某曲線連續梁橋橫向偏位成因分析及處置方法

摘 要 通過對萬安大橋引橋橫向偏位病害現狀及發展趨勢分析，初步探討了在溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載作用下6#~9#墩間梁體產生橫向偏位的機理，在此基礎上提出針對其橫向偏位的處治方法。

關鍵詞 曲線梁橋 梁體偏位 病害成因分析 處治措施

中圖分類號：U442文獻標識碼：A

0 引言

曲線連續梁橋是一種在大型公路立交橋和城市立交橋中應用較多的橋型，但是一直以來，由于對溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載等產生的效應認識不足，致使曲線梁橋產生橫向偏位。本文就萬安大橋引橋產生的橫向偏位的實例進行分析，并介紹采取的處理措施。

1 橋梁概況

萬安大橋是連接萬州龍寶區與天城區的城市橋梁，跨越苧溪河，西起和平廣場、東至枇杷坪開發區。兩岸引橋位于半徑180m的平曲線上，結構形式均采用箱型連續梁，梁高1.5m，翼寬2.5m，天城岸引橋為一聯25m + 2€?8m，龍寶岸引橋為9€?8m + 25.5m，分為三聯。橋梁寬23米，橋面劃分為2€?m（人行道） + 4€?.75m（車行道）＋2m（中央分隔帶）。

萬安大橋設計荷載等級：汽－超20，掛車－120級，設計車速：30km/h。

2 萬安大橋引橋病害現狀及發展趨勢

2.1 病害現狀

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現象，其中上游側支座處梁體向龍寶岸右側30€胺較螄嘍災ё?47mm，下游側支座處梁體向龍寶岸右側30€胺較螄嘍災ё?8mm。

2.2 發展趨勢

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現象，這與彎橋在溫度變化，混凝土收縮徐變，汽車荷載作用下受力的特殊性有密切的關系，需要加強定期觀測，根據梁體與支座相對位移發展情況酌情處置。

3 萬安大橋引橋橫向偏位原因分析

3.1 溫度作用

萬安大橋引橋6#~9#墩間梁體在溫度作用（日照溫差和季節溫差）下所產生的梁體變形如圖3.1和3.2所示。

從圖3.1可以看出，曲線梁橋在內外側腹板溫度的變化下，對它的梁體橫向偏位影響比較大，邊跨的位移值接近1cm，相對于頂板來說則較小。

從圖3.2可以看出，體系溫差越大，曲線梁橋梁體的橫向偏位越大。

圖 3.1 日照溫差作用下箱梁的徑向位移圖

圖 3.2 體系溫差作用下箱梁的徑向位移圖

3.2 混凝土收縮及徐變作用

一般來說，混凝土的收縮及徐變對結構的內力和變形會產生影響。以萬安大橋引橋為例，由于混凝土收縮所產生的梁體變形如圖3.3所示。徐變所產生的梁體變形曲線如圖3.4所示。

從圖3.3可以看出，由于混凝土收縮作用的影響，曲線梁橋梁體有橫向滑移的趨勢，形成了一定的橫向偏位。

從圖3.4可以看出，由于混凝土徐變作用的影響，曲線梁橋梁體形成一定的橫向偏位。

圖3.3 收縮作用下梁體位移曲線圖（mm）

圖3.4 徐變作用下梁體位移曲線圖（mm）

3.3 車輛荷載作用

以萬安大橋引橋為例，由于汽車荷載所產生的梁體變形如圖3.5所示。

圖3.5 汽車荷載作用下曲線箱梁橋的梁體位移曲線圖（mm）

圖3.5給出了曲線梁橋梁體的位移曲線，在車輛荷載作用下，產生了向外側的橫向偏位。并且從圖中可以看出，在布置車輛附近的梁段橫向偏位較大，如梁端和邊跨跨中的橫向偏位分別為4.9mm和5.4mm。

4 萬安大橋引橋橫向偏位處治方法

萬安大橋引橋橫向偏位病害對結構受力影響較大，但仍在規范許可范圍之內。為了防止曲線梁橋位移的進一步擴大，下面對萬安大橋引橋橫向偏位處治技術進行研究和方案設計。設計限位裝置限制8#墩與梁體相對偏位的繼續增加。

6#~9#墩間梁體存在橫向偏位現象，其中8#墩上游側梁體相對支座偏位147mm，下游側梁體相對支座偏位98mm。為此，設計側向限位裝置限制梁體與墩柱相對位移的繼續增加。本設計提出如下三個方案：

（1）方案一采用彈簧作為側向限位裝置，在墩柱上設置鋼套箍，在鋼套箍上焊接一方鋼棒并設置限位端板A 和C，在箱梁梁體底板上用錨栓連接矩形鋼板并焊接限位端板B，在端板B 和C 之間的方鋼上設置彈簧，方鋼穿過端板B，且相對端板B 可自由滑動，當梁體向上游滑動時，端板B 將和梁體一起向上游滑動，但受彈簧約束，滑動量的大小受到限制，從而達到橫向限位效果。

本方案優點：梁體可向下游滑動且可通過改變端板A 和端板B 之間的長度控制滑動距離，而梁體向上游滑動則受到限制。

（2）方案二在方案一的基礎上去掉彈簧，限位板C 和限位板B 靠在一起。

本方案優點：相對方案一而言，節省了彈簧的使用，降低了總造價。

（3）方案三采用弧形鋼板進行限位，即在兩個墩柱下游側設置弧形擋板，弧形擋板與主梁梁體底板上粘貼的弧形鋼板和加勁板進行連接（焊接），當梁體產生向上游側的滑動時，弧形擋板收到墩柱的阻擋，從而限制梁體的橫向偏位。

本方案優點：比方案一和方案二簡單，造價最低，鋼板加工和連接均較方便。

5 結論

（1）通過對比分析溫度變化、混凝土收縮與徐變和車輛荷載對萬安大橋引橋橫向偏位的影響效應，找到了影響萬安大橋引橋橫向偏位的主要因素：系統溫差引起的橫向偏位效應要大于其他因素，其次為汽車荷載作用。

（2）探討了萬安大橋引橋橫向偏位處治方法，找到了一種最經濟合理的橫向偏位處治措施，在橋墩上安裝弧形板限位裝置。

參考文獻

[1] 劉汗夫.深圳市泥崗路立交橋的病害試驗分析[J].橋梁建設，2001(5):60-62.

[2] 陳忠潮.曲線梁橋的病害及處置措施[J].結構工程師，2008.24(1):8-10.

[3] 周若來，陳衛東.曲線梁橋常見病害與設計要點[J].中外公路，2008.28(6):149-151.

[4] 王新定，丁漢山，吉林，戴航，等.混凝土連續彎梁橋側向位移分析及對策研究[J].公路交通科技，2006.23(11):64-67.

[5] 劉柱國.曲線梁橋平面位移機理分析[J].交通科技，2007(3):20-22.