基于長期監測的橋梁支座滑移研究

代 少 敏

(廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420)

基于長期監測的橋梁支座滑移研究

代 少 敏

(廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420)

針對支座滑移異常情況，采用位移計對橋梁過渡墩支座進行了滑移監測，并利用有限元軟件進行了模擬計算，通過對監測結果與理論計算值進行對比，探討了支座滑移狀況及原因，分析了支座滑移受阻對結構可能產生的影響，并提出了相應的養護措施。

橋梁工程，支座，長期監測

橋梁支座是橋梁結構的重要組成部分，對于大跨度橋梁尤為重要。支座滑移量偏大，嚴重時可能導致支座失效及梁體滑移、墩柱傾斜開裂等，對橋梁的使用壽命和結構安全存在影響。

針對九江大橋主橋過渡墩支座滑移異常情況，采用布設位移計的方法對橋梁支座滑移進行長期跟蹤監測，建立橋梁有限元模型，模擬溫度升降條件下梁端位移情況，通過對監測結果與理論計算值進行對比，分析支座滑移狀況及原因，為支座的養護決策提供依據，確保橋梁安全運營。

1 概述

九江大橋主橋上部結構為(50+100+160+160+100+50)m變截面連續箱梁，與其相鄰的北主橋采用(40+3×50)m等截面連續剛構，南主橋采用(10×50+40)m等截面頂推連續箱梁結構。

九江大橋南、北主橋以及主橋上部結構和跨徑信息見表1，立面圖如圖1所示。

表1 九江大橋主橋跨徑信息表

九江大橋箱梁支座均采用盆式橡膠支座，有雙向活動支座、單向活動支座和固定支座等3種，其中活動支座順橋向位移設計值限值為±100 mm。該橋過渡墩于2010年10月進行了墩頂截面增大及支座更換處理。

2 支座滑移監測

為了解支座更換后的工作狀況，掌握支座滑移規律，并為橋梁支座的養護決策提供依據，自2011年起對過渡墩支座進行滑移監測。限于篇幅，本文以左幅橋為例。

支座滑移監測主要是在支座附近布置振弦式位移計，通過其測量支座附近梁體與橋墩的相對位移，進而得出支座與梁體的相對滑移。

監測頻率為一年兩次，分別選擇當地氣溫相對較高和較低的時間，一般為7月～8月和11月～12月，實際監測過程中，可以根據現場情況進行相應調整。 2011年9月～2014年7月共進行了7次監測，監測歷程表見表2。

表2 支座滑移監測歷程表

各期支座監測結果見表3。表中支座滑移量均為上一期的相對值，其中負值表示梁體縮短，正值表示梁體伸長。

表3 支座滑移監測結果 mm

從表3數據來看，主要有以下幾點：

1)總體上，監測結果基本符合梁體隨溫度升降而伸縮的變化規律。

2)主橋20號墩支座各期相對滑移量很小，考慮測量儀器誤差，該支座未出現相對滑移，而北主橋20號墩支座相對滑移量值偏大。

3)南主橋26號墩支座各期相對滑移量均偏大。

3 基于滑移監測和有限元模型的原因分析

應用有限元軟件建立主橋的有限元模型，經計算分析得出該橋整體升降溫時梁端的水平位移理論值。以第7期數據為例，20號墩頂支座滑移理論值與實測值對比見圖2。

結合表3數據來看，主橋20號墩支座未出現相對滑移，當溫度上升時，橋墩會與主橋箱梁一起變形，從而導致北主橋該墩支座相對滑移量遠大于理論值。支座滑移受阻的主要原因為支座壓力偏大或支座安裝時調平塊放置不當造成。

主橋20號墩支座滑移受阻對橋梁結構會產生影響：

1)主橋箱梁與20號墩水平向類似剛接，橋墩需適應箱梁受溫度影響而產生的縱向變形，即橋墩受箱梁伸縮影響而呈現縱向水平方向來回擺動，從而使得橋墩承受附加內力處于不利狀態，溫差越大，橋墩變形也會越大。

2)由于主橋20號墩支座不能滑移，主橋箱梁會產生附加內力，對主梁受力也不利。

3)由于20號墩與主橋箱梁一起變形，導致北主橋在20號墩上的支座滑移量偏大，從而對該支座正常工作狀態產生不利。

主橋26號墩頂支座壓力也偏大，但該墩支座較20號墩支座狀況好，對橋梁結構產生的影響相比20號墩支座小。

4 結論及對策

采用位移計對過渡墩支座進行滑移監測，利用有限元軟件建立橋梁有限元模型，通過對監測結果與理論計算值進行對比，探討支座滑移狀況及原因，并分析支座滑移受阻對結構可能產生的影響。

通過數據分析該橋共有2個支座滑移受阻，其中主橋20號墩支座完全受阻，支座滑移受阻的主要原因為支座壓力偏大或支座安裝時調平塊放置不當造成。支座滑移受阻會對橋墩及梁體產生不利影響，并導致該橋墩另一支座滑移過大。

針對支座滑移情況，建議采取的養護措施有：

1)對支座滑移異常的橋墩進行傾斜監測，并加強對橋墩的檢查，防止相關病害出現。

2)繼續對支座滑移情況進行監測，并加強對橋梁的檢查，及時掌握支座滑移動態。

3)做好對支座的日常養護，為確保橋梁結構安全，應適時對異常支座進行更換處理。

[1] 姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，1985.

[2] 夏 娟，奚 勇，劉洪濤.橋梁支座典型病害分析及對策[J].華東公路，2008(3)：32-34.

[3] 李愛武.橋梁支座病害成因及防治[J].山西建筑，2011，37(13)：183-184.

Study of bridge bearings slip based on the long-term monitoring

Dai Shaomin

(GuangdongHualuTransportTechnologyCo.,Ltd,Guangzhou510420,China)

Aiming at the displacement anomalies of the bearing, displacement meters are used for monitoring of the bearings on the transition piers of the bridge. The simulation analysis is carried out by using the finite element software. Through the comparison of monitoring results and theoretical calculation value, the situations and reasons are explored. The possible influence of the bridge structure is analyzed. Finally, some corresponding curing measures are put forward.

bridge engineering, bearing, long-term monitoring

2015-01-12

代少敏(1984- )，男，工程師

1009-6825(2015)09-0184-02

U445.71

A