橋臺偏移的量化分析和處理方法的探討

王小兵 陳航 陳龍

【摘 要】?文章介紹既有鐵路橋臺發生偏移后，如何量化分析和處理糾偏的設計技術。創造性地引入垂直度和斷樁幾率兩個基本指標，對橋臺偏移進行定性、定量分析。根據樁基損傷情況，擬定和推薦了處理方案，并對處理方案的關鍵性技術和適用范圍進行了介紹，為類似工程的設計提供參考。

【關鍵詞】橋臺; 偏移; 量化分析; 處理

軟土地區應嚴格控制橋臺高度，橋臺過高易發生移位、傾斜等變形，危害鐵路安全[1-2]。是在血的教訓中逐步意識到的。

2004～2008年，是我國鐵路高度發展的一個時期，很多項目采用了高橋臺方案，以縮短橋梁長度，進而達到節約投資的目的。這些項目陸續投入運營后，暴露出的缺陷初現端倪[3]。其中軟土地區橋臺偏移，進而引起后續梁端頂死的問題很多。

國鐵集團意識到這一問題，在2008年發布指導性文件：城市鐵路橋臺高度不宜超過6 m。山區鐵路橋臺高度不宜超過8 m的要求。然而對已經發生偏移的橋臺如何整治，卻沒有發布相應的規范和要求。

橋臺發生偏移，如何去糾偏[4-5]。營業線施工畢竟不是新線施工，大規模地整治反而會對既有鐵路造成二次傷害。應該在確保既有線運營安全的前提下，進行保守治療，切忌矯枉過正。本文討論的方案和方法都是基于“保守治療”這一前提下進行的。

1 評估橋臺及其基礎損傷和偏移情況

2 梳理和分析橋臺偏移的真實原因

橋臺發生偏移，原因復雜。大體分為四大類。

一是施工放樣的誤差。施工單位進場后，橋臺或者臨近的墩柱施工放樣有偏差。架梁后，會導致梁縫比設計值偏小。這類問題不會導致橋臺偏移，但由于梁縫值偏小，往往橋臺一偏移就會出現梁段頂死的現象。

二是臺后路基和鐵路荷載長年累月的擠壓。路基經過長年累月動載的影響和自身的沉降，其沉降速度往往超過橋臺沉降的速度。沉降值不大時，運營養護部門往往通過填道碴的方式來維持軌面標高，這也導致了臺后土壓力越來越大。越來越大的土壓力會導致橋臺發生偏移。

三是軟土地基沉降，特別是采用了預應力管樁基礎的路基段，樁帽下易產生空洞，運營養護部門，一般會采用吹沙、高壓注漿等措施來填補空洞。這類措施施工過程中，臨近橋臺位置容易引起橋臺偏移。有關部門可以研究在臨近橋臺一定范圍內，不得高壓注漿，并將條款寫入運營養護規范。

四是橋臺周邊其他邊界條件的變化。橋臺附近開采地下水;橋臺臺前有沖刷、開挖;橋臺附近有管樁施工;臨近橋臺位置有新的構筑物。這類問題均會導致橋臺周邊邊界條件的變化，進而引起橋臺偏移。

現場實際情況多種多樣的，有可能是一種原因，也有可能是上述各種原因的疊加。

3 根據樁基損傷情況，因地制宜，擬定補救方案

當樁基礎完全破壞時，原橋臺若繼續使用則存在極大安全風險，則需要搭建臨時過渡工程，拆除原橋臺，新建橋臺、換梁。樁基礎完全斷裂，則必然需要斷道施工，且耗時長，代價極高。

當樁基礎部分破壞時，則通過承臺植筋，擴大基礎尺寸，增加橋臺樁基根數。使得橋臺基礎滿足結構受力要求。同時分析橋臺偏移原因，控制橋臺進一步偏移的可能。

若樁基礎沒有損傷時，則只需要進一步控制橋臺進一步偏移的可能。

處理橋臺偏移的方式方法很多。主要有四種方案。

3.1 方案一卸載

采用低便梁架空臺后部分路基，采用輕質混凝土換填，減小對橋臺的水平推力。或者采用低便梁架空臺后部分路基，頂進施作一框架涵洞，利用涵洞置換一部分土，減小對橋臺的水平推力。圖2是采用的輕質混凝土換填方案。

3.2 方案二抗滑

臺前施工鉆孔灌注樁、CFG群樁，樁頂和承臺剛性連接、限制橋臺進一步位移（圖3）。

3.3 方案三反壓：臺前堆載反壓

這類處理方式比較保守，見效較慢，但最安全。

3.4 方案四糾偏

糾偏可以利用方案二中的群樁基礎作為靠背，采用千斤頂，再將橋臺逐步頂回，也可利用在橋臺位置施作兩個很大剛度的樁。然后在樁和橋臺間張拉預應力索，利用索的拉力將橋臺逐步拉回。

以廣珠客貨共線西南涌二號特大橋0#橋臺為例，群樁與承臺之間采用千斤頂加壓頂死，使得二者位移同步，如需控制橋臺位移小于28 mm，同時保證既有橋臺樁基不發生破壞，需提供的水平抗推剛度應不小于275 000 kN/m，根據樁基模擬結果，需采用6根1.8 m的樁基，才能提供上述水平抗推剛度樁基計算結果及樁基模擬結果見圖4。

在制定方案時，需要充分考慮現場情況，合理采用上述方案，最終方案可能是上述方案的一種，也可能時幾種方案的結合。因為現場情況是多變的，具體見表1。

4 結束語

既有線橋臺糾偏不比新建橋臺，既有線運營安全始終是第一位的，同時方案應結合現場實際情況，盡可能減少對既有線干擾。這是處理既有線病害的一個基本共識。

當既有線病害發生時，限制病害進一步發展，解決病害引發的問題，對病害作“保守治療“往往是性價比最高的。

限制橋臺進一步位移的可能，對頂死的梁作局部的切割，使得梁縫值滿足其溫度變形的基本量。筆者認為這是處理橋臺輕微偏移最好的辦法。

參考文獻

[1] 程紹俊，高榮雄，肖溢華，等.U型橋臺常見病害機理與加固技術研究[J].土木工程與管理學報，2014， 31（4）：22-28.

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[3] 陳雪華，律文田，王永和.橋臺臺背土壓力的試驗研究[J].巖土力學，2006， 27（8）：1407-1411.

[4] 于天來，趙云鵬，孫小龍，等.在水平荷載下整體式橋臺橋梁受力分析[J]. 沈陽建筑大學學報：自然科學版. 2014，30（4）：600-608.

[5] 劉萌成，黃曉明，陶向華.橋臺后高填方路堤工后沉降影響因素分析[J]. 交通運輸工程學報. 2005，5（3）：36-59.

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