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        舟山市K45+747中橋和化成寺水庫大橋橋臺變形原因分析

        2021-08-28 07:03:00李高華
        運輸經(jīng)理世界 2021年11期
        關(guān)鍵詞:前墻右幅側(cè)墻

        文/李高華

        1 前言

        K45+747 中橋位于金塘島,起點樁號為K45+715,終點樁號為K45+779,橋梁全長64m。橋臺分0#橋臺、2#橋臺。其中,0#臺采用重力式橋臺,U 型臺擴(kuò)大基礎(chǔ);2#橋臺為肋式臺,樁基礎(chǔ)。化成寺水庫大橋起點樁號為K47+003,終點樁號為K47+609,橋梁全長606m。橋臺分0#橋臺、15#橋臺。其中,0#臺采用重力式橋臺,U 型臺擴(kuò)大基礎(chǔ)。

        2 變形情況及其原因調(diào)查

        2.1 K45+747 中橋及化成寺水庫大橋橋臺變形情況

        養(yǎng)護(hù)項目部于2012年9月份發(fā)現(xiàn)K45+747中橋0#橋臺出現(xiàn)裂縫,主要分布在左、右幅0#橋臺臺身和右幅0#橋臺側(cè)墻。2013年的缺陷修復(fù)施工過程中,原施工單位對K45+747中橋0#橋臺全部裂縫進(jìn)行灌漿封閉,7月份施工單位完成對該橋的裂縫封閉。在2013年11月份的經(jīng)常性檢查中,養(yǎng)護(hù)項目部發(fā)現(xiàn)0#橋臺已封閉的裂縫重新開裂。

        由此,項目部對K45+747 中橋0#橋臺進(jìn)行詳細(xì)勘查,發(fā)現(xiàn)已封閉裂縫大部分出現(xiàn)不同程度的開裂。2016年8月,養(yǎng)護(hù)項目部發(fā)現(xiàn)右幅0#臺右側(cè)墻有新增裂縫,且裂縫延伸至砼護(hù)欄造成砼護(hù)欄開裂,右幅0#臺左側(cè)墻裂縫延伸至路緣石造成路緣石開裂,右幅砼邊護(hù)欄與橋面鋪裝脫開,臺背橋面鋪裝存在一定程度的沉降。2019年8月施工單位對K45+747 中橋0#臺周圍進(jìn)行了局部外觀檢查,發(fā)現(xiàn)右幅護(hù)欄在伸縮縫處存在2.5cm 高差,路基一側(cè)比橋臺一側(cè)高;另外,右幅橋面伸縮縫也存在1.5cm高差。

        2019年8月施工單位對化成寺水庫大橋橋臺周圍進(jìn)行了局部外觀檢查,發(fā)現(xiàn)0#臺左側(cè)護(hù)欄在伸縮縫處存在2cm 高差,15#臺左、右側(cè)護(hù)欄在伸縮縫處存在2cm 高差,均是路基一側(cè)比橋臺一側(cè)高,但伸縮縫均未發(fā)現(xiàn)明顯高差。另外,施工單位還對典型裂縫進(jìn)行取芯,0#臺1#監(jiān)測裂縫垂直橋臺取芯至25cm,裂縫深度大于25cm,芯樣破碎;15#臺1#監(jiān)測裂縫垂直橋臺取芯至23cm,裂縫深度大于23cm,芯樣基本完整[1]。

        2.2 橋臺變形原因調(diào)查

        橋臺前墻中部存在豎向裂縫主要有以下原因:橋面發(fā)生了不均勻沉陷或其基礎(chǔ)松軟造成的;混凝土表面收縮或發(fā)生溫差變化,形成網(wǎng)狀裂縫。

        側(cè)墻與前墻交接處開裂主要有以下原因:U 型橋臺為封閉式橋臺,排水不暢,從而產(chǎn)生了過大的土側(cè)壓力,造成前墻或側(cè)墻外傾;部分橋臺高度較高,使臺后填土高度過高,并在超荷載的作用下,造成橋臺的抵抗力不足,使橋臺產(chǎn)生裂縫。

        3 監(jiān)測項目內(nèi)容

        根據(jù)本項目橋臺裂縫發(fā)展特點,并結(jié)合相關(guān)工程的經(jīng)驗及相關(guān)文件中對監(jiān)測工作的具體要求,本項目確定以下監(jiān)測項目:典型裂縫的寬度變化發(fā)展情況;臺身前墻典型豎向裂縫的兩側(cè)結(jié)構(gòu)相對豎向位移變化發(fā)展情況;側(cè)墻與前墻典型開裂處兩側(cè)的相對豎向位移變化發(fā)展情況;側(cè)墻與前墻典型開裂處側(cè)墻外鼓變化發(fā)展情況[2]。

        4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

        為了更加準(zhǔn)確的分析每條裂縫與溫度和降水的關(guān)系,本文對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,并分別做了縫寬與溫度和降水的相關(guān)性分析、位移與溫度和降水的相關(guān)性分析[3]。

        相關(guān)系數(shù)分析一覽表

        化成寺水庫大橋0#臺前墻裂縫相對位移時程曲線

        化成寺水庫大橋15#臺前墻裂縫相對位移時程曲線

        化成寺水庫大橋15#臺側(cè)墻沉降時程曲線圖

        化成寺水庫大橋15#臺側(cè)墻外鼓時程曲線圖

        5 結(jié)語

        從以上圖表可得出以下規(guī)律:三個橋臺的前墻、側(cè)墻監(jiān)測數(shù)值與降水呈正相關(guān),與溫度呈負(fù)相關(guān);化成寺水庫大橋0#臺、15#臺前墻裂縫寬度與降水的相關(guān)性相近;從裂縫的相對位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析結(jié)果來看,其與降水呈中等相關(guān),與溫度呈弱相關(guān);三個橋臺的側(cè)墻監(jiān)測數(shù)值與降水的相關(guān)性遠(yuǎn)比溫度強(qiáng)[4]。

        橋臺前墻裂縫相對位移受溫度的影響小,它主要受臺后側(cè)向土壓力的不均勻程度影響。降水量增加時,臺后側(cè)向土壓力的不均勻性顯著增加。橋臺前墻裂縫寬度與溫度和降水兩個因素有關(guān)。當(dāng)降水量增加時,臺后填土的側(cè)向土壓力的大小及不均勻性都會增加,即橋臺前墻裂縫寬度、前墻裂縫相對位移的發(fā)展受溫度和降水共同影響。

        相比于前墻裂縫監(jiān)測數(shù)值,側(cè)墻監(jiān)測數(shù)值與溫度的相關(guān)性更差。由此可見,降水是其變化的主要影響因素。由于側(cè)墻測值比前墻測值變化幅度更大,能夠更好地從時程曲線觀察其與降水的相關(guān)性?;伤滤畮齑髽?5#臺、K45+747 中橋0#臺的側(cè)墻測值與降水有很強(qiáng)的同步性,而化成寺水庫大橋0#臺則稍差一些,但在降水量達(dá)到頂峰時,測值都同時達(dá)到了峰值,并開始緩緩下降。該特點與土的力學(xué)特性相似,綜合前文提到臺后填土對橋臺的影響可知,橋臺側(cè)墻相對沉降、外鼓程度的發(fā)展主要受降水的影響。

        本文建議優(yōu)化化成寺水庫大橋0#臺、15#臺的路面排水系統(tǒng);封閉K45+747 中橋接線與護(hù)欄脫離產(chǎn)生的裂縫,優(yōu)化路面排水方案,確保減少路面流水進(jìn)入路基和臺后填土中;同時,適時清理橋臺排水孔,保證臺后填土的積水能夠及時排出;對裂縫進(jìn)行壓力注漿封閉處理,委托專業(yè)設(shè)計單位對臺帽、臺身進(jìn)行進(jìn)一步的加固措施,以增加橋臺的整體性?;伤滤畮齑髽?#臺左側(cè)墻、15#臺左側(cè)墻均存在多條裂縫且縫寬超限,側(cè)墻存在外鼓情況,并有發(fā)展趨勢,建議委托專業(yè)設(shè)計單位對側(cè)墻進(jìn)行加固處理。

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