裴 洋，朱中華

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

綿茂公路某連續(xù)T梁橋病害分析及處治

裴 洋，朱中華

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

文章以四川省綿竹至茂縣公路茂縣段一期工程某連續(xù)T梁橋?yàn)槔榻B了橋梁病害分析及處治的設(shè)計(jì)過(guò)程。根據(jù)地勘報(bào)告、檢測(cè)報(bào)告、監(jiān)測(cè)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并收集相關(guān)資料，分析病害形成原因，最終確定處治方案，可供類似橋梁病害處治設(shè)計(jì)借鑒。

連續(xù)T梁；病害分析；加固；頂升；抗滑樁

1 工程概況

某橋跨徑布置為4×25 m，全長(zhǎng)108.0 m。上部采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力砼T梁。下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)為U型橋臺(tái)、板凳式橋臺(tái)、鉆孔樁基礎(chǔ)；橋墩為柱式墩、鉆孔樁基礎(chǔ)。橋臺(tái)處采用GYZF4 350×87 mm四氟滑板橡膠支座，橋墩處采用GYZ500×90 mm板式橡膠支座。本橋平面位于R=700 m和R=400.29 m，ls=60 m的左彎平曲線上；縱斷面位于i=2.7%上坡段上。橋址區(qū)在區(qū)域上為龍門山斷裂帶的后山斷裂的茂汶斷層的北東段，橋梁跨越?jīng)_溝而設(shè)。工程地質(zhì)勘察表明，橋址處由原地面向下，分別分布有碎石土、強(qiáng)風(fēng)化千枚巖、中風(fēng)化千枚巖，橋位處地勢(shì)起伏較大，工程地質(zhì)條件相對(duì)較好，于2013年前完工。

橋梁施工后從橋梁上游40 m施工便道處斜坡至下部70～100 m斜坡均為工程棄渣（人工堆積）土所覆蓋，堆積物松散，主要為碎石土，順橋處斜坡堆積，厚度3～9 m不等，其中2號(hào)橋墩處人工填土厚度4.5～8 m。2013-07-09降雨后在人工堆積坡頂處可見多處與斜坡坡面垂直的弧形拉張裂縫，裂縫寬度達(dá)3～10 cm,長(zhǎng)度18～20 m，該橋2號(hào)墩向坡外平移37 cm，帽梁防震擋塊被剪裂，底系梁出現(xiàn)裂縫，斜坡部分地帶發(fā)生土體坍塌現(xiàn)象，支座被混凝土覆蓋及發(fā)生剪切變形。

2 病害原因分析

根據(jù)地勘報(bào)告、檢測(cè)報(bào)告、監(jiān)測(cè)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并收集相關(guān)資料，分析病害形成原因如下：

2.1 特大暴雨

“ 2013.7.9 ”特大暴雨前，四川省已經(jīng)歷9次強(qiáng)降雨過(guò)程，其中2013-06-29～07-06又連續(xù)經(jīng)歷了兩場(chǎng)區(qū)域性暴雨過(guò)程。從2013-07-07晚開始，遭受了此輪特大暴雨襲擊。此次降雨持續(xù)時(shí)間特別長(zhǎng)，從7日晚開始，截至12日，持續(xù)6 d。降雨區(qū)域連片集中，從7日晚到10日，強(qiáng)降雨中心一直停留在廣元西部、綿陽(yáng)、德陽(yáng)、成都、雅安等地震重災(zāi)區(qū)，汶川、蘆山地震災(zāi)區(qū)納入國(guó)家規(guī)劃的46個(gè)極重災(zāi)縣中，有27個(gè)縣超過(guò)100 mm，12個(gè)縣超過(guò)特大暴雨。10個(gè)縣降雨總量為1961年以來(lái)同期最大，其中綿竹清平、都江堰降水總量分別為835 mm、712.1 mm，突破歷史極值，都江堰幸福鎮(zhèn)5 d降水總量達(dá)到1 129 mm，超過(guò)都江堰1 121 mm的平均年降雨量，為百年一遇［1］。

大量雨水和地表流水滲入堆積層形成地下水，導(dǎo)致橋位區(qū)松散堆積層飽水，土體抗剪強(qiáng)度降低，其重度增加。2號(hào)墩于2013-07-09后發(fā)生位移變形，降雨是其中重要的誘發(fā)因素之一。

2.2 有感地震

根據(jù)“中國(guó)地震信息網(wǎng)”發(fā)布的2013—2015年地震歷史信息查詢可知，發(fā)生在四川省內(nèi)，距離本項(xiàng)目200 km內(nèi)，5級(jí)以上地震共5次。距離本項(xiàng)目600 km范圍內(nèi)2013—2015年5級(jí)以上地震統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1　 地震歷史信息統(tǒng)計(jì)表

2.3 工程活動(dòng)由于施工時(shí)在橋梁的上部斜坡修建施工便道，并沿施工便道向橋下斜坡堆放施工棄渣，在橋左側(cè)及橋下堆積了大量的棄土，造成2號(hào)、3號(hào)等橋墩下部被掩埋，增加了橋墩基礎(chǔ)的荷載，由于棄渣屬于人工填土，密實(shí)性較差，斜坡表層松散土體更易于大氣降水的入滲軟化滑面并增加滑坡體重量，其抗剪強(qiáng)度降低，從而誘發(fā)堆積土體滑動(dòng)擠壓橋墩，因此工程棄渣不合理堆放是橋墩位移變形的重要影響因素之一。

2.4 綜合分析滑坡中后緣以施工便道下面的弧形裂縫為界，前緣以橋下70 m陡坎為界，左右兩側(cè)邊界分別以2號(hào)墩向左右延伸為界，滑坡長(zhǎng)約50 m，寬20～30 m，主滑方向17°，滑體平均厚約10 m，面積約0.12×104m2，總方量約1.2×104m3，規(guī)模等級(jí)為小型，屬松散堆積層推移式滑坡。對(duì)滑坡的形成條件及主要的影響因素綜合分析可知，滑坡的變形破壞原因主要是橋位所處較陡的斜坡地形、較厚的松散堆積物，特別是在橋左側(cè)及橋下堆積了大量的棄土，造成2號(hào)、3號(hào)等橋墩下部被掩埋，增加橋墩基礎(chǔ)的荷載，斜坡土體受強(qiáng)降雨影響，大量雨水和地表流水滲入堆積層，形成地下水，使橋位區(qū)松散堆積層飽水，土體重度增加，抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致土層滑動(dòng)擠壓橋墩，造成2號(hào)墩發(fā)生位移等變形現(xiàn)象。

根據(jù)滑坡的勘察資料及2號(hào)橋墩位移、底系梁出現(xiàn)裂縫等變形現(xiàn)象綜合分析，認(rèn)為2013-07-09的降雨所引起的該橋2號(hào)橋墩處的橋體變形主要為人工堆積層滑動(dòng)擠壓導(dǎo)致橋墩滑移變形，其次為沿基覆界面的滑動(dòng)引起的。目前整個(gè)滑坡區(qū)處于蠕滑變形階段，滑坡整體在天然工況條件下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)、在暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

橋址區(qū)每年有數(shù)月的集中降水期。橋址區(qū)覆蓋層和巖體干濕交替規(guī)律明顯，導(dǎo)致物理力學(xué)性質(zhì)不斷變化，引起局部山體巖層和覆蓋層不斷產(chǎn)生微量下滑。T梁架設(shè)完畢后，經(jīng)歷了多次有感地震。這些有感地震導(dǎo)致橋址區(qū)的局部山體巖層和覆蓋層也產(chǎn)生多次微量下滑。

局部山體巖層和覆蓋層的下滑引起部分橋墩（含樁基）產(chǎn)生橫橋向整體性偏移。橋墩在橫橋向整體性偏移的過(guò)程中，T梁因結(jié)構(gòu)連續(xù)的特征和支座約束的影響，橫向變位較小，從而導(dǎo)致部分橋墩蓋梁擋塊與T梁間距減小或發(fā)生抵觸。

蓋梁擋塊與T梁發(fā)生抵觸形成對(duì)墩柱橫向變形的約束，引起蓋梁擋塊與T梁相互擠壓，從而導(dǎo)致部分蓋梁擋塊的破壞。蓋梁擋塊與T梁的抵觸約束了墩柱整體結(jié)構(gòu)的變形，從而引起系梁開裂。

通過(guò)對(duì)橋梁所處邊坡深層位移監(jiān)測(cè)，結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果曲線位移圖分析認(rèn)為，由于橋梁所在坡體在雨季強(qiáng)降雨排水不暢，地表匯集水下滲使堆積物積水，在軟弱夾層形成蠕動(dòng)。各監(jiān)測(cè)孔存在不同程度的蠕變現(xiàn)象，雨季過(guò)后各監(jiān)測(cè)孔相對(duì)變形有所收斂。因此，當(dāng)工程地質(zhì)條件等因素改變時(shí)，地下水將會(huì)影響到該坡體的穩(wěn)定性。

3 處治方案

3.1 墩柱、樁基、系梁

1#～3#墩柱都存在不同程度傾斜，垂直度范圍為0.105%～0.334%，大部分墩柱朝小里程與右側(cè)傾斜，其中2#～3#墩柱的墩柱頂偏移量均超過(guò)了20 mm，且傾斜最大的2-1#墩柱垂直度為0.334%，墩柱頂偏移量為59 mm。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，2#～3#墩柱垂直度超過(guò)了規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定值“ 0.3%H且不大于20 mm ”［2］；低應(yīng)變反射波檢測(cè)結(jié)果表明各基樁樁身較完整，未見明顯缺陷，但2-2#樁局部存在異常信號(hào)；根據(jù)旁孔透射波法檢測(cè)信號(hào)分析，2-2#樁的檢測(cè)樁長(zhǎng)為23.9 m，檢測(cè)信號(hào)的首波到達(dá)時(shí)間-深度曲線僅存在一處拐點(diǎn)，說(shuō)明樁身不存在樁身全斷面斷裂的情況；從鉆孔雷達(dá)檢測(cè)信號(hào)曲線可見，2-2#樁基未見明顯的異常信號(hào)；綜合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，認(rèn)為2-2#樁基樁身較完整，可綜合判定為Ⅱ類樁。

對(duì)橋體上部斜坡填土進(jìn)行減載，減緩或降低滑坡體對(duì)橋墩的推移和擠壓；對(duì)2#橋墩進(jìn)行加固處理，在樁基周圍增加4根直徑為1.6 m樁基及3 m厚承臺(tái)，在原墩柱、樁基、系梁植筋后，使新增承臺(tái)與原墩柱、樁基、系梁進(jìn)行連接；對(duì)2#橋墩外包20 cm厚鋼筋混凝土，根據(jù)墩柱傾斜方向及垂直度要求適當(dāng)調(diào)整外包鋼筋混凝土平面，并保證新澆混凝土層的最小厚度不宜小于15 cm；新老混凝土結(jié)合面處，原樁基、墩柱、系梁的表面應(yīng)鑿成凹凸差不小于6 mm的粗糙面［3］。

3.2 支座

1#墩頂部分支座被混凝土覆蓋；2#墩頂支座上鋼板隨梁體向左發(fā)生滑移，除2-2#支座外，其他3個(gè)支座都存在向左的剪切變形，最大剪切變形量約6.5 cm；3#墩頂支座都存在向右與小里程側(cè)剪切變形，變形量約1 cm。

對(duì)全橋T梁進(jìn)行頂升，橫橋向應(yīng)嚴(yán)格同步，更換全橋支座，新更換支座與原設(shè)計(jì)支座使用功能及幾何尺寸一致。

3.3 防震擋塊

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，鑿除2#墩左側(cè)蓋梁損壞部分及擋塊混凝土，切除原擋塊鋼筋，保留蓋梁部分鋼筋，重新澆筑40 cm鋼筋混凝土擋塊，新增擋塊部分鋼筋與原蓋梁內(nèi)鋼筋進(jìn)行連接，并在新建防震擋塊內(nèi)側(cè)粘貼橡膠緩沖塊。

3.4 滑坡處治

（1）支擋措施

為減少巖體蠕動(dòng)對(duì)橋梁樁基影響，在2#橋墩樁基下方距離橋梁中心線10 m處設(shè)置抗滑樁支擋，樁橫斷面尺寸2.0 m×3.0 m，樁長(zhǎng)30 m，樁間距6 m，共6根。

（2）排水措施

為減少降雨對(duì)坡面沖刷，雨水滲入坡體，沿滑坡邊線5 m外增設(shè)截排水溝。同時(shí)，為了保護(hù)橋墩不受滑坡體上雨水沖刷，在2#橋墩樁基下游6.5 m處兩側(cè)增設(shè)截排水溝將水匯聚到溝底沿排水溝排出滑坡體。

4 橋梁頂升要點(diǎn)

橋梁同步頂升是一項(xiàng)復(fù)雜且?guī)в形ｋU(xiǎn)性的工程，如何確保梁體在頂升過(guò)程中不受損壞是橋梁同步頂升工程的關(guān)鍵［4］。

4.1 頂升系統(tǒng)

為保證頂升過(guò)程中的同步性，保證梁體結(jié)構(gòu)的安全，應(yīng)采用PLC 控制液壓同步頂升系統(tǒng)。PLC控制同步頂升技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)日趨成熟的施工技術(shù)。它在施工技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益方面的優(yōu)勢(shì)已得到大量實(shí)踐的證明［5］。采用位置閉環(huán)控制時(shí)，同步精度應(yīng)達(dá)到±1 mm。

系統(tǒng)應(yīng)具有：位移誤差的控制；行程控制；負(fù)載壓力控制；緊急停止功能；誤操作自動(dòng)保護(hù)功能等。同時(shí)油缸液控單向閥可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負(fù)載有效的支撐。所有油缸既可同時(shí)操作，也可單獨(dú)操作。

4.2 頂升流程及限位裝置

橋梁頂升應(yīng)分聯(lián)同步進(jìn)行，頂升前應(yīng)對(duì)伸縮縫部位進(jìn)行適當(dāng)清理，拆除相鄰聯(lián)間的伸縮縫膠條，以免產(chǎn)生摩擦。

為避免頂升過(guò)程中橋梁產(chǎn)生橫、縱向偏移，應(yīng)設(shè)立限位裝置，限位裝置在橋面伸縮縫兩側(cè)設(shè)置。

限位裝置由限位鋼結(jié)構(gòu)柱和平面桁架組成，平面桁架卡在限位鋼結(jié)構(gòu)中間，使梁體頂升時(shí)可以豎向位移，但不得有水平位移。

4.3 頂升重量

根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)文件，上部結(jié)構(gòu)恒載重量約1 600 t。由此計(jì)算得知，橋墩處恒載約400 t，橋臺(tái)處恒載約200 t。

千斤頂必須采用雙向千斤頂，千斤頂?shù)呐渲冒错斏亓康?倍安全系數(shù)考慮，擬采用200 t千斤頂。頂升前施工單位需對(duì)單點(diǎn)頂升力復(fù)核確認(rèn)。

4.4 頂升過(guò)程控制

在頂升及落梁時(shí)速度應(yīng)嚴(yán)格控制按比例、同步進(jìn)行。以每聯(lián)梁體在頂升、落梁過(guò)程中，作剛體平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，不發(fā)生梁體自身變形為原則。

根據(jù)設(shè)計(jì)給出的支座安裝高度來(lái)控制頂升高度，現(xiàn)場(chǎng)頂升時(shí)應(yīng)根據(jù)千斤頂位置，計(jì)算千斤頂位置的具體頂升高度，用于頂升控制。

梁體頂升可分階段進(jìn)行，每一階段完成后，應(yīng)設(shè)置臨時(shí)墊塊，臨時(shí)墊塊應(yīng)與分配梁接觸緊密，然后調(diào)整千斤頂繼續(xù)頂升。頂升達(dá)到設(shè)定位置后，在橋下進(jìn)行支座更換。

4.5 支撐體系

支撐體系施工單位可按照自身

的設(shè)備情況自行選擇，但必須保證支撐體系穩(wěn)定可靠，保證具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。例如：鋼支撐體系、利用墩頂及蓋梁支撐

4.6 注意事項(xiàng)

（1）施工單位必須具有特種專業(yè)工程專業(yè)承包資質(zhì)，具有類似工程施工經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)。

（2）所有的支撐、臨時(shí)墊塊、限位裝置等均應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性［6］。

（3）在頂升、落梁及臨時(shí)支撐等任何施工狀態(tài)下，每聯(lián)梁體均只發(fā)生平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，不允許發(fā)生梁體自身變形，同時(shí)應(yīng)做好應(yīng)力監(jiān)測(cè)工作。施工單位應(yīng)根據(jù)千斤頂及臨時(shí)支座安放位置，復(fù)核結(jié)構(gòu)在頂升力作用下強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。

（4）施工平臺(tái)應(yīng)保證安全可靠，保證施工人員和設(shè)備安全。

（5）頂升過(guò)程中需做好第三方監(jiān)測(cè)工作，以保證施工安全和施工質(zhì)量。

5 結(jié)論

對(duì)橋體上部斜坡削方減載后，邊坡整體穩(wěn)定性較好，這與近一年來(lái)邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果基本吻合；在樁基周圍增加樁基和承臺(tái)，通過(guò)植筋使新增承臺(tái)與原墩柱、樁基、系梁進(jìn)行連接，對(duì)2#橋墩進(jìn)行加固處理；對(duì)2#橋墩外包鋼筋混凝土，使糾偏后的墩柱垂直度滿足規(guī)范要求；在2#橋墩樁基下方設(shè)置抗滑樁支擋及橋梁周圍設(shè)置截排水溝，可減少巖體蠕動(dòng)及雨水對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響，上述處治措施，可供類似橋梁病害處治設(shè)計(jì)借鑒。

［1］譚小平.四川省抗擊“ 2013.7.9 ”特大暴雨洪災(zāi)［J］.中國(guó)防汛抗旱，2013，23（5）：1-2.

［2］JTG F80/1—2004公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（第一冊(cè)土建工程）［S］.

［3］JTG/T J22—2008公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］侯昭光，趙洲清，王萬(wàn)平.基于PLC控制的液壓同步橋梁頂升系統(tǒng)［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2011（6）：28-31.

［5］袁臻，朱文霞，肖漢.PLC同步頂升系統(tǒng)在高速公路橋梁改造中的應(yīng)用［J］.中外公路，2013（5）:170-173.

［6］JTG/T J23—2008公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范［S］.

Disease Analysis and Treatment Method of A Continuous T Beam Bridge in Mianmao Road

Pei Yang, Zhu Zhonghua
（JSTI Group, Nanjing 210017, China）

Taking a continuous T bridge in Mianmao road as an example, this paper introduced bridge disease analysis and treatment method. According to the geological investigation reports, test reports, monitoring reports and on-site investigation, this paper analyzed disease causes and determined the treatment by collecting relevant information. It could be taken as reference for similar bridge disease treatment design.

continuous T beam; disease analysis; reinforcement; jacking; slide pile

U445.7

B

1672-9889（2016）04-0047-03

裴洋（1982-），女，江蘇泗洪人，工程師，主要從事道橋設(shè)計(jì)工作。

2015-10-13）