瀏醴高速寨下三號高架橋橋墩施工偏位引起的結構影響分析

朱 俊

(安徽省交通規劃設計研究院有限公司)

1 項目背景

瀏醴高速寨下三號高架橋位于醴陵市板杉鄉寨下村龍家坡沖，此處為兩山夾一坳的沖溝，路線在此填土15 ～23 m，占用土地類別大部分為水田，路線兩側村莊密集，人口較多，為減少占用基本農田，方便路線兩側村民出行，采用高架橋形式通過。

2012 年7 月，檢測單位在對該橋進行的中間交工檢測中發現，該橋部分橋墩豎直度施工偏差較大，已超出《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1－2004)限值要求，具體詳見表1。

表1 寨下三號高架橋墩柱豎直度偏差統計表

鑒于以上6 根墩柱其豎直度偏差超出《公路工程質量檢驗評定標準》中關于墩、臺身施工質量標準豎直度偏差的限值要求較多，業主來函要求我公司對豎直度施工偏差較大的橋墩進行結構復核，確保橋梁安全。

2 橋墩施工偏位引起的結構影響分析

2.1 最不利橋墩選澤

根據墩高、上部結構荷載重量、支座類型、縱向豎直度偏差值綜合判定，選定左幅4－2#橋墩為驗算對象，其縱向豎直度偏差為7.5 cm，墩高20.5 m，上部橋面總寬16.75 m，支座為單向活動支座。

2.2 荷載計算

(1)上部結構豎向支座反力計算

建立上部結構橋博模型，取出各種荷載在4－2#橋墩墩頂支座上引起的支座反力如下

永久作用:

結構重力:N1=11 100/3 =3 700 kN;

基礎變位:N2=463/3 =154 kN

可變作用:

汽車荷載(包括沖擊力):N3=(2 230/3)×1.2 =892 kN(1.2 為汽車偏載系數);

梯度溫度作用:N4=179/3 =60 kN。

(2)上部結構水平力計算

汽車制動力:

全聯(共120 m)一個設計車道上由汽車荷載產生的制動力標準值為165 kN，上部橋面寬16.75 m，同向行駛共四車道，則全聯制動力總值為165 ×4 ×0.67 =442.2 kN。

4#橋墩支座為單向活動支座，分配的制動力為全聯的30%，再分配到單根橋墩，則4－2#橋墩分配到的制動力為:

(3)下部結構墩身自重

4－2#橋墩為竹節墩，上部第一段墩身直徑1.6 m，高10.5 m;下部第二段墩身直徑1.8 m，高10 m，則兩段墩身自重分別為

第一段:N5=3.141 59 ×0.8 ×0.8 ×10.5 ×25 =528 kN;第二段:N6=3.14 159 ×0.9 ×0.9 ×10 ×25 =636 kN。

2.3 驗算截面荷載組合計算

取樁頂截面(柱底)為驗算截面，各種荷載引起的豎向力和彎矩組合計算如下(承載能力組合):

豎向力組合設計值:

Nd=1.2N1+0.5N2+1.4N3+0.8 ×1.4N4+1.2N5+1.2N6=7 230 kN。

彎矩組合設計值:

Md=(1.2N1+0.5N2+1.4N3+0.8 ×1.4N4)×0.075 +1.4H1×20.5+1.2N5×0.0558+1.2N6×0.0183=1 750 N·m

2.4 截面驗算

表2 圓形截面配筋原始數據表(壓彎構件)

表3 圓形截面配筋或復核計算結果表強度復核結果偏心受壓

3 驗算結論

由計算結果可見，樁頂最不利截面強度大于內力組合設計值。可以認為，墩柱偏心對結構受力影響很小，在局部偏心情況下，截面強度滿足要求。

［1］ 李永鱗，趙士耀. 某跨線橋橋墩偏位下部結構處置措施探討［J］.安徽建筑，2012，(4):127－128.

［2］ 張良山.某橋墩樁基偏位受力分析及糾偏施工研究［J］.山西建筑，2012，(1):214－215.