有盖梁桥横向柔性防偏的改进措施

王建荣 万俊林

(1.北京特希达科技有限公司,北京 100037; 2.哈尔滨市第二市政工程公司,黑龙江 哈尔滨 150026)



有盖梁桥横向柔性防偏的改进措施

王建荣1万俊林2

(1.北京特希达科技有限公司,北京 100037; 2.哈尔滨市第二市政工程公司,黑龙江 哈尔滨 150026)

结合国内曲线梁桥横向偏位病害的研究现状，分析了引起曲线梁桥横向偏位的因素，并从设计与附加横向限位构件两个角度，探讨了防偏方案，最后提出对有盖梁桥进行柔性防偏的改进措施。

曲线梁桥，横向偏位，盖梁，防偏措施

0 引言

近年来城市现代化发展迅速，相应路桥的数量与质量的要求越来越高，曲线梁桥以其独特的优势得到了广泛的发展和应用。曲线梁桥布置灵活多变，能够适用于城市中心及地形复杂的山区，不易受空间因素的限制，而且其外形美观，满足人们的审美追求，因此在城市公路立交体系与桥梁体系中得以广泛使用。

与直线梁桥相比，弯梁桥的弯扭藕合效应显著，对结构的受力不利更易引起病害。资料显示，我国大多数曲线桥梁上部交通结构都发生了不同程度的梁体偏位病害[1]。因此，分析曲线桥梁横向偏位病害的成因，研究出能够有效解决桥梁偏位病害的办法和防止桥梁发生偏位的构造措施，对减小桥梁偏位病害，保证桥梁运营安全和提高其使用寿命有重要意义[2]。

1 曲线梁桥事故和偏位病害

哈尔滨阳明滩大桥疏解工程一上行匝道垮塌，桥上4辆货车侧翻至桥下，分析认定匝道坍塌是由车辆超载导致了极大的偏心荷载造成的。深圳市宝安区107国道上的一座大型立交桥立柱与桥底对应一侧有约20 cm的偏差，检查时已发现该桥此梁出现梁体位移，后深圳市公路局对该段梁桥实施了紧急维修纠偏与加固施工。

桥梁支座在偏心荷载作用下易受到剪切力的影响，甚至荷载较大时出现悬空不受力的危险情况，这些破坏在曲线梁桥中尤为突出，而且挡块在防偏位功能发挥过程中常受到较大损坏。

2 国内曲线梁桥横向偏位病害研究现状

曲线梁桥在使用期间，在各种因素影响下会产生横向偏移，其中由于自身重力偏心和支座摩擦限制而产生的位移是不可恢复的，因此在外荷载周而复始的作用下，侧向位移量会不断积累，同时曲线梁桥梁体由于变形产生的能量也在不断积累，长久下轻则导致梁体开裂、支座损坏，重则导致梁体外翻倒塌。为了弄清曲线梁桥发生横向偏位的原因，更好的应用和发展曲线梁桥，国内有大量学者调查研究了各种偏位病害的工程实例，提出了很多有建设意义的发现，但对于曲线梁桥产生横向偏位病害的机理还待进一步研究。

3 引起曲线梁桥横向偏位的因素

引起曲线桥梁横向偏位的因素可分为内因和外因，其中内因有桥梁平面曲率、支座布置(支座种类、排序)、预应力筋的布置及混凝土收缩徐变等；外因有温度作用、车辆荷载和支座不均匀沉降等。

除了以上介绍的各种因素外，风荷载、地震作用、伸缩缝卡死、突发冲击荷载和施工质量等因素都会影响弯梁桥在荷载作用下的平面位移。因此在设计和施工中要综合考虑各方面因素，控制弯梁桥的平面位移，确保桥梁长期安全稳定的运营。

4 防偏措施

4.1 从设计合理上防偏

1)合理确定曲率半径;2)合理选取截面形式和尺寸;3)设置横隔板;4)合理选取和布置支座。

4.2 从附加横向限位构件上防偏

利用横向限位构件进行防偏，主要经历了刚性—半刚性—柔性三个研究阶段。

刚性防偏都是在支座处设置预防梁体偏移的构造措施，对于有盖梁桥，在盖梁梁侧采取措施；对于无盖梁桥，在梁体底部与支座处两侧部位采取相关措施。

刚性防偏方法在这两种梁桥上采取的构造措施是一致的，都是通过设置横向挡板来强制阻止梁体的偏移。这种方法简单、经济、有效，成为桥梁横向防偏的主流方式。

以上防偏措施虽以其各种各样的优势成为主流，但存有众多不利影响：其一，这种方式过于刚性，在限制位移的同时将产生很大的内力，容易引起接触部位的损坏和梁体的开裂等；其二，这种方式强度过低，只适用于地震峰值加速度较小的地区。鉴于以上问题，这种防偏措施需不断改进，新的防偏措施也需进一步研究。

在改进措施方面，大部分研究人员将刚性防偏改成半刚性防偏。在这种防偏措施中，梁体在产生横向位移后，弹性支撑先起到一个缓冲的作用，降低了内力过大引起梁体开裂的风险。

半刚性防偏措施中，弹性支撑的作用是有限的，在一定位移的梁体偏位后，结构也将转化为类似刚性防偏的状态。赵成功[3]参考大量已有的防偏移设施，并经过对其不断地研究和改进，设计了柔性限位设施。

5 对有盖梁桥进行柔性防偏的改进措施

对于有盖梁桥，可提供两点改进措施：

1)可以充分利用盖梁的有效布置空间，将弹簧的一边支撑安装在盖梁正面上，将另一边支撑安装在上部主梁的底面，并可以形成整齐的一排类似串联的弹簧防偏装置，大大的增加了防偏弹簧的数量，使得柔性防偏位措施更加有效。

2)通过使用预压压缩弹簧提供初始预压力使得弹簧在工作时一直处于压缩状态，可解决弹簧连接处宜压不宜拉的问题。

[1] 马 建，孙守增，杨 琦．中国桥梁工程学术研究综述·2014[J].中国公路学报，2014(5)：23-24.

[2] 周 亮.曲线梁桥梁体偏位分析与处治方法研究[D].重庆：重庆交通大学，2011.

[3] 赵成功.桥梁纠偏技术及其应用[D].西安：长安大学硕士学位论文，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

王建荣(1969- ),男，高级工程师； 万俊林(1961- ),男，高级工程师

U445

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