路基加寬荷載對(duì)輕型橋臺(tái)基礎(chǔ)地基沉降的影響分析

魏立恒

摘要：探討了矩形均布荷載和三角形分布荷載形式引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面的沉降，分析了不同分布寬度加寬荷載引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面的沉降規(guī)律。

Abstract： The settlement of Light Abutment along the line caused by rectangular uniform load and triangular distributed load is discussed， and the settlement law of Light Abutment along the line caused by widening load with different distribution width is analyzed.

關(guān)鍵詞：加寬荷載;輕型橋臺(tái);沉降

Key words： widening load;Light Abutment;settlement

中圖分類號(hào)：TU433 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）13-0137-03

0 ?引言

輕型橋臺(tái)是高速公路小跨徑橋梁普遍采用的一種結(jié)構(gòu)型式，它具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、受力明晰、施工步驟簡(jiǎn)單、節(jié)省成本、附加應(yīng)力非常小等優(yōu)點(diǎn)。在工程實(shí)踐中，常常遇到橋臺(tái)向后側(cè)傾，發(fā)生不均勻下沉的現(xiàn)象，影響橋梁的正常使用。當(dāng)路基加寬時(shí)，產(chǎn)生的荷載對(duì)輕型橋臺(tái)基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，引起較大的沉降變形。因此有必要對(duì)路基加寬荷載作用下引起的附加沉降進(jìn)行分析，通過(guò)采用必要的地基處理措施，減少路基加寬荷載對(duì)既有輕型橋臺(tái)的影響，防止出現(xiàn)差異沉降，減少橋頭跳車出現(xiàn)的可能性。

1 ?輕型橋臺(tái)設(shè)計(jì)方案

某橋臺(tái)地基土覆蓋層多為粘性土或砂類土，下覆粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖等，具體的地質(zhì)情況以及選擇的橋臺(tái)設(shè)計(jì)方案如圖1所示，設(shè)計(jì)的輕型橋臺(tái)方案的尺寸如圖2所示。

2 ?加寬荷載引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面沉降

采用矩形基礎(chǔ)受垂直荷載作用下地基土中任意點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算公式，選擇分層總和法來(lái)計(jì)算路基加寬荷載作用下輕型橋臺(tái)地基的沉降變形[5-6]。對(duì)于輕型橋臺(tái)，基礎(chǔ)加寬和選擇沿橫斷面的路線位置圖如圖3所示。加寬荷載考慮在加寬區(qū)域作用的矩形，三角形分布兩種荷載作用。輕型橋臺(tái)加寬荷載作用地基沿橫向沉降曲線如圖4所示。

通過(guò)圖4可知，不同分布荷載形式也對(duì)輕型橋臺(tái)加寬荷載作用地基沿橫向的沉降變形有很多影響。矩形均布荷載大于三角形分布荷載。

3 ?不同分布寬度加寬荷載引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面沉降

為分析不同加寬路基荷載引起輕型橋臺(tái)地基的沉降變形規(guī)律，改變不同輕型橋臺(tái)加寬寬度來(lái)進(jìn)行分析。即加寬荷載分布寬度為3m、4m、5m、6m，如圖5所示。

考慮矩形均布荷載輕型橋臺(tái)不同分布寬度加寬荷載作用下地基沿橫斷面方向沉降曲線如圖6所示，考慮三角形分布荷載輕型橋臺(tái)不同分布寬度加寬荷載作用下地基沿橫斷面方向沉降曲線如圖7所示。

通過(guò)圖6和7可知，荷載分布寬度對(duì)加寬荷載作用下地基沿橫斷面方向的沉降影響比較大，均布荷載大小一定，分布長(zhǎng)度一定，分布寬度越大，則輕型橋臺(tái)不同分布寬度加寬荷載作用下地基沿橫向沉降也越大。寬度越大，影響的范圍也越大。矩形均布荷載作用，對(duì)于A1—B1路線，分布荷載寬度從3m擴(kuò)展到6m，沉降量最大值提高112.1%;對(duì)于A2—B2路線，沉降量最大值提高106.2%;對(duì)于A3—B3路線，沉降量最大值提高91.2%;對(duì)于A4—B4路線，沉降量最大值提高87.6%。三角形分布荷載作用，對(duì)于A1—B1路線，分布荷載寬度從3m擴(kuò)展到6m，沉降量最大值提高133.1%;對(duì)于A2—B2路線，沉降量最大值提高124.0%;對(duì)于A3—B3路線，沉降量最大值提高98.9%;對(duì)于A4—B4路線，沉降量最大值提高88.8%。

4 ?結(jié)論

①探討了矩形均布荷載和三角形分布荷載形式引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面的沉降以及沿縱向方向的沉降曲線。結(jié)果表明矩形均布荷載引起的沉降最大，三角形分布荷載較小。

②分析了不同分布寬度加寬荷載引起輕型橋臺(tái)沿線路橫斷面的沉降以及沿縱向方向的沉降。結(jié)果表明均布荷載大小一定，分布長(zhǎng)度一定，分布寬度越大，則輕型橋臺(tái)不同分布寬度加寬荷載作用下地基沿橫向沉降以及沿縱向方向的沉降也就越大。

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