1橋梁樁出現(xiàn)存在的難題

上個世紀(jì)末我國公路建設(shè)高速發(fā)展，而在全國進(jìn)行大范圍公路建設(shè)中因為橋梁樁承載力好，節(jié)省用料和人力的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛運(yùn)用。橋梁的橋體的承載力主要就是靠橋梁樁來承擔(dān)，因此橋梁樁的基礎(chǔ)加固是公路工程建設(shè)的基本保障。尤其是在我國這種地形地質(zhì)條件相對復(fù)雜的山區(qū)，公路橋梁路段多且承載量要求較高。但是，我國大范圍的橋梁樁基本上是鋼筋混泥土進(jìn)行建設(shè)的，很容易出現(xiàn)一些問題。1）水分的自然侵蝕。首先是鋼筋混凝土中的鋼筋極容易被滲透的水分侵蝕，破換鋼筋的支撐力。當(dāng)水分的侵入混凝土中的時候還會因為同堿性的水泥融合產(chǎn)生膨脹力，甚至導(dǎo)致混凝土裂開從而破壞掉整個橋梁樁，這個時候就會影響到整個橋梁的穩(wěn)固，因此僅僅是自然的長時間的侵蝕就會造成整個橋梁樁的不穩(wěn)定。2）極端氣候的破壞作用。除了水分的滲入會導(dǎo)致橋梁樁被破壞，低溫作用到水上會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)橋梁樁小孔中的水分結(jié)冰膨脹。而長時間的氣溫變化作用的不斷循環(huán)，就會導(dǎo)致混泥土結(jié)構(gòu)的逐漸剝離甚至瓦解，事實上這個過程并不長，尤其是在地質(zhì)和氣候比較復(fù)雜的地區(qū)，因此要特別注意防范和處理這種情況的發(fā)生。

2加固橋梁樁方法

橋梁樁對整個橋梁乃至整個公路的運(yùn)行的重要作用不言而喻。因此在防范橋梁樁的損害問題上，必須迅速采取積極的應(yīng)對處理方法，而這些方法必須是科學(xué)地針對橋梁樁的特點(diǎn)和問題，能夠切實地保障橋梁樁的穩(wěn)固，主要從以下三個方面堅持：1）做好防范工作。為了保障橋梁的穩(wěn)固性，除了針對進(jìn)行橋梁設(shè)計之外，橋梁樁的本身質(zhì)量要進(jìn)行較為嚴(yán)格的鑒定并且明確后期追加的加固的方案。加固設(shè)計方案無外乎三個方面：硬度方面，強(qiáng)度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是橋梁樁建造的穩(wěn)固性；強(qiáng)度方面就是確定保證橋梁樁的整體性的穩(wěn)固；持久度方面就是在建造的時候采用耐性良好的同時還要方便之后進(jìn)行損傷部分的修復(fù)。從這三個方面著手，可以比較全面的做好橋梁樁的穩(wěn)固性的防范工作。2）堅持效益最大化。在工程設(shè)計和建造中最基本的原則除了安全穩(wěn)固之外就是經(jīng)濟(jì)，以最小的原料和人工投入獲得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益，這就要求工程建造人員在橋梁和建設(shè)的時候做到效益最大化。3）務(wù)求實事求是。在公路建設(shè)前橋梁樁做好各項加固工作之外還必須實事求是，不能盲目加固浪費(fèi)工程建設(shè)。合理的加固技術(shù)必須在原有的公路建設(shè)基礎(chǔ)上不僅起到實際加固的效果還可以有效控制工程再建的風(fēng)險，降低工程建設(shè)的成本。

3橋梁樁加固設(shè)計的基本方案

3.1增加樁基進(jìn)行加固

1橋梁現(xiàn)狀及病害成因

橋址區(qū)地形較平緩，跨越的溝渠中部局部地段為負(fù)地形，大致呈鍋底狀，雨季排水較為不暢通，并經(jīng)常存有死水灘，隨后幾日，緩慢下滲至地下深處。根據(jù)原始勘察資料，橋址區(qū)0～10.0m范圍內(nèi)黃土（粉土）具Ⅱ級非自重濕陷性（中等），濕陷系數(shù)δs=0.023～0.080，自重系數(shù)δzs=0.015～0.034，自重濕陷量Δzs=6.19cm，總濕陷量Δs=56.88cm，橋臺基礎(chǔ)持力層位于該地層上，雖采用0.5m厚灰土墊層進(jìn)行地基處理，但處理范圍僅在基礎(chǔ)之下局部范圍內(nèi)，對基礎(chǔ)周圍地表水的下滲未起防水作用，從而使地表水?dāng)U散運(yùn)移至基礎(chǔ)以下濕陷性黃土之中，在荷載作用下，產(chǎn)生濕陷下沉。其下沉速度較為緩慢，且隨季節(jié)具有一定的規(guī)律，在雨季期間，下沉較迅速，雨季后地下水下滲至地表深處時，下沉較為緩慢或停止。根據(jù)地勘報告,基底附加應(yīng)力為203kPa，第一層土的平均附加應(yīng)力+自重應(yīng)力約為124.5kPa，大于9.4m以上土層的濕陷起始壓力，故第一層土在上部荷載作用和浸水狀態(tài)下，0～9.4m范圍內(nèi)將會產(chǎn)生附加濕陷變形，變形量為56.88-2.46=54.42cm。據(jù)以上綜合分析，橋臺地基沉降量主要由濕陷變形量和土層壓縮變形量組成，其總的變形量為54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降約33cm，完成總沉降的52.7%，以后還會繼續(xù)下沉，因此對其進(jìn)行加固是非常必要的。

2橋梁的加固設(shè)計

本文針對其出現(xiàn)的橋臺整體沉降的病害提出了兩個具體加固方案。

2.1方案一

a）在原兩側(cè)橋臺前1.35m加設(shè)雙柱式橋墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨徑的雙懸臂板結(jié)構(gòu),橋臺的支撐作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撐主梁作用，b）鏟除后期養(yǎng)護(hù)逐年增加的瀝青混凝土，以減輕上部恒載，利用液壓頂升設(shè)備將空心板抬升，恢復(fù)原橋面的設(shè)計標(biāo)高。c）在墩頂原鋪裝層增設(shè)一層直徑25mm的鋼筋網(wǎng)用以承擔(dān)墩頂負(fù)彎矩。d）墩蓋梁達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，頂升主梁，落梁于墩頂支座上，形成雙懸臂結(jié)構(gòu)，完成體系轉(zhuǎn)換。e）將原橋的背墻和側(cè)墻均相應(yīng)進(jìn)行加高，原橋臺基礎(chǔ)周圍需做防水封閉處理，以防止其繼續(xù)滲水下沉。

一、非線性地震反應(yīng)分析

大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的非線性可分為材料非線性(又可稱為物理非線性或彈塑性)和幾何非線性兩種，一般情況下結(jié)構(gòu)的幾何非線性可通過考慮所謂的P-△效應(yīng)來進(jìn)行在結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析的計算理論研究方面，備受關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的彈塑性分析，這不僅是因為相對于幾何非線性而言，結(jié)構(gòu)的彈塑性性能對于結(jié)構(gòu)的抗震性能影響較大，而且更由于問題的復(fù)雜性。所以國內(nèi)外眾多學(xué)者針對后者開展了大量的研究工作。在大跨度公路橋梁彈塑性地震反應(yīng)分析的力學(xué)模型中，根據(jù)各種構(gòu)件的工作狀態(tài)，將結(jié)構(gòu)簡化為桿系結(jié)構(gòu)是合理的，同時對計算而言也是非常經(jīng)濟(jì)的。若按構(gòu)件所處的空間位置可把力學(xué)模型分為平面模型和空間模型兩種。若按模型中所采用的單元應(yīng)力水平的種類來分，又可分為微觀模型(采用應(yīng)力空間)和宏觀模型(采用內(nèi)力空間)兩種。由于微觀模型要求將結(jié)構(gòu)劃分為足夠小的單元，盡管很有效但所需的計算量較大，只適用較小規(guī)模的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的非線性分析，因此在實際工作中應(yīng)用的范圍比較有限，所以這里僅按前一種分類方法來加以討論。

在結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)分析中，構(gòu)件恢復(fù)力模型的確定是基本的步驟而構(gòu)件的恢復(fù)力關(guān)系又集中反映在滯回特性曲線上，基本指標(biāo)有曲線形狀、骨架曲線及其特征參數(shù)、強(qiáng)度、剛度及其退化規(guī)律、滯回耗能機(jī)制、延性和等效滯回阻尼系數(shù)等。國內(nèi)外在這方面已進(jìn)行了大量的試驗研究并取得了相應(yīng)的研究成果。在平面模型中，根據(jù)所采用的塑性鉸類型可把它分為集中塑性鉸模型和分布塑性鉸模型兩大類。在集中塑性鉸模型中，有代表性的一種是Clough等于1965年提出的雙分量單元模型，該單元模型采用兩根平行桿來模擬構(gòu)件，其中一根用來表示具有屈服特性的彈塑性桿，另一根用來表示完全彈性桿，非彈性變形集中于桿件兩端的集中塑性鉸處，該模型的最大不足是不能考慮構(gòu)件剛度退化。另一種有代表性的是1969年Giber-son提出的單分量模型，它克服了Clough雙分量模型的不足，同時只用兩個桿端塑性轉(zhuǎn)角來刻劃桿件的彈塑性性能，而桿件兩端的彈塑性參數(shù)又是相互獨(dú)立的，因此應(yīng)用起來較為簡便。其缺點(diǎn)是基本假設(shè)中有地震過程中反彎點(diǎn)不能移動的限制，所以對一些與基本假設(shè)不甚相符的特殊情況其使用的合理性就受到了限制。

二、多點(diǎn)激振效應(yīng)

通常橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析是假定所有橋墩墩底的地震運(yùn)動是一致的。而實際上，由于地震機(jī)制、地震渡的傳播特征、地形地質(zhì)構(gòu)造的不同，使得入射地震在空間和時間上均是變化的。即使其他條件完全相同，由于地面上的各點(diǎn)到震源的距離不同，它們接收到的地震波必然存在著時間差(相位差)，由此導(dǎo)致地表的非同步振動。這一點(diǎn)已被地震觀測結(jié)果所證實。因此，多點(diǎn)地震輸入是更合理的地震輸入模式。特別是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)卣鸩ǖ牟ㄩL小于相鄰橋墩的跨度時，入射到各墩的地震波的相位是不同的，由于在橋長范圍內(nèi)各墩下的基礎(chǔ)類型和周圍的場地條件可能有很大的差別，因此入射到各墩的地震波的波形也可能是不同的。有關(guān)實際震害表明，入射地震波的相位差可增大橋跨落梁的危險性。所以就地震波傳播過程中的多點(diǎn)激振效應(yīng)進(jìn)行研究是有很大的實際意義的。

從概念上看，僅考慮入射地震波的相位變化情況屬于行波效應(yīng)分析問題。若再考慮地震波的波形變化就屬于地震波的多點(diǎn)輸入問題。從計算方法上看，由于多點(diǎn)地震輸入算法與同步激振的計算方法不同，因此必須重新推導(dǎo)結(jié)構(gòu)體系的動力平衡方程。美國學(xué)者Penzien和Clough于1975年推導(dǎo)了多自由度體系考慮地震波多點(diǎn)輸入時的動力平衡微分方程及求解方法，通過所謂的影響矩陣，實現(xiàn)了地震波的多點(diǎn)輸入算法。這種方法后來被廣泛應(yīng)用，目前所有考慮地震波多點(diǎn)輸入的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)時程分析算法均以此為基本出發(fā)點(diǎn)。

摘要介紹橋梁施工中現(xiàn)澆蓋粱的支架選用、主要施工注意事項、計算要點(diǎn)及改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞簡支橋梁現(xiàn)澆蓋板支架1概述蓋梁，也稱帽梁，一般設(shè)于墩柱頂部，是鋼筋混凝土簡支梁橋中的下部結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件。墩柱頂蓋梁，如采用現(xiàn)澆施工，其施工質(zhì)量，不僅受控于混凝土配合比、澆灌方法，且與采用的支架緊密相關(guān)。只有選擇了堅實的支架，使模板牢固、可靠，拼縫嚴(yán)密、接口順直，能抵抗混凝土自重和施工荷載，操作人員能安全地進(jìn)行各種施工作業(yè)，才能確保施工質(zhì)量和安全，杜絕模板漏漿、脹模等質(zhì)量通病，杜絕模板支撐倒塌等安全事故。墩柱頂蓋梁現(xiàn)澆施工的支架型式，主要有自落地支架式、抱箍挑架式和埋設(shè)托架式等。自落地支架，即在蓋梁下部的地面上立支柱，搭成落地滿堂支架，然后在支架上鋪設(shè)模板，如圖10抱箍挑架式，即在蓋梁下的墩柱上套鋼板箍，擰緊套箍的拼接螺栓，然后利用套箍搭設(shè)支架并鋪設(shè)模板，如圖3。埋設(shè)托架式，即墩柱上預(yù)留水平孔，待墩柱混凝土拆模并有一定的強(qiáng)度后，向預(yù)留孔中穿人鋼錠，然后利用鋼錠兩端懸臂部分搭設(shè)支架并鋪設(shè)模板，如圖2。2各種支架的計算要點(diǎn)支架設(shè)計時，計算承受的荷載包括：模板自重、新澆筑鋼筋混凝土重量、施工人員和運(yùn)輸工具重量、傾倒和振搗混凝土產(chǎn)生的荷載及支架自重等。2．1縱橫粱的設(shè)計計算各種支架中，模板下、支架頂?shù)目v橫梁的設(shè)計計算大同小異，一般可將之當(dāng)作簡支梁計算。設(shè)計計算時，先初選構(gòu)件類型(如方木、槽鋼或工字鋼等)，再根據(jù)最大彎矩或最大剪力的數(shù)據(jù)，選擇構(gòu)件型號及截面，驗算構(gòu)件的撓度、彎曲強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。2．2自落地支柱的計算自落地支柱可當(dāng)作兩端簡支的軸心受壓構(gòu)件計算，先初選構(gòu)件類型(如鋼管、型鋼或門式架等)，再根據(jù)最大軸力的數(shù)據(jù)，按計算值選擇構(gòu)件型號及截面，最后驗算抗壓穩(wěn)定性和水平聯(lián)系桿的豎向間距(即水平聯(lián)系桿的道數(shù))，并按構(gòu)造要求設(shè)計掃地桿、剪刀撐、拋撐和纜風(fēng)繩等。如蓋梁離地面高度較大，所在地區(qū)基本風(fēng)力較大，則應(yīng)考慮風(fēng)荷載，并核算選擇拋撐和纜風(fēng)繩。2．3抱箍的計算抱箍所能承受的荷載可由抱箍與墩柱之問的摩擦力平衡，其摩擦系數(shù)μ由墩柱面的平整度和粗糙程度而定，一般可取為μ=0．3—0．5。設(shè)計時應(yīng)選擇擰緊螺栓的數(shù)量，并驗算其抗剪強(qiáng)度，同時應(yīng)驗算抱箍鋼板的局部抗剪強(qiáng)度和抗擠壓強(qiáng)度。2．4托架鋼錠的計算預(yù)埋托架的設(shè)計，除選擇計算縱橫梁外，還應(yīng)對埋設(shè)的鋼錠的規(guī)格和截面積進(jìn)行計算，核實其最大彎、剪力和支座處撓度。支架型式的選用，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備及施工條件與蓋梁的高度，還應(yīng)保證現(xiàn)澆蓋梁的施工質(zhì)量和操作安全。3支架型式的選用條件支架型式的選用，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備及施工條件與蓋梁的高度，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)成本盡量能就地取材，并應(yīng)保證現(xiàn)澆蓋梁的施工質(zhì)量和操作安全。各種支架的適用情況和注意事項見表1。自落地支柱可采用鋼管、型鋼或門式架等，根據(jù)施工設(shè)備狀況及荷載經(jīng)計算選用；無論采用何種支架，施工時都應(yīng)按計算撓度值設(shè)預(yù)拱度，并應(yīng)搭設(shè)足夠?qū)挾鹊牟僮髅?一般每邊不小于1m)和周邊護(hù)欄(高度不小于1，2m)；各種支架的護(hù)欄邊，都應(yīng)滿掛密目安全網(wǎng)，以防止高空墜落。4各型支架的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)措施4．1各支架優(yōu)缺點(diǎn)①自落地支架式結(jié)構(gòu)簡單，但在荷載作用下支架變形較大，耗用材料數(shù)量較多，文明施工管理工作量較大。②采用抱箍挑架式，在蓋梁施工中下部仍可通行，不占地面工作面，便于管理，但抱箍挑梁中鋼箍與墩柱之間的摩擦系數(shù)的取值難以掌握，依墩柱表面的平整度或粗糙度而異，施工時易發(fā)生抱箍滑脫事故，支架能承受的荷載不高。③埋設(shè)托架式雖然下部可通行，不占用地面工作面，易于文明施工管理，能承受荷載較大，支架在荷載作用下變形較小，但在埋設(shè)鋼錠和施工受載時，墩柱混凝土需具備一定強(qiáng)度，施工后在墩柱中留下小孔，影響墩柱外觀，施工后宜用微膨脹混凝土填塞小孑L及墩柱表面處理工作。4．2各種支架的改進(jìn)為提高自落地支架的承受荷載，而減少變形或沉降，可利用萬能桿件拼裝成桁式支架。桁式支架可設(shè)計為滿堂式，也可設(shè)計為柱梁式。對于在河岸上現(xiàn)澆蓋梁，如土質(zhì)條件較差，做適當(dāng)壓實處理并經(jīng)采取措施后，也可采用自落地支架。如在地面上先鋪木板或槽鋼，或澆筑混凝土地板，以增大地基受壓面積。對于水上現(xiàn)澆蓋梁，由于樁基、系梁及墩柱施工時，已搭設(shè)了水上操作平臺，因此可利用在該操作平臺上直接搭滿堂支架。但必須驗算操作平臺的穩(wěn)定性和沉降量，慎重采用。一般簡支梁橋中，在樁基與墩柱間都設(shè)計有水+‘平系梁，因而在水上與土質(zhì)條件差的地面上，如蓋梁與系梁的高差不大，可利用系梁作為受力底座，在系梁面上搭設(shè)落地支架。但系梁的強(qiáng)度必須經(jīng)過計，必要時加大系梁截面或加配鋼筋。在使用抱箍挑架式時，為預(yù)防施工荷載過大造成鋼板箍滑脫，宜采用高強(qiáng)度螺栓和雙螺母擰緊抱箍，也可以采用兩層抱箍互相支撐的方法，或在抱箍底部預(yù)埋鋼筋，以加強(qiáng)支撐。但預(yù)埋的鋼筋在使用后應(yīng)割，做好墩柱外觀處理。如施工荷載不大，可在墩柱中埋設(shè)型鋼，利用埋設(shè)的型鋼搭設(shè)支托架。另外在埋設(shè)托架中，經(jīng)鋼錠。對于埋設(shè)托架式，也可將埋設(shè)鋼錠與工字鋼改為埋設(shè)牛腿，再在牛腿上搭設(shè)支架并鋪設(shè)模板.5結(jié)束語在上海市政工程多年的施工實施中，各類型支架按實地情況經(jīng)常選用，無論在保證工程質(zhì)量及支架的設(shè)置經(jīng)驗上，雖獲益匪淺，但當(dāng)支架選定后，對一些重點(diǎn)的處理尤應(yīng)重視。如自落式支架落于地面上的地基整平、夯實、擴(kuò)大承力面，落于構(gòu)筑物上對構(gòu)筑物的核實補(bǔ)強(qiáng)；抱箍、托架式施工完畢后對墩柱外觀的處理等。

1我國現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

就目前的發(fā)展來看，我國的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的傾向如下：比較注重強(qiáng)度而忽視耐久性；重視強(qiáng)度極限而忽視使用極限；重視結(jié)構(gòu)的建設(shè)而忽視結(jié)構(gòu)的維護(hù)，這樣的設(shè)計傾向直接導(dǎo)致了橋梁工程事故的不斷發(fā)生，不利于和諧社會的發(fā)展。我國的橋梁設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系還有諸多需要完善的地方，在橋梁設(shè)計過程中，尤其在橋梁施工和使用期安全性上改進(jìn)的空間還是比較大的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中首先要選擇科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)的方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計，還要運(yùn)用規(guī)范的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)給結(jié)構(gòu)的安全性以最大的保障。

2我國現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項

2.1對于結(jié)構(gòu)的耐久性問題要重視

在我國的橋梁建設(shè)過程中，很多時候都缺少建設(shè)前期所需要準(zhǔn)備、視察及考證等工作，這是一大問題。周圍的環(huán)境會在很大程度上影響到橋梁的建設(shè)和使用，不僅包括由于車輛超載而出現(xiàn)的疲勞情況，還包括橋梁結(jié)構(gòu)本身的老化和損傷。我國從上世紀(jì)九十年代有些研究者就針對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行了研究，但多集中在橋梁的材料及統(tǒng)計等方面，而對橋梁結(jié)構(gòu)及設(shè)計的研究卻是忽視的，還缺少以設(shè)計及施工人員為出發(fā)點(diǎn)改善橋梁的耐久性。設(shè)計人員所關(guān)注結(jié)構(gòu)的計算方法比較多，而容易忽視總體構(gòu)造的設(shè)計和一些細(xì)節(jié)處的把握。結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計應(yīng)該有別于其他普通的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就現(xiàn)階段而言，我國橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性研究應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎糠治龆皇莻鹘y(tǒng)的定性分析。諸多研究實踐表明一座橋梁是否能夠安全使用，結(jié)構(gòu)的耐久性發(fā)揮了很大的作用，經(jīng)濟(jì)性也包含在其中。

2.2充分重視橋梁的超載問題

1工程概況

根據(jù)大橋外觀檢測及荷載試驗報告，目前大橋出現(xiàn)了混凝土表面蜂窩、麻面;保護(hù)層較薄，箍筋外露;底板混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕，翼緣板間滲水，預(yù)應(yīng)力混凝土T梁梁體裂縫，橫隔板斷裂，蓋梁裂縫和樁基露筋、部分支座出現(xiàn)局部脫空、老化、開裂和剪切變形、鋼板銹蝕、防塵罩破損等現(xiàn)象。

2主要病害原因分析

2．1通行車輛

該橋修建于20世紀(jì)80年代，已經(jīng)運(yùn)營27年。原橋梁設(shè)計為一級公路橋梁，按照交通部《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ001-97)的規(guī)定，一般能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為15000～30000輛。免費(fèi)通行前交通量已經(jīng)超過了原設(shè)計交通量的60.2%，免費(fèi)通行后，交通量較免費(fèi)通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)，免費(fèi)通行后平均日交通量是四車道一級公路能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量上限30000輛的1.92倍，平均日交通量已經(jīng)達(dá)到六車道高速公路能適應(yīng)的年平均日交通量標(biāo)準(zhǔn)(45000～80000輛)。由上可見，限載前，該公路大橋車流量遠(yuǎn)超過當(dāng)初設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，再加上超載車的數(shù)量和超載重量都越來越多，對橋面鋪裝、T梁、支座、蓋梁、橋墩等各個承重部位均造成不利影響。

2．2T梁病害

1工程概況

海沽道規(guī)劃為城市主干路，規(guī)劃道路紅線寬50m。本次工程范圍為外環(huán)南路～東文南路，總長度約10．3km。沿線需跨越現(xiàn)狀河道4處，新建4座橋梁跨越，分別為外環(huán)河中橋、洪泥河中橋、幸福河中橋、衛(wèi)津河中橋。由于規(guī)劃地鐵1號線線位與海沽道主線重合，受地鐵盾構(gòu)影響的有洪泥河中橋、幸福河中橋、衛(wèi)津河中橋3座橋梁。因此橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮與軌道交通1號線之間的相對關(guān)系，滿足地鐵盾構(gòu)施工過程中要求的最小安全距離；同時對橋梁樁基采取有效的防護(hù)措施，在施工過程中進(jìn)行必要的施工監(jiān)測，以保障本工程的安全實施和使用。本文以洪泥河中橋為例，介紹海沽道工程受地鐵盾構(gòu)影響下橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計及防護(hù)措施。

2水文地質(zhì)情況

洪泥河全長25．8km，設(shè)計流量50m3／s，為區(qū)管二級河道，六級航道，性質(zhì)為排水，規(guī)劃上河口寬度為50m、下河口寬度為25m。現(xiàn)狀洪泥河上河口寬度為45m、下河口寬度為25m、兩側(cè)放坡各10m；堤岸為土質(zhì)邊坡，邊坡系數(shù)為1∶2．5。河底高程為－2．7m，堤頂標(biāo)高為3．2～3．6m，洪泥河常水位為1．4m，洪水位為2．5m。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和勘察，本工程所在場地為第四系全新統(tǒng)（Q4）海相、陸相及海陸交互沉積地層。從上而下地層呈層狀分布，按成因分為8層，按力學(xué)性質(zhì)可進(jìn)一步分成15個亞層。該區(qū)域主要由雜填土、素填土、粘土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉土組成，各層土水平方向上總體分布穩(wěn)定，從上而下土質(zhì)漸好。本工程特殊性巖土主要為人工填土及淤泥質(zhì)土，填土土質(zhì)松散，淤泥質(zhì)土土質(zhì)軟對橋梁樁基施工有一定影響。

3地鐵與海沽道線位相對位置關(guān)系及安全要求

3．1位置關(guān)系

本文作者：潘志宏工作單位：云南昆明東川交通運(yùn)輸局

公路橋梁過渡段的架構(gòu)方案

1.在橋頭引道沒有軟土地基的情況下，若5cm的路橋過渡段的不均勻沉降差異是沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，以0.4%來控制沉降坡差，則強(qiáng)度漸變段的長度至少不得低于13m。2.路橋過渡段的路基條件與地基條件在橋頭引道路基填筑壓實的作業(yè)過程中，采用的土工合成材料加筋路堤的做法，并不能起到有效阻止地基下沉的結(jié)果，也不能提高路基地基的承載力。而只有在地基有足夠大的承載力的情況下，在行駛車輛荷載與路堤填土的自重荷載的共同作用下，沒有造成結(jié)構(gòu)破壞，而引起較大沉降的情況下，土工合成材料加筋路堤的效果才會顯得明顯。因此，公路路橋過渡段的地基條件要滿足設(shè)計、施工規(guī)范的要求:要達(dá)到路基的工后沉降值保持在10cm以下，沉降差小于5cm，沉降坡差在0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。3.公路橋梁過渡段的結(jié)構(gòu)形式橋臺臺背路堤填鋪土工格柵。在設(shè)計路橋過渡段路基施工時，要采取土工格柵工藝。當(dāng)土體與土工格柵相結(jié)合，共同承受土體自身荷載以及行駛車輛荷載的同時，土工格柵能使土體充分發(fā)揮抗剪強(qiáng)度，并且能夠使土體的側(cè)向變形被約束，同時，路基填土的側(cè)向位移現(xiàn)象也能被有效控制，因此，路基的整體穩(wěn)定性大幅提升，也從而使路基的變形模量增大。在路基填土和土工木柵的摩擦作用下，上部荷載在路基中被重新分配，使橋臺臺背局部范圍土中的垂直應(yīng)力得到降低，從而提高了路基土體的承載力，也使路基的沉降量降低。因為水平填鋪的土工木柵是有一定彈性的，即使有重大型荷載的車輛反復(fù)施壓，而路基也幾乎不會產(chǎn)生變形。由于路橋在過渡段施工途中，鋪設(shè)的土工格柵起到了明顯的效果。所以在路橋過渡段高填方路堤的施工中，可采用的是橋臺臺背回填加鋪土工格柵的作業(yè)模式。

橋頭軟基施工

1.某高速公路工程橋頭路基段，地表硬殼層薄，厚度在0.5～0.8m之間。下伏軟土層深厚，達(dá)26.3～27.8m，流塑狀，地基淺部斷續(xù)分布0.5～2m厚的泥炭土，其下為淤泥質(zhì)粘土，軟土含水量高，孔隙比大，固結(jié)緩慢，對路基沉降和穩(wěn)定性極為不利。填方高度3～6m，原設(shè)計采用粉噴樁處理，處理深度13m。通過分析搭板的受力狀態(tài)，采取簡支梁或者彈性地基的計算方法計算搭板的長度。根據(jù)規(guī)范要求計算，搭板的長度應(yīng)在20m～30m范圍內(nèi)。可以結(jié)合工程的具體設(shè)計及施工情況，參考此計算方法，合理計算出搭板的長度。2.路橋過渡階段施工結(jié)構(gòu)橋臺結(jié)構(gòu)完工的時候，盡量調(diào)整一般填土路堤與過渡階段路堤的施工，及采用具備同樣壓實能量的壓實機(jī)械將兩個路堤階段的路面高度進(jìn)行填壓，如果采用大型機(jī)械不方便時，可以采用小型振動壓實機(jī)械進(jìn)行全部壓實。除此之外，對路基沉降大的工點(diǎn)，比如橋頭高路堤和軟土路堤，除了需要采用必要的地基整治措施外，首先要對施工進(jìn)行安排，直到靜置預(yù)壓符合要求為止。從路橋工程施工來看。如果充分了解工程地質(zhì)條件，設(shè)計恰當(dāng)結(jié)構(gòu)，做好路橋過渡段地基整治，強(qiáng)化過渡段結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的控制，在其引道處，柔性路堤和剛性橋臺之間強(qiáng)度改變逐漸發(fā)生不勻稱沉降，會發(fā)生橋頭跳車狀態(tài)，是公路工程建筑中一個突出和重要的問題。3.減輕荷載和平衡荷載來防止橋頭移位現(xiàn)橋梁設(shè)計人員考慮較多并行之有效的減輕荷載和平衡荷載方法來防止橋臺移位,如增加橋長,降低橋臺標(biāo)高,即降低臺后填土從而減小土壓力;采用整板、筏板基礎(chǔ)等,加大底面,分散受力,使基底壓應(yīng)力小于軟基容許承壓力;減輕臺背荷載,臺后用輕質(zhì)材料或中間設(shè)空箱減少臺后路基重量;平衡壓重填土,即先在臺前填土壓重,然后再進(jìn)行臺背填土;支撐填土荷載,即在臺后填土前設(shè)置樁及承臺,使填土荷載大部分直接傳到前置樁基上,使臺本身受到的力大為減少,從而減少橋臺位移;當(dāng)河床不寬時,為減少橋長、節(jié)省造價,可采用樁基薄壁墩臺,墩臺順橋向設(shè)支撐梁聯(lián)系,整個橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)體系,并借助兩端臺后的土壓力來保持穩(wěn)定。淤泥質(zhì)軟土層極為軟弱,加上橋頭填土較高,軟土下臥層難以承受如此土壓力,輕則使橋臺出現(xiàn)沉陷和水平位移,重則發(fā)展為軟土下臥層剪切滑動,使橋臺和路堤一起坍塌。臺后可采用增設(shè)小跨徑的方法,適當(dāng)增加橋長,減輕地基荷載及臺后土壓力,防止軟土滑動,并制止橋臺移動和沉陷的發(fā)展。另外,在軟基中不可盲目壓縮河道、減少橋長,這樣將增加橋臺滑動變形的可能性,造成更大的浪費(fèi);根據(jù)實際驗算情況,適當(dāng)增加橋長,另外增加抗滑系數(shù),也是較好的選擇。

橋頭軟基處理方法

摘要：本文對世界主要的橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范基礎(chǔ)部分的現(xiàn)狀進(jìn)行了概略的比較，著重介紹日本橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中基礎(chǔ)的設(shè)計方法，并指出了中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》基礎(chǔ)部分中存在的一些不足。

關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計日本規(guī)范

一、引言

近十年來，世界相繼發(fā)生了多次重大地震，1989年美國LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美國Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年臺灣集集地震（M7.6）等等。因此，專家們預(yù)測全球已進(jìn)入一個新的地震活躍期。隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地震造成的損失越來越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌，而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例，地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞，經(jīng)濟(jì)總損失高達(dá)1000億美元。

近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗教訓(xùn)。各國研究機(jī)構(gòu)紛紛重新對本國橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行反思，并進(jìn)行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后，對結(jié)構(gòu)抗震的基本問題重新進(jìn)行了大量的研究，并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)重新編寫，并于1996年頒布實施。美國也相繼在聯(lián)邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作，已經(jīng)完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究報告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比，新規(guī)范或指南無論在設(shè)計思想，設(shè)計手法、設(shè)計程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很大的變化和深入。

中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（JTJ004－89）在80年代中期開始修訂，于1989年正式發(fā)行。隨著中國如年代經(jīng)濟(jì)起飛，交通事業(yè)迅猛發(fā)展，特別是高速公路興建、跨越大江，大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建，規(guī)范已大大不能適應(yīng)。但是目前所有國內(nèi)的橋梁設(shè)計，對抗震設(shè)計均在設(shè)計書上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計規(guī)范》。與國外如日本、美國的同類規(guī)范相比，中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn)，則必將給中國不少橋梁工程留下地震隱患。

1我國橋梁設(shè)計現(xiàn)狀

我國目前的橋梁建造以懸索橋、斜拉橋以及拱橋為主。拱橋作為我國獨(dú)特的傳統(tǒng)代表性橋梁，已有上百年的歷史，其設(shè)計充滿藝術(shù)性，在園林造景中顯現(xiàn)得尤為突出。現(xiàn)代大型橋梁以懸索橋和斜拉橋為代表，20世紀(jì)80年代末，我國突破性地建成了南浦大橋，這標(biāo)志著我國在現(xiàn)代橋梁的建造已達(dá)到世界級水平，也奠定了我國橋梁建設(shè)飛躍發(fā)展的基石。1999年江陰長江大橋建成并投入使用，這是我國第一、世界第四大橋，作為我國第一座超1000米的懸索橋，它標(biāo)志著我國在橋梁建造水平上至了世界第六；2009年重慶朝天門大橋建成通車，成為“世界第一大拱橋”，主跨長達(dá)552米；2008年建成啟用的杭州灣大橋，成為我國最長、世界第三長的跨海大橋，這些足以說明我國的橋梁建設(shè)水平已然達(dá)到了一定的高度。隨著國力的增強(qiáng)，我國橋梁建筑頻率以及橋梁規(guī)模都已達(dá)到國際頂尖水平，預(yù)示著我國正處于橋梁建設(shè)蒸蒸日上的高潮階段。然而建設(shè)速度的加快也帶來了一系列的問題，比如為了趕進(jìn)度和趕工期或者為了追求國內(nèi)第一甚至世界第一，在設(shè)計時考慮不周全，設(shè)計極限化而沒有特色，由于設(shè)計周期短而倉促粗放地進(jìn)行設(shè)計，致使有創(chuàng)意、有特點(diǎn)的設(shè)計少?？傮w而言，我國現(xiàn)階段橋梁設(shè)計理論以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系依然有待完善，另外在施工方面以及使用期限的安全性上都有值得改進(jìn)的地方。

2橋梁設(shè)計的注意事項

橋梁設(shè)計最主要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計，而結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵就在于結(jié)構(gòu)分析的到位與否以及結(jié)構(gòu)方案制定得是否合理，其次是構(gòu)件與連接的設(shè)計，為保證安全性，所有設(shè)計都必須采用規(guī)范要求的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)。在現(xiàn)代橋梁的設(shè)計中，不少設(shè)計者并沒有為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安全性，而從設(shè)計到施工再到使用整個過程上進(jìn)行全面綜合的考慮。

2.1重視結(jié)構(gòu)耐久性

我國大約從20年前開始重視橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，當(dāng)時僅僅局限于從材料的角度，利用模擬實驗、統(tǒng)計分析進(jìn)行研究，雖然也取得了不少的成果，但要想與時俱進(jìn)，在技術(shù)上實現(xiàn)飛躍，必須適當(dāng)?shù)馗淖兯悸?，從結(jié)構(gòu)與設(shè)計上來分析改善橋梁的耐久性。同時要考慮到施工人員的接受度、操作方式和實際完成情況，重視細(xì)節(jié)處理。在研究結(jié)構(gòu)計算方法時不僅要考慮橋梁總體構(gòu)造，還要將自然災(zāi)害、交通事故等偶然因素包括在內(nèi)。