陳 闖,楊 斌,韋仕榮,徐桂弘
(1.中交路建交通科技有限公司,北京 100121,2.貴州理工學院 土木工程學院,貴州 貴陽 550001)
隨著橋梁分析理論、施工技術、材料性能的迅速發(fā)展,橋梁跨度越來越大,結構越來越柔,不僅要求精確嚴密的計算與施工技術[1-5],而且對橋梁建成后的安全養(yǎng)護提出了更高的要求。保證大跨度橋梁建成后的正常運營已成為橋梁工程界特別是橋梁管理部門關注的主要問題之一[6-10]。
貴都高速公路沿線地質情況復雜,存在多處高填深挖及不良地質路段,多處邊坡采取了抗滑樁、錨索等特殊處理。其中,擺魯坡特大橋主橋跨徑為(71+130+71)m,是貴都高速公路三座跨徑較大的雙幅變截面連續(xù)剛構橋,為及時準確地掌握該三座橋梁的結構技術狀況,確保橋梁的使用安全與耐久性,更新橋梁布設監(jiān)測設備,進行運營階段的長期監(jiān)測及相關技術研究對貴都高速公路橋梁的管理是十分必要的,將能及時了解橋梁的運營狀況,為后期的養(yǎng)護維修和加固提供必要的依據。
擺魯坡大橋位于貴州省都勻市貴定縣沿山鎮(zhèn)和平村境內,大橋起點接筍子坡隧道。本橋部分為分離式布置,部分為整體式布置。橋梁布置形式左幅橋布置為:2x40 m(T梁)+(71+130+71)m(連續(xù)剛構)+13x40 m(T梁,4聯(lián)),中心樁號為K254+566,起終點樁號為 K254+129.0~K255+010.0,橋梁全長881.00 m,橋梁平面位于圓曲線(R=1 800 m)和緩和曲線(A=1 400 m)內。橋面縱坡由2.1%變坡至4.0%,變坡點樁號K254+700,在主橋以外。右幅橋布置為:(30+40)m(T梁)+(71+130+71)m(連續(xù)剛構)+13x40 m(T梁,4聯(lián)),橋梁平面位于圓曲線(R=1 800 m)內,中心樁號為K254+582.8,起終點樁號為K254+148.05~K255+007.0,橋梁全長 870.75 m,擺魯坡大橋左幅立面圖如圖1所示。
圖1 擺魯坡大橋左幅立面圖
本橋單幅橋寬12.75 m,最大墩高為96 m。主橋上部采用預應力混凝土連續(xù)剛構,主墩采用雙薄壁空心墩,過渡墩采用空心薄壁墩,基礎采用(挖)鉆孔灌注群樁基礎;引橋上部采用預應力混凝土連續(xù)T梁和簡支變橋面連續(xù)T梁,橋墩采用雙柱式圓形墩及墻式薄壁空心墩,基礎采用(挖)鉆孔灌注群樁基礎。0號橋臺為肋板臺,(挖)鉆孔灌注樁基礎,18號橋臺為重力式U臺,擴大基礎。本橋部分位于圓曲線和緩和曲線上,橋梁跨徑按道路設計線布置,橋墩臺徑向布設。
本次監(jiān)測主要需要采用光纖傳感器、解調儀、精密水準儀、全站儀、動載數據采集儀等,儀器設備如表1所示。
表1 儀器設備
為保證橋梁監(jiān)測資料延續(xù)有效,對大橋建立永久性控制網,控制網采用自建坐標系,左右幅各布設1個永久基準點和1個共用復核控制點,共3個控制點?;鶞庶c在都勻側橋頭隧道出口處。橋面高程測點順橋向單幅邊跨布置在8分點上,中跨布置在16分點上;橫橋向每個斷面設置測點2個,位于橋面兩側距離防撞護欄根部20 cm處,采用植入不銹鋼鋼釘,全橋共計4條測線66個測點,測點示意如圖2所示。
圖2 橋面高程測點布置
圖3~圖6分別為擺魯坡大橋左幅左側、左幅右側、右幅左側、右幅右側,不同時間間隔測量得到的橋面高程累計差值圖。
圖3 左幅左側橋面高程監(jiān)測結果
圖4 左幅右側橋面高程監(jiān)測結果
從圖3中可以看出,擺魯坡大橋的中跨部位橋面高程累計差值隨著時間的增加而逐漸增大。左幅左側中,第8次測量結果與第9次測量結果高程差值較大,為5.93 mm。第6次測量結果與第5次測量結果相差較大,為5.82 mm。其中第2次和第6次監(jiān)測結果相近,第1次、第3次、第7次、第4次和第8次監(jiān)測結果相近,第5次、第9次和第10次監(jiān)測結果相近。由圖4可知,芭茅沖大橋左幅右側中跨部位橋面高程累計差值最大值為54.24 mm。
圖5 右幅左側橋面高程監(jiān)測結果
圖6 右幅右側橋面高程監(jiān)測結果
由圖5擺魯坡大橋右幅左側橋面高程累計差值結果圖可知,其中跨YZ17測點最大值為63.62 mm。其中第7次測量結果與第8次測量的結果高程差值較大,為7 mm,第2次測量結果與第9次測量的結果高程差值較大,為7.12 mm。
由圖6擺魯坡大橋右幅右側監(jiān)測結果可知,右幅右側中跨部位橋面高程累計差值最大63.77 mm。第4次測量結果與第8次測量差值為7.9 mm,第2次測量結果與第6次測量的結果高程差值較大,為7.56 mm,第9次測量結果與第10次測量的結果高程差值較大,為13.2 mm。
為分析擺魯坡大橋監(jiān)測點隨時間的變化特性,分別選取,監(jiān)測起點(ZZ1)、第 1跨跨中(ZZ5),1號墩頂?(ZZ9),第 2跨跨中(ZZ17),2號墩頂(ZZ25),第3跨跨中(ZZ29),監(jiān)測終點(ZZ33)進行分析。圖7~圖10分別為擺魯坡大橋左幅左側、左幅右側、右幅左側、右幅右側橋面監(jiān)測點隨時間的豎向位移變化特性圖。
圖7 左幅左側橋面監(jiān)測點撓度隨時間的變化
圖8 左幅右側橋面監(jiān)測點撓度隨時間變化
由圖7可知,監(jiān)測點豎向位移隨時間的增長,總體上呈下降趨勢。其中,ZZ17點為第2跨跨中,其撓度值最大為28 mm。對于梁端測點撓度在2 mm左右,其余監(jiān)測點的撓度在5~10 mm左右不等。由圖8可知,各監(jiān)測點撓度隨時間的增長,總體上呈下降趨勢。其中ZY17點,第2跨跨中點的豎向位移最大,撓度為25 mm,其余監(jiān)測點的撓度在3~5 mm左右不等。
圖9 右幅左側橋面監(jiān)測點撓度隨時間的變化
圖10 右幅右側橋面監(jiān)測點撓度隨時間變化
由圖9可知,跨中YZ17點,第2跨跨中點的撓度為30 mm。橋端測點撓度在5 mm左右,其余監(jiān)測點的撓度在5~10 mm左右不等。由圖10可知,YY17點第2跨跨中點的撓度為32 mm,其余監(jiān)測點的撓度在3~10 mm左右不等。由此可知,跨中撓度是橋梁下?lián)媳O(jiān)測的重點部位,也是施工控制的重點部位。由圖7~10監(jiān)測結果可知,跨中撓度監(jiān)測值出現了波動現象,這可能是由于測量誤差造成,但撓度的總體呈增長的趨勢,且前期增長速度快,后期增長速度降低。
隨著橋梁跨徑的增大和結構復雜性的增加,其投資和重要性也日趨提高,這不僅要求精確嚴密的計算與施工技術,而且對橋梁建成后的安全養(yǎng)護提出了更高的要求。本文通過對貴都高速擺魯坡大橋歷時近四年的監(jiān)測結果表明,擺魯坡大橋跨中撓度隨著時間的增長中跨跨中撓度增長最塊,撓度最大達60 mm,由跨中17點撓度隨時間的變化曲線可知,隨著時間的增長,跨中撓度的變化出現了波動現象,這可能是由于測量誤差造成,但撓度的總體呈增長的趨勢,且前期增長速度快,后期增長速度降低。
影響大跨徑的長期撓度的因素眾多,涉及設計計算、施工、材料、防治技術等一系列環(huán)節(jié),其中一些影響因素很復雜且與連續(xù)剛構橋相互藕合,一些因素也尚不完全清楚,要全面解決我國大跨徑連續(xù)剛構橋過大的下?lián)蠁栴},還有大量艱苦的理論與技術研究工作有待進一步探討。
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