淺談曲線連續(xù)橋梁病害及加固

(重慶交通大學(xué)　重慶　400000)

一、曲線箱梁內(nèi)力和變形特點(diǎn)

(一)內(nèi)力特點(diǎn)

對(duì)曲線連續(xù)剛構(gòu)橋梁來(lái)說(shuō)，其墩梁剛度比確定了橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配，而梁體的收縮、徐變及溫度變形與梁體的抗推剛度直接相關(guān)，合理的剛度比既能滿足全橋的縱向、橫向剛度，又能改善梁體內(nèi)力分布和變形。曲線的圓心角、彎扭剛度比內(nèi)力較大。曲線由軸向預(yù)應(yīng)力箱梁除了受到重力和垂直荷載的影響將產(chǎn)生彎曲扭轉(zhuǎn)變形。

(二)曲線梁橋的變形

隨著橋梁服役期的越來(lái)越長(zhǎng)，橋梁主要平面變形和垂直變形發(fā)生，導(dǎo)致平面變形的主要因素是力量的彎曲梁的溫度變化和混凝土收縮、拉伸和混凝土徐變等。

1.橫橋向變形。彎曲梁由于溫度變化和混凝土收縮的性質(zhì)，包括弧半徑的變化，圓心角是恒定的。

2.圓心角變化。預(yù)應(yīng)力及混凝土徐變變形預(yù)應(yīng)力及混凝土徐變變形，使梁體圓心角變化。

3.墩梁固結(jié)情況。由于高墩柔性較大，對(duì)平面內(nèi)曲梁的約束相對(duì)較弱，使得墩梁在固結(jié)處發(fā)生相同的位移，從而使墩發(fā)生初彎曲，高墩再承受上部恒載和車(chē)輛荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算變?yōu)榫哂谐鯊澢臉?gòu)件，使其極限承載力減小。

二、曲線梁橋的病害

(一)支座出現(xiàn)病害及原因

1.支座常見(jiàn)病害。橡膠支座是橋梁中很容易出病害的一個(gè)部位，若轉(zhuǎn)角和水平力等超出一定范圍，則會(huì)破壞支座。常見(jiàn)的一些病害，比如支座脫空、橡膠支座變形過(guò)大、支座偏位等。

2.支座常見(jiàn)病害原因。(1)橡膠支座的變形：支座的病害一般采用更換支座來(lái)處理。支座安裝時(shí)也會(huì)引起支座初始變形過(guò)大；橋梁縱坡設(shè)計(jì)過(guò)大導(dǎo)致縱向剪切變形過(guò)大；安裝時(shí)外界的溫度過(guò)高、過(guò)低，混凝土收縮徐變以及汽車(chē)制動(dòng)力的作用都會(huì)引起支座過(guò)大的剪切變形。(2)施工、養(yǎng)護(hù)管理不善：板式支座安裝中有大量的問(wèn)題出現(xiàn)，比如梁體支座的初始剪力很大，甚至最后導(dǎo)致支座受到破壞。(3)支座設(shè)計(jì)、布置不合理：根據(jù)各種橋型受力情況和規(guī)模，支座的設(shè)計(jì)、選擇和合理安排主要應(yīng)充分注意到了梁的平,縱向和橫向端面形狀,支座的方向運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn),固定和移動(dòng)的支座。

(二)橫向滑移

1.橫向滑移現(xiàn)象。一直以來(lái)由于對(duì)汽車(chē)荷載、混凝土收縮徐變、溫度變化等產(chǎn)生的效應(yīng)認(rèn)識(shí)不足，致使曲線梁橋產(chǎn)生橫向偏位。

2.橫向滑移原因分析：(1)橫向梯度溫度造成兩側(cè)腹板間的溫差較大，對(duì)曲線橋橫向滑移效應(yīng)的影響較大，使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的溫度作用力。(2)橋梁上車(chē)輛的超載、重載車(chē)輛較多等情況會(huì)使荷載可能大于設(shè)計(jì)荷載，導(dǎo)致車(chē)輛離心力造成梁體所受的離心力過(guò)大。(3)部分支座實(shí)際安裝為限制縱向活動(dòng)與設(shè)計(jì)不符支座的橫向限位不足。(4)橋梁縱坡大，支座約束破壞后車(chē)輛制動(dòng)力加速梁體移動(dòng)。(5)橋梁各橋墩處缺少限位裝置，加劇梁體的橫向爬移。

(三)擋塊破壞及其原因

擋塊破壞是曲線橋梁常見(jiàn)病害，產(chǎn)生這種病害有以下主要原因。

1.汽車(chē)荷載影響。匝道橋車(chē)流量大，重車(chē)較多，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)影響較大?；钶d偏載、制動(dòng)力、離心力是橋梁病害發(fā)生的誘發(fā)因素。

2.溫度影響。整體升、降溫，日照溫差等會(huì)在箱梁與擋塊接觸后，產(chǎn)生一定值的反力。

3.梁體收縮影響。凝土箱梁會(huì)產(chǎn)生收縮效應(yīng)，其力學(xué)特點(diǎn)與整體降溫較為相似。梁體收縮將會(huì)在橋墩梁端產(chǎn)生沿匝道半徑方向向外的變形，數(shù)值相對(duì)較??；當(dāng)箱梁與擋塊接觸后，收縮荷載將產(chǎn)生一定值的反力。

4.橫、縱坡度影響。匝道橋位于一定半徑的圓曲線上，橫、縱坡度對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響與體系約束條件有關(guān)，當(dāng)擋塊未與結(jié)構(gòu)發(fā)生作用時(shí)，結(jié)構(gòu)重力通過(guò)各個(gè)橡膠支座按剛度分配反力;當(dāng)擋塊與結(jié)構(gòu)發(fā)生接觸，改變了結(jié)構(gòu)約束條件后，在橫、縱坡度的影響下梁體對(duì)擋塊產(chǎn)生較大的反力作用。

三、加固措施

(一)支座加固

1.增強(qiáng)剛度。市場(chǎng)豎向荷載作用下支座產(chǎn)生較小的壓縮變形，一般要求支座的收縮利徐變及活載作用下梁體的水平位移、適應(yīng)梁體轉(zhuǎn)角的需要、支座水千位移量的要求，將各層橡膠與鋼板之間涂膠粘劑加壓硫化牢固地粘結(jié)成為一體。使板式支座在豎直荷載作用下，鋼板將約束橡膠的側(cè)向膨脹，從而使垂直變形相應(yīng)減少，可大大提高支座的豎向剛度。

2.完善支座的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)改善橋梁支座的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能的盆式橡膠支座的設(shè)計(jì)或球面軸承,減少板橡膠的設(shè)計(jì)支持。如果使用軸承座板成本和更換的全部成本考慮,采用盆式橡膠支座可以使用板式橡膠支座比其他人更節(jié)約。

(二)橫向滑移加固

首先需要將滑移的梁體進(jìn)行復(fù)位，墩頂加寬水平位移大、適應(yīng)大轉(zhuǎn)角的球形減震支座，同時(shí)考慮到施水平位移大、適應(yīng)大轉(zhuǎn)角的球形減震支座，同時(shí)考慮到施工的可操作性和安全性。

(三)擋塊加固

擋塊加固除了加強(qiáng)擋塊本身的強(qiáng)度還要控制曲線橋梁的橫向位移的減少。

四、結(jié)語(yǔ)

梁橋的受力情況較為復(fù)雜,本文提出常見(jiàn)的曲線橋梁病害，并定性地給出一些加固措施。目前曲線橋梁的病害較多，應(yīng)針對(duì)病害進(jìn)行認(rèn)真分析后，再進(jìn)行處理。曲線橋梁的加固應(yīng)得到相關(guān)部門(mén)的重視。現(xiàn)有的加固方式也有待研究使其得到提高。