(qiáng)的情況下，增加橫系梁可以提升橋梁的整體剛性，從而防止在偏載情況下橋梁承受過重的壓力而導(dǎo)致變形。1.增加橫向聯(lián)系拉桿

增加橫向聯(lián)系拉桿能夠有效的降低橫系梁的承重。如果橫系梁結(jié)構(gòu)偏弱時，尤其是橫系梁出現(xiàn)環(huán)向裂縫的時候，就表明橫系梁的抗拉能力不夠，這時候需要增加橫向聯(lián)系拉桿，增加橫向聯(lián)系拉桿能夠有效的改善之前的橫向聯(lián)系的應(yīng)拉力，制約橫向的移動，進(jìn)而有效的提高橋梁橫向強(qiáng)度和穩(wěn)定性。2.增加立柱、縱梁間橫系梁增加立柱。將鋼筋混凝土斜撐結(jié)構(gòu)做成X形的剛性交叉形狀，將立柱植入到各端之后再澆筑一層混凝土，保證斜撐和立柱能夠成為一個整體。此外，還可以將橫系梁增設(shè)在分離式雙幅橋的立柱之間。斜撐和橫系梁的增加能夠共同作用提高橋梁的整體性，進(jìn)而提高橋梁的承重能力。增加橫梁能夠有效的改善活動載重的橫向分布情況，促使活動載重能夠均勻的分布在橋梁之上。值得注意的是，橫梁設(shè)置的過多并不好，他會增加橋梁的恒載受力，制約了橋梁加固的效果。

3.4總結(jié)套箍加固法

在橋梁加固中，套箍加固法主要自由外包鋼套箍和鋼筋混凝土套箍這兩種方法。1.外包鋼套箍法是指利用乳膠水泥粘貼或是環(huán)氧樹脂澆灌等方法粘結(jié)角鋼或鋼板，將立柱用鋼板包裹，從而實(shí)現(xiàn)外包鋼加固，這種方法不僅能夠提高橋梁的剛性和延性，最主要是能夠提高橋梁的承載能力。2.鋼筋混凝土套箍法 是指增加環(huán)狀鋼筋混凝土套箍將拱肋包裹，來提升橋梁的承載能力的方法。在進(jìn)行鋼筋混凝土套箍施工之前，需要對橋梁的主要拱圈進(jìn)行錨爪處理，錨爪的工具主要是鋼爪釘和高標(biāo)號砂漿錨。這樣能夠防止橋梁裂縫進(jìn)一步發(fā)展，最后進(jìn)行套箍封閉。鋼筋混凝土套箍法除了能夠提升橋梁的承載能力，還能保護(hù)橋梁的拱圈不受水和風(fēng)的侵蝕。

3.5箱型關(guān)鍵截面轉(zhuǎn)換加固法

箱型關(guān)鍵截面轉(zhuǎn)換加固法主要是指利用鋼筋混凝土箱將橋梁的拱肋全部或是部分封閉，從而增加橋梁的橫系梁的抗扭強(qiáng)度，在改善橋梁荷載分布的基礎(chǔ)上，提高橋梁的整體承受能力，從而避免橋梁在偏載的情況下單承受過大，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)變形。箱型關(guān)鍵截面轉(zhuǎn)換加固法通過多片拱肋的作用，增加橋梁的抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)提高橋梁承載力的目的。

4、結(jié)束語

總而言之，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸對道路橋梁的承載能力的要求把越來越高。如果對橋梁承載能力的分析計算不當(dāng)，會對橋梁的設(shè)計和施工造成很大的失誤，嚴(yán)重時會造威脅橋梁工程的安全。由此，相關(guān)工作人員要在熟知各種橋梁新工藝和受力原理、變形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對橋梁承載力的分析，并作出精確的計算，從而確保橋梁的承載能力達(dá)到要求，保證橋梁的安全。

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