曲线连续梁桥梁体横向偏位分析及处治

2018-04-03

福建质量管理 2018年13期

(重庆交通大学土木工程学院　重庆　400074)

引言

随着城市现代化的快速发展以及对交通要求的大幅度提高，曲线梁桥得以广泛应用。它不仅能很好地适应桥梁选址受地形地物限制的需求，而且线条平顺流畅满足了现代人不断提高的审美要求。

城市人口密度较大，建筑布置密集，曲线梁桥以其占地面积小，线形布置灵活能很好适应这个特殊环境，在城市立交桥中应用最为广泛的曲线梁桥是立交匝道桥，匝道桥能够联系位于不同高程上的主线和交叉线，便于各个冲突方向的车流顺利通行。

桥梁上部结构由于温度变化、汽车制动力以及设计不合理等原因，极易使主梁在横向或纵向产生滑移，造成梁体偏移(横向偏位和爬行)，伸缩缝卡死，盖梁挡板开裂和支座损坏等问题。由于该类型的病害初期不直接危及到桥梁的使用安全，所以一直得不到研究人员和管理者的重视。本文将就曲线梁桥梁体横向偏位展开讨论分析，并结合实例介绍部分处理措施。

一、横向偏位概述

(一)概念

曲线梁桥由于其特殊的结构形式，在多种因素长期反复地相互作用、互相影响的情况下，会产生部分残余径向位移。径向位移不断积累后可能会引起支座的剪断、墩柱开裂、梁端伸缩缝的剪切，甚至梁体的倾覆等。

曲线梁桥的横向偏位是曲线梁桥病害中的主要病害，也是曲线梁桥区别于直线桥的独有病害。曲线梁桥出现横向偏位病害大大降低了曲线梁桥的结构承载力和行车安全。

(二)成因

曲线梁桥出现横向偏位是内外因素共同作用的结果：内在因素有结构自重、曲率半径、支撑布置形式等；外在因素有温度、车辆荷载、混凝土收缩徐变以及预应力作用影响等。

二、横向偏位病害处治措施

曲线连续梁桥的横向偏位问题会对结构的受力和变形产生不利的影响，现综合上述各种内外因素对梁体横向偏位影响的分析，提出几点曲线梁桥横向偏位问题的加固方法及预防措施。

(一)曲线梁桥横向偏位加固方法

1.梁体复位

曲线梁桥的梁体产生位置偏离后，为了确保行车安全，需将产生偏位的梁体恢复到设计位置。

梁体复位的方法常采用顶升和顶推复位结合。顶升系统是对曲线梁桥进行竖向顶升，解除梁底支座约束，并将梁体置于临时墩处。顶推系统是对位于临时墩上的梁体通过滑动系统进行横向复位。

梁体复位工作包括：施工前准备→搭建操作平台→顶升梁体→梁体顶推平移→更换支座→落梁

2.更换支座

曲线梁桥发生横线较大的偏位后，会导致各墩顶上的橡胶支座出现不同程度上的拉裂和剪切破坏，情况严重时甚至出现压死现象。支座损坏会严重影响曲线梁桥的承载力，加大曲线梁桥横向侧移的病害。因此，曲线梁桥发生横向偏位导致损坏的支座应该及时更换。

3.重新布置支座体系

支座体系设置的不合理也是引起曲线梁桥产生严重横向偏位的一个重要因素。已有的支座体系对曲线梁桥没有起到有效的限制约束效果，导致曲线梁桥产生侧向位移不断积累。所以，在利用顶升、顶推结合的复位方式进行梁体复位的同时，还应考虑重新对支座体系进行合理设置，限制梁体偏位的产生。

(二)曲线梁桥横向偏位预防措施

1.增大曲率半径

根据前文对曲线梁桥横向偏位产生的原因分析，增大曲率半径能够有效的减小离心力，减小曲线梁桥梁体底部的径向位移，同时减小主梁向外侧的扭转和内侧支座受拉的可能性。因此，在条件允许的前提下，尽可能的增大曲线梁桥的曲率半径有利于预防曲线梁桥偏位的产生。

2.设置侧向弹性支撑

如图3-1所示，在曲线梁桥的桥梁端部的梁体和防震挡块之间设置弹性支承。弹性支撑离梁体有一定的距离，一旦曲线梁桥在外界因素影响下产生一定量的横向唯一，梁体向外偏位接触到限位挡块后，就会往曲线内侧反弹一定的距离。这种方法通过侧向限位的方式来减小曲线梁桥位移，对曲线梁桥的横向偏位起到一个很好的缓冲和限制作用。

3.设置合理的支座预偏心距离

中心点铰支承体系下的曲线梁桥设置支座预偏心，即将点铰支座往曲线外侧偏移一定的距离，虽然不能改善主梁所受的弯矩，但偏心距离设置合理的情况下却能够有效的改变主梁的扭转变形和支座的受力情况。点铰支座设置合理的偏心距可以很好地改善梁体内部的扭矩情况，适应曲线梁产生的侧向变形，且不易被破坏，达到预防曲线梁桥横向偏位的目的。