王建榮 萬(wàn)俊林

(1.北京特希達(dá)科技有限公司,北京 100037; 2.哈爾濱市第二市政工程公司,黑龍江 哈爾濱 150026)

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有蓋梁橋橫向柔性防偏的改進(jìn)措施

王建榮1萬(wàn)俊林2

(1.北京特希達(dá)科技有限公司,北京 100037; 2.哈爾濱市第二市政工程公司,黑龍江 哈爾濱 150026)

結(jié)合國(guó)內(nèi)曲線梁橋橫向偏位病害的研究現(xiàn)狀，分析了引起曲線梁橋橫向偏位的因素，并從設(shè)計(jì)與附加橫向限位構(gòu)件兩個(gè)角度，探討了防偏方案，最后提出對(duì)有蓋梁橋進(jìn)行柔性防偏的改進(jìn)措施。

曲線梁橋，橫向偏位，蓋梁，防偏措施

0 引言

近年來(lái)城市現(xiàn)代化發(fā)展迅速，相應(yīng)路橋的數(shù)量與質(zhì)量的要求越來(lái)越高，曲線梁橋以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。曲線梁橋布置靈活多變，能夠適用于城市中心及地形復(fù)雜的山區(qū)，不易受空間因素的限制，而且其外形美觀，滿足人們的審美追求，因此在城市公路立交體系與橋梁體系中得以廣泛使用。

與直線梁橋相比，彎梁橋的彎扭藕合效應(yīng)顯著，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力不利更易引起病害。資料顯示，我國(guó)大多數(shù)曲線橋梁上部交通結(jié)構(gòu)都發(fā)生了不同程度的梁體偏位病害[1]。因此，分析曲線橋梁橫向偏位病害的成因，研究出能夠有效解決橋梁偏位病害的辦法和防止橋梁發(fā)生偏位的構(gòu)造措施，對(duì)減小橋梁偏位病害，保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全和提高其使用壽命有重要意義[2]。

1 曲線梁橋事故和偏位病害

哈爾濱陽(yáng)明灘大橋疏解工程一上行匝道垮塌，橋上4輛貨車側(cè)翻至橋下，分析認(rèn)定匝道坍塌是由車輛超載導(dǎo)致了極大的偏心荷載造成的。深圳市寶安區(qū)107國(guó)道上的一座大型立交橋立柱與橋底對(duì)應(yīng)一側(cè)有約20 cm的偏差，檢查時(shí)已發(fā)現(xiàn)該橋此梁出現(xiàn)梁體位移，后深圳市公路局對(duì)該段梁橋?qū)嵤┝司o急維修糾偏與加固施工。

橋梁支座在偏心荷載作用下易受到剪切力的影響，甚至荷載較大時(shí)出現(xiàn)懸空不受力的危險(xiǎn)情況，這些破壞在曲線梁橋中尤為突出，而且擋塊在防偏位功能發(fā)揮過(guò)程中常受到較大損壞。

2 國(guó)內(nèi)曲線梁橋橫向偏位病害研究現(xiàn)狀

曲線梁橋在使用期間，在各種因素影響下會(huì)產(chǎn)生橫向偏移，其中由于自身重力偏心和支座摩擦限制而產(chǎn)生的位移是不可恢復(fù)的，因此在外荷載周而復(fù)始的作用下，側(cè)向位移量會(huì)不斷積累，同時(shí)曲線梁橋梁體由于變形產(chǎn)生的能量也在不斷積累，長(zhǎng)久下輕則導(dǎo)致梁體開裂、支座損壞，重則導(dǎo)致梁體外翻倒塌。為了弄清曲線梁橋發(fā)生橫向偏位的原因，更好的應(yīng)用和發(fā)展曲線梁橋，國(guó)內(nèi)有大量學(xué)者調(diào)查研究了各種偏位病害的工程實(shí)例，提出了很多有建設(shè)意義的發(fā)現(xiàn)，但對(duì)于曲線梁橋產(chǎn)生橫向偏位病害的機(jī)理還待進(jìn)一步研究。

3 引起曲線梁橋橫向偏位的因素

引起曲線橋梁橫向偏位的因素可分為內(nèi)因和外因，其中內(nèi)因有橋梁平面曲率、支座布置(支座種類、排序)、預(yù)應(yīng)力筋的布置及混凝土收縮徐變等；外因有溫度作用、車輛荷載和支座不均勻沉降等。

除了以上介紹的各種因素外，風(fēng)荷載、地震作用、伸縮縫卡死、突發(fā)沖擊荷載和施工質(zhì)量等因素都會(huì)影響彎梁橋在荷載作用下的平面位移。因此在設(shè)計(jì)和施工中要綜合考慮各方面因素，控制彎梁橋的平面位移，確保橋梁長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)。

4 防偏措施

4.1 從設(shè)計(jì)合理上防偏

1)合理確定曲率半徑;2)合理選取截面形式和尺寸;3)設(shè)置橫隔板;4)合理選取和布置支座。

4.2 從附加橫向限位構(gòu)件上防偏

利用橫向限位構(gòu)件進(jìn)行防偏，主要經(jīng)歷了剛性—半剛性—柔性三個(gè)研究階段。

剛性防偏都是在支座處設(shè)置預(yù)防梁體偏移的構(gòu)造措施，對(duì)于有蓋梁橋，在蓋梁梁側(cè)采取措施；對(duì)于無(wú)蓋梁橋，在梁體底部與支座處兩側(cè)部位采取相關(guān)措施。

剛性防偏方法在這兩種梁橋上采取的構(gòu)造措施是一致的，都是通過(guò)設(shè)置橫向擋板來(lái)強(qiáng)制阻止梁體的偏移。這種方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效，成為橋梁橫向防偏的主流方式。

以上防偏措施雖以其各種各樣的優(yōu)勢(shì)成為主流，但存有眾多不利影響：其一，這種方式過(guò)于剛性，在限制位移的同時(shí)將產(chǎn)生很大的內(nèi)力，容易引起接觸部位的損壞和梁體的開裂等；其二，這種方式強(qiáng)度過(guò)低，只適用于地震峰值加速度較小的地區(qū)。鑒于以上問(wèn)題，這種防偏措施需不斷改進(jìn)，新的防偏措施也需進(jìn)一步研究。

在改進(jìn)措施方面，大部分研究人員將剛性防偏改成半剛性防偏。在這種防偏措施中，梁體在產(chǎn)生橫向位移后，彈性支撐先起到一個(gè)緩沖的作用，降低了內(nèi)力過(guò)大引起梁體開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

半剛性防偏措施中，彈性支撐的作用是有限的，在一定位移的梁體偏位后，結(jié)構(gòu)也將轉(zhuǎn)化為類似剛性防偏的狀態(tài)。趙成功[3]參考大量已有的防偏移設(shè)施，并經(jīng)過(guò)對(duì)其不斷地研究和改進(jìn)，設(shè)計(jì)了柔性限位設(shè)施。

5 對(duì)有蓋梁橋進(jìn)行柔性防偏的改進(jìn)措施

對(duì)于有蓋梁橋，可提供兩點(diǎn)改進(jìn)措施：

1)可以充分利用蓋梁的有效布置空間，將彈簧的一邊支撐安裝在蓋梁正面上，將另一邊支撐安裝在上部主梁的底面，并可以形成整齊的一排類似串聯(lián)的彈簧防偏裝置，大大的增加了防偏彈簧的數(shù)量，使得柔性防偏位措施更加有效。

2)通過(guò)使用預(yù)壓壓縮彈簧提供初始預(yù)壓力使得彈簧在工作時(shí)一直處于壓縮狀態(tài)，可解決彈簧連接處宜壓不宜拉的問(wèn)題。

[1] 馬 建，孫守增，楊 琦．中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2014(5)：23-24.

[2] 周 亮.曲線梁橋梁體偏位分析與處治方法研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2011.

[3] 趙成功.橋梁糾偏技術(shù)及其應(yīng)用[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015.

On improvement measures for transverse flexible deflection of cover beam bridge

Wang Jianrong1Wan Junlin2

(1.BeijingTexidaTechnologyCo.,Ltd,Beijing100037,China; 2.HarbinMunicipalSecondEngineeringCompany,Harbin150026,China)

Combining with the research on horizontal departure of curve beam bridges in China, the paper analyzes the factors leading to the horizontal departure of the curve beam bridge, and explores the departure prevention schemes from the design and additional horizontal limited components, and points out the improvement measures for the flexible departure prevention of the cover beam bridge.

curve beam bridge, horizontal departure, cover beam, departure prevention measures

1009-6825(2017)13-0173-02

2017-02-25

王建榮(1969- ),男，高級(jí)工程師； 萬(wàn)俊林(1961- ),男，高級(jí)工程師

U445

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