曲線連續梁橋梁體橫向偏位分析及處治

(重慶交通大學 土木工程學院　重慶　400074)

引言

隨著城市現代化的快速發展以及對交通要求的大幅度提高，曲線梁橋得以廣泛應用。它不僅能很好地適應橋梁選址受地形地物限制的需求，而且線條平順流暢滿足了現代人不斷提高的審美要求。

城市人口密度較大，建筑布置密集，曲線梁橋以其占地面積小，線形布置靈活能很好適應這個特殊環境，在城市立交橋中應用最為廣泛的曲線梁橋是立交匝道橋，匝道橋能夠聯系位于不同高程上的主線和交叉線，便于各個沖突方向的車流順利通行。

橋梁上部結構由于溫度變化、汽車制動力以及設計不合理等原因，極易使主梁在橫向或縱向產生滑移，造成梁體偏移(橫向偏位和爬行)，伸縮縫卡死，蓋梁擋板開裂和支座損壞等問題。由于該類型的病害初期不直接危及到橋梁的使用安全，所以一直得不到研究人員和管理者的重視。本文將就曲線梁橋梁體橫向偏位展開討論分析，并結合實例介紹部分處理措施。

一、橫向偏位概述

(一)概念

曲線梁橋由于其特殊的結構形式，在多種因素長期反復地相互作用、互相影響的情況下，會產生部分殘余徑向位移。徑向位移不斷積累后可能會引起支座的剪斷、墩柱開裂、梁端伸縮縫的剪切，甚至梁體的傾覆等。

曲線梁橋的橫向偏位是曲線梁橋病害中的主要病害，也是曲線梁橋區別于直線橋的獨有病害。曲線梁橋出現橫向偏位病害大大降低了曲線梁橋的結構承載力和行車安全。

(二)成因

曲線梁橋出現橫向偏位是內外因素共同作用的結果：內在因素有結構自重、曲率半徑、支撐布置形式等；外在因素有溫度、車輛荷載、混凝土收縮徐變以及預應力作用影響等。

二、橫向偏位病害處治措施

曲線連續梁橋的橫向偏位問題會對結構的受力和變形產生不利的影響，現綜合上述各種內外因素對梁體橫向偏位影響的分析，提出幾點曲線梁橋橫向偏位問題的加固方法及預防措施。

(一)曲線梁橋橫向偏位加固方法

1.梁體復位

曲線梁橋的梁體產生位置偏離后，為了確保行車安全，需將產生偏位的梁體恢復到設計位置。

梁體復位的方法常采用頂升和頂推復位結合。頂升系統是對曲線梁橋進行豎向頂升，解除梁底支座約束，并將梁體置于臨時墩處。頂推系統是對位于臨時墩上的梁體通過滑動系統進行橫向復位。

梁體復位工作包括：施工前準備→搭建操作平臺→頂升梁體→梁體頂推平移→更換支座→落梁

2.更換支座

曲線梁橋發生橫線較大的偏位后，會導致各墩頂上的橡膠支座出現不同程度上的拉裂和剪切破壞，情況嚴重時甚至出現壓死現象。支座損壞會嚴重影響曲線梁橋的承載力，加大曲線梁橋橫向側移的病害。因此，曲線梁橋發生橫向偏位導致損壞的支座應該及時更換。

3.重新布置支座體系

支座體系設置的不合理也是引起曲線梁橋產生嚴重橫向偏位的一個重要因素。已有的支座體系對曲線梁橋沒有起到有效的限制約束效果，導致曲線梁橋產生側向位移不斷積累。所以，在利用頂升、頂推結合的復位方式進行梁體復位的同時，還應考慮重新對支座體系進行合理設置，限制梁體偏位的產生。

(二)曲線梁橋橫向偏位預防措施

1.增大曲率半徑

根據前文對曲線梁橋橫向偏位產生的原因分析，增大曲率半徑能夠有效的減小離心力，減小曲線梁橋梁體底部的徑向位移，同時減小主梁向外側的扭轉和內側支座受拉的可能性。因此，在條件允許的前提下，盡可能的增大曲線梁橋的曲率半徑有利于預防曲線梁橋偏位的產生。

2.設置側向彈性支撐

如圖3-1所示，在曲線梁橋的橋梁端部的梁體和防震擋塊之間設置彈性支承。彈性支撐離梁體有一定的距離，一旦曲線梁橋在外界因素影響下產生一定量的橫向唯一，梁體向外偏位接觸到限位擋塊后，就會往曲線內側反彈一定的距離。這種方法通過側向限位的方式來減小曲線梁橋位移，對曲線梁橋的橫向偏位起到一個很好的緩沖和限制作用。

3.設置合理的支座預偏心距離

中心點鉸支承體系下的曲線梁橋設置支座預偏心，即將點鉸支座往曲線外側偏移一定的距離，雖然不能改善主梁所受的彎矩，但偏心距離設置合理的情況下卻能夠有效的改變主梁的扭轉變形和支座的受力情況。點鉸支座設置合理的偏心距可以很好地改善梁體內部的扭矩情況，適應曲線梁產生的側向變形，且不易被破壞，達到預防曲線梁橋橫向偏位的目的。

三、總結

很多曲線連續梁橋由于各種內外因素(自重、曲率半徑、支撐形式、溫度、車輛荷載、混凝土收縮徐變等)的長期持續、反復作用，曲線梁橋發生的側向偏位所產生的殘余位移會不斷累積，產生較大的位移，形成橫向偏位的現象，甚至引發一些安全事故，給國家造成巨大的經濟損失，在社會上也造成了很大的負面影響。

由于橫向偏位現象的存在，需要對梁體橫向偏位病害進行加固、預防。在選擇橋梁糾偏方案時，需要綜合考慮，遵循“安全第一，預防為主”原則，選擇施工工藝先進、安全系數較高的方案，避免在實施過程中出現不可控的風險。