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        廣東省某S型橋梁長期健康監(jiān)測分析

        2017-03-09 05:16:10張景科
        大陸橋視野·下 2017年1期

        張景科

        【摘 要】為保證某S型橋梁的安全使用性能,筆者在近幾年對該橋進行了詳細的監(jiān)測,通過其垂直位移和水平位移的計算分析,并結(jié)合現(xiàn)場橋梁工作狀態(tài)及各個部位的運營照片,做到了計算結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場實際情況,通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)橋梁使用的安全隱患,為橋梁安全使用提供技術(shù)借鑒。

        【關(guān)鍵詞】S型橋梁;健康監(jiān)測;位移

        一、橋梁概況

        依托工程是廣東省內(nèi)某高速公路大橋,全長835.498米,平面位于三個交點組成的兩段S形曲線上,相應的圓曲線半徑分別為310m,310.46m和376.59m,見圖1。橋梁為左右幅分離式橋,上部構(gòu)造采用預應力砼連續(xù)箱梁,設(shè)計為雙向4車道。其左右幅分別由6聯(lián)組成,箱梁為雙幅單箱單室,每孔跨中及支點處設(shè)置橫隔板。每聯(lián)端部設(shè)置雙支座,其余為單支座。

        經(jīng)初步檢測,發(fā)現(xiàn)該橋各聯(lián)間存在較大的相對位移。

        二、監(jiān)測工作

        (一)垂直位移監(jiān)測點布設(shè)和測量方法

        由于該橋跨越河流且橋下障礙較多,橋墩垂直位移監(jiān)測點和橋面垂直位移監(jiān)測點均布置在橋面上,橋墩垂直位移監(jiān)測點布置在墩頂對于的橋面上,與橋面垂直位移監(jiān)測點共有。監(jiān)測點沿行車道兩邊在第一聯(lián)和第六聯(lián)每孔跨中、1/4跨和支點上用沖擊鉆鉆孔,打入鋼釘或膨脹螺絲布設(shè),布點圖如圖1所示。

        橋墩垂直位移監(jiān)測和橋面高程監(jiān)測按二等水準測量要求,使用徠卡精密水準儀NA2+測微器GPM3和銦鋼水準標尺進行。通過比較后續(xù)的各期觀測值與原始高程數(shù)據(jù)的差值,計算各高程監(jiān)測點變化值。

        (二)水平位移監(jiān)測點布設(shè)和測量方法

        為減少行車荷載對監(jiān)測結(jié)果的影響,橋面水平位移監(jiān)測點布置在位于一端橋頭的第六聯(lián)。根據(jù)現(xiàn)場通視情況,在墩頂橋面或者對應的防撞欄上布置監(jiān)測點。在每幅橋面外側(cè)橋頭處各設(shè)置一個定向基準點,在周圍合適位置布設(shè)測量基點,左右幅各作為一組觀測,布點圖見圖2。

        三、監(jiān)測結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

        (一)垂直位移監(jiān)測結(jié)果

        2012、2013、2014年的橋墩垂直位移和橋面垂直位移監(jiān)測結(jié)果見圖8。第一次沉降為2012年高程值減去2013年高程值,第二沉降為2013年高程值減去2014年高程值,累計沉降為2012年高程值減去2014年高程值,單位mm。正值表示下沉,負值表示上升。

        由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知,橋墩垂直位移量最大處為L34,累計下沉4.63mm,橋面垂直位移量最大處為R1-3,累計下?lián)?.77mm。由于監(jiān)測是在正常交通荷載下進行,監(jiān)測結(jié)果表明該橋2012—2014年無明顯垂直變形,橋梁垂直位移數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

        (二)水平位移監(jiān)測結(jié)果

        2012、2013、2014年的橋面水平位移監(jiān)測結(jié)果見表1。第一次位移為2012年坐標值減去2013年坐標值,第二位移為2013年坐標值減去2014年坐標值,累計沉降為2012年坐標值減去2014年坐標值,單位mm。2012年監(jiān)測溫度為18.5℃,2013年監(jiān)測溫度為29.3℃,2014年監(jiān)測溫度為12.1℃,因此第一次位移為升溫10.8℃,第二次位移為降溫17.2℃。

        由于監(jiān)測點所在橋梁中心線為R=376.6m的圓曲線,監(jiān)測點布置在右幅的外側(cè),橋梁寬度為11.5m,所以監(jiān)測點位移R=388.1m的圓曲線上。其中監(jiān)測坐標N軸與監(jiān)測原點DZ1點處切線之間的夾角=-94.18°(逆時針為正),將橫向位移和縱向位移轉(zhuǎn)化為徑向位移和切向位移,結(jié)果見表3-6。切向位移以里程減小方向為正,徑向位移以指向曲線外側(cè)為正。

        橋梁的徑向位移從監(jiān)測結(jié)果看最大為3.3mm?;炷亮簶蛟诰鶆驕囟茸饔孟拢舨豢紤]支座對結(jié)構(gòu)變形的約束時,梁體會產(chǎn)生均勻的自由應變,

        (1)

        式中為變形量,單位為m;α為混凝土的線膨脹系數(shù)0.00001;為時刻t的結(jié)構(gòu)均勻溫度,攝氏度;為結(jié)構(gòu)初始均勻溫度;為構(gòu)件變形方向上的長度。以R34固定支座為不動點,監(jiān)測點切向位移理論值如表3所示。

        從橋梁切向位移的監(jiān)測結(jié)果可以看出,橋梁在溫度變化下,切向變形量明顯小于式(1)計算出來的變形量(表3),可以判斷橋梁在切向上的變形是受到約束的。而橋梁的徑向位移,有向外側(cè)增長的趨勢。

        四、橋梁定期檢測結(jié)果綜合分析

        經(jīng)現(xiàn)場檢測,發(fā)現(xiàn)該橋下部結(jié)構(gòu)不存在顯見性裂縫和結(jié)構(gòu)變位,外觀基本完好,病害主要集中在箱梁梁體和支座處。其中箱梁梁體出現(xiàn)多處豎向和斜向裂縫和混凝土破損露筋,裂縫主要出現(xiàn)在箱梁腹板,最大裂縫寬度為0.4mm,可以推斷與梁體扭轉(zhuǎn)、混凝土收縮徐變等因素有關(guān)。此外,該橋部分活動盆式支座出現(xiàn)支座滑移,同時大部分支座墊板、鋼盤和固定螺栓出現(xiàn)銹蝕,這可能是該橋切向變形受到較大約束的原因之一。此外檢測中還發(fā)現(xiàn)了8處伸縮縫橡膠止水帶破損,長度介于0.3m~2m之間。

        參考文獻:

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        [3]方向輝.車公廟立交工程預應力曲梁梁體側(cè)傾事故的分析與探討[J].廣東土木與建筑,1999(4):88-92.

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