劉 陽(yáng)

(河北衡德高速管理處)

獨(dú)柱墩橋梁已被廣泛應(yīng)用于我國(guó)城市立交、高速匝道橋梁。該種結(jié)構(gòu)具有減少占用土地、改善下部結(jié)構(gòu)布局、視覺(jué)通透、線條流暢和橋型美觀的優(yōu)點(diǎn)。但近年來(lái)，隨著交通流量的不斷增大及車(chē)輛超載現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)該種結(jié)構(gòu)形式的橋梁在使用過(guò)程中已經(jīng)多次發(fā)生橋梁傾覆事故這些事故造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和極其惡劣的社會(huì)影響。

為了最大限度降低安全隱患，河北省高速公路管理局下發(fā)了《關(guān)于對(duì)高速公路獨(dú)柱橋梁采取防傾覆措施的通知》，結(jié)合現(xiàn)行的公路橋梁規(guī)范在抗傾覆性能方面的規(guī)定與要求，考慮超車(chē)荷載的影響，衡德高速公路對(duì)躍進(jìn)渠獨(dú)柱墩橋進(jìn)行了加固處理。

1 獨(dú)柱墩橋結(jié)構(gòu)作用機(jī)理

獨(dú)柱墩就是一種單柱單支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式，用來(lái)支撐梁板等上部結(jié)構(gòu)。采用獨(dú)柱墩式結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在橋面中間只有一個(gè)支點(diǎn)，由于其截面下緣有部分弧線，且獨(dú)柱墩墩頂較窄，使同一墩頂支座布置的橫向間距不大，在汽車(chē)荷載作用下，對(duì)結(jié)構(gòu)抗橫向傾覆穩(wěn)定非常不利。如果超載車(chē)輛沒(méi)有沿橋梁中線行駛，橋梁結(jié)構(gòu)的各主要部件受力不均，像是成了一個(gè)“蹺蹺板”。容易出現(xiàn)橋梁外側(cè)超載，內(nèi)側(cè)卸載的偏載情況，在車(chē)輛活載、離心力等荷載效應(yīng)下有的引起主梁開(kāi)裂，有的引起墩柱開(kāi)裂，還有的引起主梁向外偏轉(zhuǎn)或向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致“支座脫空”現(xiàn)象，最終使得梁體有傾覆失穩(wěn)的可能。

2 衡德高速加固技術(shù)方案分析

2.1 衡德高速公路躍進(jìn)渠獨(dú)柱墩橋工程概況

K79+790躍進(jìn)渠大橋橋位處平曲線半徑R=7000m，豎曲線半徑R=27600m，本橋斜跨躍進(jìn)渠，該渠道正寬37m，與衡德公路交角25°。本大橋由上行橋與下行橋組成，上行橋與下行橋均為7孔，橋梁?jiǎn)畏鶎挾葹?1.5m凈寬+2×0.5m 墻式護(hù)欄，上部結(jié)構(gòu)采用20.55+5×25+20.55m單箱雙室預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，箱梁頂寬12.5m，底板寬7m，高1.2m，腹板鉛垂，頂板，底板斜置以形成橋面2%的橫坡，主梁縱向?yàn)榈雀呓孛?。橋臺(tái)為Ф110cm樁柱式橋臺(tái)，1-6#墩均為Ф150cm鋼筋混凝土圓截面獨(dú)柱墩，柱頂均設(shè)高度1m厚10mm鋼板箍。兩側(cè)橋臺(tái)蓋梁設(shè)三個(gè)GJZF4300×600×60mm 四氟滑板式橡膠支座，1、2、5、6號(hào)橋墩墩頂設(shè)GPZ8000DX盆式支座，中間3、4號(hào)橋墩墩頂與箱梁固結(jié)，獨(dú)柱墩下設(shè)550×550cm承臺(tái)，承臺(tái)下設(shè)四根?Ф120cm鋼筋混凝土灌注樁。橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)-超20，掛車(chē)-120。

2.2 衡德高速公路躍進(jìn)渠獨(dú)柱墩橋加固技術(shù)方案

為有效提高橋梁防傾覆能力，提高結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，采用增加橫向支撐的方式進(jìn)行加固治理。對(duì)主渠道外的1、2、5、6號(hào)橋墩增加橫向支撐。在原承臺(tái)橫向新增兩根直徑為Φ80cm的鋼筋混凝土墩柱，柱頂設(shè)GPZ(Ⅱ)1.5SX型雙向盆式活動(dòng)支座。

2.3 加固技術(shù)方案驗(yàn)證

使用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算常用軟件MIDAS/CIVIL2006進(jìn)行建模，計(jì)算支座在偏載下反力采用梁格模擬計(jì)算。驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)采用4輛165t載重汽車(chē)進(jìn)行偏載驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果如下。

4-165t汽車(chē)偏載情況下0、7號(hào)橋臺(tái)邊支座反力情況

4-165t汽車(chē)偏載情況下3、4號(hào)固結(jié)墩承力情況

由計(jì)算結(jié)果可知，增加支撐以后，該橋在一列特殊載重車(chē)隊(duì)(4輛載重車(chē))的偏載作用下，橋臺(tái)邊支座不出現(xiàn)脫空，固結(jié)墩承載力滿(mǎn)足要求。因此，加固后橋梁的防傾覆安全儲(chǔ)備有了一定的提高，該方案在很大程度上提高了橋梁的防傾覆能力。

3 衡德高速公路躍進(jìn)渠獨(dú)柱墩橋加固技術(shù)建議

(1)墩柱應(yīng)采用整體鋼模板，每節(jié)高度應(yīng)不小于2m，應(yīng)注意接縫處的質(zhì)量。

(2)鋼筋混凝土柱的澆筑采用泵送頂升澆灌法結(jié)合現(xiàn)澆法進(jìn)行澆筑。泵送頂升澆灌法采用混凝土輸送泵將混凝土從低處往高處頂升一次泵送完成。若泵送頂升澆灌法施工困難，可考慮配合現(xiàn)澆法進(jìn)行施工，為防止混凝土離析，要求澆筑混凝土自由傾落高度不超過(guò)2m。

(3)新增橋墩施工完成后在其表面刷防腐油漆。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)國(guó)內(nèi)近幾年發(fā)生的獨(dú)柱墩橋梁傾覆倒塌事故，即使最終責(zé)任認(rèn)定是超載嚴(yán)重，為了安全起見(jiàn)也有必要對(duì)橋墩進(jìn)行一定的加固。這對(duì)于全國(guó)的橋梁養(yǎng)護(hù)都有借鑒意義。應(yīng)該呼吁全國(guó)獨(dú)柱墩橋梁“都進(jìn)行加固處理，防患未然”。

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［1］鐘豪，陳孔令，汪磊，等.獨(dú)柱墩橋連續(xù)箱梁橋抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算分析［J］.價(jià)值工程，2013，32(9):45-47.

［2］汪海濤.獨(dú)柱墩橋匝道橋抗傾覆研究［J］.科技信息，2011，(9):334-336.

［3］吳宏曉.連續(xù)獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆安全評(píng)價(jià)及加固設(shè)計(jì)方案［J］.城市道橋與防洪，2010，4(4):88-90.