有蓋梁橋橫向柔性防偏的改進措施

王建榮 萬俊林

(1.北京特希達科技有限公司,北京 100037; 2.哈爾濱市第二市政工程公司,黑龍江 哈爾濱 150026)

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有蓋梁橋橫向柔性防偏的改進措施

王建榮1萬俊林2

(1.北京特希達科技有限公司,北京 100037; 2.哈爾濱市第二市政工程公司,黑龍江 哈爾濱 150026)

結合國內曲線梁橋橫向偏位病害的研究現(xiàn)狀，分析了引起曲線梁橋橫向偏位的因素，并從設計與附加橫向限位構件兩個角度，探討了防偏方案，最后提出對有蓋梁橋進行柔性防偏的改進措施。

曲線梁橋，橫向偏位，蓋梁，防偏措施

0 引言

近年來城市現(xiàn)代化發(fā)展迅速，相應路橋的數(shù)量與質量的要求越來越高，曲線梁橋以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的發(fā)展和應用。曲線梁橋布置靈活多變，能夠適用于城市中心及地形復雜的山區(qū)，不易受空間因素的限制，而且其外形美觀，滿足人們的審美追求，因此在城市公路立交體系與橋梁體系中得以廣泛使用。

與直線梁橋相比，彎梁橋的彎扭藕合效應顯著，對結構的受力不利更易引起病害。資料顯示，我國大多數(shù)曲線橋梁上部交通結構都發(fā)生了不同程度的梁體偏位病害[1]。因此，分析曲線橋梁橫向偏位病害的成因，研究出能夠有效解決橋梁偏位病害的辦法和防止橋梁發(fā)生偏位的構造措施，對減小橋梁偏位病害，保證橋梁運營安全和提高其使用壽命有重要意義[2]。

1 曲線梁橋事故和偏位病害

哈爾濱陽明灘大橋疏解工程一上行匝道垮塌，橋上4輛貨車側翻至橋下，分析認定匝道坍塌是由車輛超載導致了極大的偏心荷載造成的。深圳市寶安區(qū)107國道上的一座大型立交橋立柱與橋底對應一側有約20 cm的偏差，檢查時已發(fā)現(xiàn)該橋此梁出現(xiàn)梁體位移，后深圳市公路局對該段梁橋實施了緊急維修糾偏與加固施工。

橋梁支座在偏心荷載作用下易受到剪切力的影響，甚至荷載較大時出現(xiàn)懸空不受力的危險情況，這些破壞在曲線梁橋中尤為突出，而且擋塊在防偏位功能發(fā)揮過程中常受到較大損壞。

2 國內曲線梁橋橫向偏位病害研究現(xiàn)狀

曲線梁橋在使用期間，在各種因素影響下會產生橫向偏移，其中由于自身重力偏心和支座摩擦限制而產生的位移是不可恢復的，因此在外荷載周而復始的作用下，側向位移量會不斷積累，同時曲線梁橋梁體由于變形產生的能量也在不斷積累，長久下輕則導致梁體開裂、支座損壞，重則導致梁體外翻倒塌。為了弄清曲線梁橋發(fā)生橫向偏位的原因，更好的應用和發(fā)展曲線梁橋，國內有大量學者調查研究了各種偏位病害的工程實例，提出了很多有建設意義的發(fā)現(xiàn)，但對于曲線梁橋產生橫向偏位病害的機理還待進一步研究。

3 引起曲線梁橋橫向偏位的因素

引起曲線橋梁橫向偏位的因素可分為內因和外因，其中內因有橋梁平面曲率、支座布置(支座種類、排序)、預應力筋的布置及混凝土收縮徐變等；外因有溫度作用、車輛荷載和支座不均勻沉降等。

除了以上介紹的各種因素外，風荷載、地震作用、伸縮縫卡死、突發(fā)沖擊荷載和施工質量等因素都會影響彎梁橋在荷載作用下的平面位移。因此在設計和施工中要綜合考慮各方面因素，控制彎梁橋的平面位移，確保橋梁長期安全穩(wěn)定的運營。

4 防偏措施

4.1 從設計合理上防偏

1)合理確定曲率半徑;2)合理選取截面形式和尺寸;3)設置橫隔板;4)合理選取和布置支座。

4.2 從附加橫向限位構件上防偏

利用橫向限位構件進行防偏，主要經歷了剛性—半剛性—柔性三個研究階段。

剛性防偏都是在支座處設置預防梁體偏移的構造措施，對于有蓋梁橋，在蓋梁梁側采取措施；對于無蓋梁橋，在梁體底部與支座處兩側部位采取相關措施。

剛性防偏方法在這兩種梁橋上采取的構造措施是一致的，都是通過設置橫向擋板來強制阻止梁體的偏移。這種方法簡單、經濟、有效，成為橋梁橫向防偏的主流方式。

以上防偏措施雖以其各種各樣的優(yōu)勢成為主流，但存有眾多不利影響：其一，這種方式過于剛性，在限制位移的同時將產生很大的內力，容易引起接觸部位的損壞和梁體的開裂等；其二，這種方式強度過低，只適用于地震峰值加速度較小的地區(qū)。鑒于以上問題，這種防偏措施需不斷改進，新的防偏措施也需進一步研究。

在改進措施方面，大部分研究人員將剛性防偏改成半剛性防偏。在這種防偏措施中，梁體在產生橫向位移后，彈性支撐先起到一個緩沖的作用，降低了內力過大引起梁體開裂的風險。

半剛性防偏措施中，彈性支撐的作用是有限的，在一定位移的梁體偏位后，結構也將轉化為類似剛性防偏的狀態(tài)。趙成功[3]參考大量已有的防偏移設施，并經過對其不斷地研究和改進，設計了柔性限位設施。

5 對有蓋梁橋進行柔性防偏的改進措施

對于有蓋梁橋，可提供兩點改進措施：

1)可以充分利用蓋梁的有效布置空間，將彈簧的一邊支撐安裝在蓋梁正面上，將另一邊支撐安裝在上部主梁的底面，并可以形成整齊的一排類似串聯(lián)的彈簧防偏裝置，大大的增加了防偏彈簧的數(shù)量，使得柔性防偏位措施更加有效。

2)通過使用預壓壓縮彈簧提供初始預壓力使得彈簧在工作時一直處于壓縮狀態(tài)，可解決彈簧連接處宜壓不宜拉的問題。

[1] 馬 建，孫守增，楊 琦．中國橋梁工程學術研究綜述·2014[J].中國公路學報，2014(5)：23-24.

[2] 周 亮.曲線梁橋梁體偏位分析與處治方法研究[D].重慶：重慶交通大學，2011.

[3] 趙成功.橋梁糾偏技術及其應用[D].西安：長安大學碩士學位論文，2015.

On improvement measures for transverse flexible deflection of cover beam bridge

Wang Jianrong1Wan Junlin2

(1.BeijingTexidaTechnologyCo.,Ltd,Beijing100037,China; 2.HarbinMunicipalSecondEngineeringCompany,Harbin150026,China)

Combining with the research on horizontal departure of curve beam bridges in China, the paper analyzes the factors leading to the horizontal departure of the curve beam bridge, and explores the departure prevention schemes from the design and additional horizontal limited components, and points out the improvement measures for the flexible departure prevention of the cover beam bridge.

curve beam bridge, horizontal departure, cover beam, departure prevention measures

1009-6825(2017)13-0173-02

2017-02-25

王建榮(1969- ),男，高級工程師； 萬俊林(1961- ),男，高級工程師

U445

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