(河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司,河南 鄭州 450006)
某高架橋全長(zhǎng)為270.04m,橋面凈寬12.0m,上部結(jié)構(gòu)為5×45m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+2×20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板,下部結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土薄壁空心墩,橋面鋪裝層為瀝青混凝土,設(shè)計(jì)荷載為公路-I 級(jí)。本橋原設(shè)計(jì)為5×45m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋,因5 號(hào)橋臺(tái)前填土高度過高,橋臺(tái)錐坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),從而造成橋臺(tái)路基沉降過大,使路面發(fā)生嚴(yán)重破壞,因此,2007年在5 號(hào)橋臺(tái)側(cè)設(shè)置了2 孔20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板,右半幅橋原5 號(hào)橋臺(tái)處邊坡變形有較大緩解。2011年,管養(yǎng)人員在日常檢查中發(fā)現(xiàn)該橋右半幅西橋臺(tái)存在新的病害,主要表現(xiàn)在5 號(hào)橋墩端墻出現(xiàn)豎向和橫向裂縫,錐坡及擋土墻拉裂,局部擋土墻向外傾斜,部分排水設(shè)施出現(xiàn)損壞等。
為防止病害進(jìn)一步擴(kuò)展,影響橋梁通行安全,針對(duì)上述病害開展搶修工程。為了準(zhǔn)確了解施工過程中及施工結(jié)束后橋墩承臺(tái)及邊坡沉降和水平位移狀況,確保工程施工及公路運(yùn)營(yíng)的安全,對(duì)該橋進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
主要依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)、《工程測(cè)量規(guī)》(GB 50026-2007)、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2002)、《建筑變形測(cè)量規(guī)范》(JGJ8-2007)、《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(JTJ076-95)。
橋墩的沉降觀測(cè),橋墩承臺(tái)的沉降和水平位移觀測(cè),橋墩的傾斜觀測(cè),上部結(jié)構(gòu)箱梁變形的觀測(cè),上部結(jié)構(gòu)空心板變形的觀測(cè),邊坡土體深層水平位移監(jiān)測(cè),邊坡土體分層沉降監(jiān)測(cè)。沉降觀測(cè)主要采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法,水平位移測(cè)量主要采用全站儀測(cè)試,傾斜測(cè)量主要采用全站儀測(cè)水平角法,深層水平位移監(jiān)測(cè)采用CX-3 型測(cè)斜儀測(cè)試。
圖3-1 為墩臺(tái)沉降測(cè)點(diǎn)的布置情況,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工狀況,該橋墩共布置3個(gè)沉降測(cè)點(diǎn),基準(zhǔn)點(diǎn)選取在邊坡變形影響范圍以外的位置,共選取三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
圖3-1 橋墩沉降測(cè)點(diǎn)布置
圖3-2 為橋墩主要測(cè)點(diǎn)相對(duì)高程的變化曲線,其中橫坐標(biāo)為測(cè)量的時(shí)間,縱坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程。由圖可知,本監(jiān)測(cè)周期內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的變形均小,根據(jù)相關(guān)規(guī)范,橋墩處于安全狀態(tài)。
圖3-2 橋墩沉降測(cè)點(diǎn)高程的變化曲線(單位:m)
墩柱的傾斜主要采用全站儀觀測(cè),通過監(jiān)測(cè)沿墩柱外緣布置測(cè)點(diǎn)的垂直角和水平角,可求出各測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo),進(jìn)而通過計(jì)算可求出墩柱的傾斜率。表3-1 給出橋墩東、西兩側(cè)由空間坐標(biāo)計(jì)算的各測(cè)點(diǎn)傾斜率,由表3-1 可計(jì)算東西兩側(cè)的平均傾斜率分別為1.76%和2.45%,與前期觀測(cè)結(jié)果相比,橋墩的垂直度沒有發(fā)生明顯變化,其變化值滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。
表3-1 橋墩傾斜度觀測(cè)結(jié)果表
CX-3 型測(cè)斜儀測(cè)試及其配套的PVC 測(cè)斜管。根據(jù)邊坡實(shí)際情況,在各級(jí)臺(tái)階處共布置10 個(gè)深層水平位移測(cè)點(diǎn),其中CX1~CX4 的深度為10m,CX5~CX6 的深度為12m,CX7~CX10 的深度為14m。
監(jiān)測(cè)時(shí),探頭導(dǎo)輪應(yīng)該與所測(cè)位移方向一致的槽口對(duì)準(zhǔn),緩慢放至管底.探頭與管內(nèi)溫度基本一致、顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定后即可開始監(jiān)測(cè),以孔底作為確定測(cè)點(diǎn)位置的基準(zhǔn)點(diǎn),按探頭電纜上的刻度分劃,均速提升。每隔500mm 讀數(shù)一次,并做記錄。待探頭提升至管口處。旋轉(zhuǎn)180°,再按上述方法測(cè)量,以便消除測(cè)斜儀自身的誤差。
每一測(cè)段上、下導(dǎo)輪間相對(duì)水平偏差量δ可通過下式計(jì)算得到。
式中:l—上、下導(dǎo)輪間距;
θ—探頭敏感軸與重力軸夾角
測(cè)段n相對(duì)于起始點(diǎn)的水平偏差量Δn,由從起始點(diǎn)起連續(xù)測(cè)試得到的iδ累計(jì)而成,即
式中:0δ—起始測(cè)段的水平偏差量(mm);
Δn—測(cè)點(diǎn)n 相對(duì)于起始點(diǎn)的水平偏差量(mm)。
根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,CX2、CX4、CX5、CX6 和CX8 測(cè)點(diǎn)的水平位移均呈增大趨勢(shì),其中CX5 和CX6 測(cè)點(diǎn)最大累計(jì)位移分別為3.74mm 和2.85mm。
為監(jiān)測(cè)西側(cè)橋頭沉降發(fā)展情況,在橋頭布置沉降測(cè)點(diǎn)Q1~Q4 如圖3-3所示,其中BMQ 為基準(zhǔn)點(diǎn),位于橋頭路堤北側(cè),Q4 為西側(cè)橋頭伸縮縫位置。由于2018年2月10日起至2018年10月25日所布測(cè)點(diǎn)遭到破壞,2018年11月26日對(duì)沉降測(cè)點(diǎn)Q1~Q4 進(jìn)行了重新布置,其中BMQ 為基準(zhǔn)點(diǎn),位于橋頭路堤北側(cè),Q4 為西側(cè)橋頭伸縮縫位置。以后的橋頭沉降監(jiān)測(cè)將以新布測(cè)點(diǎn)2018年11月26日監(jiān)測(cè)結(jié)果為基準(zhǔn)。
圖3-3 橋頭沉降測(cè)點(diǎn)布置
本監(jiān)測(cè)周期各測(cè)點(diǎn)高程累計(jì)變化量最大為10mm,這表明橋頭路基處理后,橋頭路基仍有沉降,近期將加強(qiáng)對(duì)此處監(jiān)測(cè)。
通過監(jiān)測(cè),可以得到以下結(jié)論:橋梁下部結(jié)構(gòu)變形相對(duì)穩(wěn)定,測(cè)點(diǎn)的沉降和傾斜變化值和累計(jì)值未超過相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求,邊坡土體的深層位移監(jiān)測(cè)表明,監(jiān)測(cè)周期內(nèi)邊坡土體的變形較小,未有異常情況發(fā)生。橋頭路基仍有沉降,近期將加強(qiáng)對(duì)此處監(jiān)測(cè)。建議按計(jì)劃開展下一步監(jiān)測(cè)工作。以保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全。