橋墩支座脫空現(xiàn)象分析實(shí)例

1、全橋長809.35m,其中主橋長591.37m,立交橋長217.98m,位于福建省南安市區(qū)。立交橋孔布輅為20+7X25+209孔一聯(lián)。橋梁寬度為2X8.5rm2m中間分隔帶。第一孔至第三孔在R=70.3m,LS=30m的平曲線上。上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)空心板；下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，肋式橋臺(tái)；基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋在0#臺(tái)和9#臺(tái)設(shè)輅兩道SSFB-80勺伸縮縫。橋梁的兩側(cè)設(shè)輅墻式防撞欄，靠中央分隔帶側(cè)設(shè)輅路緣石與中央分隔帶蓋板、橋梁縱坡3.2%。彎道超高橫坡為6%。1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)全橋采用QZ球型支座，其中0#臺(tái)、5#t、9#臺(tái)為雙支座，其余為單柱墩單支座設(shè)輅。(2)上部結(jié)構(gòu)為40

2、#預(yù)應(yīng)力空心板砼。(3)預(yù)應(yīng)力束采用符合ASTMA416-90訴準(zhǔn)270K級(jí)的鋼絞線，直徑為15.2毫米，公約面積140mm2,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=1860MPa,松馳率為7%。2 施工情況上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力硅和預(yù)應(yīng)力張拉于2001年3月初完成。3月30日4月23日進(jìn)行右幅橋防撞墻和中央分隔帶路緣石平行施工。2001年6月4日進(jìn)行0#臺(tái)錐體施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)右橋0#臺(tái)內(nèi)側(cè)支座懸空達(dá)3.5cm。3原因分析該橋施工過程實(shí)行嚴(yán)格監(jiān)理工程師制度，有監(jiān)理旁站人員全過程控制；各級(jí)質(zhì)量監(jiān)督部門參與跟蹤檢查監(jiān)督；施工單位也建立了三級(jí)質(zhì)量體系和完善的質(zhì)檢制度，保證了橋梁施工的每一道工序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行。事故發(fā)生

3、后，建設(shè)單位要求設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)資料重新計(jì)算，施工單位認(rèn)真查閱施工過程的原始記錄、水平記錄，又聘請(qǐng)了福州大學(xué)、省市交通部門等專家多次對(duì)該事故進(jìn)行了研究分析，初步推定其支座懸空為澆筑防撞墻、路緣石期間產(chǎn)生。原因如下：（ 1）施工單位方面：施工全過程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件和施工規(guī)范進(jìn)行，每道工序施工有監(jiān)理旁站控制。認(rèn)為該橋第一孔至第三孔位于R=70.3的半徑上，外側(cè)梁較內(nèi)側(cè)梁長，且外側(cè)防撞欄又較內(nèi)側(cè)路緣石的體積大，其重心不在中軸上，而該橋1#墩至4#墩設(shè)計(jì)單柱墩單支座均位于中軸上布輅未考慮予偏心。（ 2）監(jiān)理單位方面：立交橋施工監(jiān)理過程，從預(yù)應(yīng)力空心板梁的施工，張拉等工序旁站，抽樣試驗(yàn)等質(zhì)量控制來看，基本

4、符合工程施工監(jiān)理規(guī)范的質(zhì)量控制要求。（ 3）設(shè)計(jì)單位方面：支座發(fā)生懸空后，聘請(qǐng)同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院橋梁工程系專家對(duì)各墩、臺(tái)在恒載、活載作用下的支座反力進(jìn)行驗(yàn)算，檢算結(jié)果從理論上來看，各支座反力均無出現(xiàn)負(fù)反力。（ 4）專家意見：認(rèn)為預(yù)應(yīng)力曲橋內(nèi)力受溫度、徑向預(yù)應(yīng)力等諸多因素作用，下復(fù)雜多變。國外對(duì)預(yù)應(yīng)力曲線梁橋研究已有較長歷史，而我國隨著高等級(jí)公路建設(shè)發(fā)展，預(yù)應(yīng)力曲線梁大量投入運(yùn)用，對(duì)實(shí)踐和理論研究僅有20來年，從理論計(jì)算和技術(shù)規(guī)范來講才初具成型，需要對(duì)實(shí)踐和理論研究不斷完善。特別是對(duì)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的徑向力的扭轉(zhuǎn)作用考慮不足，以致于近幾年實(shí)際施工中，獨(dú)柱彎梁橋出現(xiàn)多起事故：有的預(yù)應(yīng)力張拉后發(fā)生梁體轉(zhuǎn)

5、動(dòng)，有的是荷載試驗(yàn)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有的在通車數(shù)年后發(fā)生梁體側(cè)向位移及扭轉(zhuǎn)變形或出現(xiàn)裂縫等。而美林立交橋右橋0#橋臺(tái)內(nèi)側(cè)支座懸空是一個(gè)比較新的問題，產(chǎn)生原因比較復(fù)雜，對(duì)此分析研究是一個(gè)比較新的課題。其主要原因是梁部及橋面系恒載在橫橋向的不平衡效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、混凝土收縮徐變以及溫變效應(yīng)等綜合作用，使梁體向曲線外側(cè)產(chǎn)生扭曲變形，最后導(dǎo)致0#臺(tái)內(nèi)側(cè)支座脫空。（ 加固措施（1）整梁部橫向恒載，在右幅箱梁1、2#孔的內(nèi)側(cè)多f室灌注C40混凝土；（2）設(shè)T形帽梁及支座：T形帽梁采用C40預(yù)應(yīng)力鋼筋硅，橫橋向長4.5m,根部高2.44m,端部高0.5m,厚1.0m,端部到根部采用R=206.8m的圓弧過渡，帽梁

6、上加橫橋向預(yù)應(yīng)力，采用OVM15-5錨固體系，5-75鋼較線，極限強(qiáng)度1860MPa,55mm波絞管成孔，帽頂面設(shè)輅予埋鋼板，鋼材采用16Mn鋼，鋼板厚10mm。附加支座采用D=450,H=117mm的球冠圓板橡膠支座。（3）墩身加固：墩身采用1.6x1.8m勺八角形截面鋼筋硅外既有圓柱墩（見圖1）.（4）基礎(chǔ)加固：在1#墩和2#墩左右兩幅的樁中心處各加1根挖孔樁、樁徑1.5m,樁長15米，施工時(shí)樁尖伸入強(qiáng)風(fēng)化巖或輝緣巖1.0m為止，新舊樁之間用承臺(tái)連接，承臺(tái)厚1.5m,長1.4m,寬3.5m。5 加固順序（1）吊移中間蓋板、恢復(fù)0#臺(tái)右幅梁內(nèi)側(cè)支座，用鋼板把支座懸空部分塞緊；（2）安裝中間蓋

7、板；（3）右幅梁1、2孔內(nèi)側(cè)箱室灌注C40混凝土；（4）施工挖孔樁、承臺(tái)；（5）完成1、2號(hào)墩身加固施工；（6）安裝1、2號(hào)左幅梁墩頂附加支座；（7）中間分隔帶填土；（8）安裝1、2號(hào)右幅梁墩頂附加支座；6 工后使用情況加固工程于2002年4月初完工，并進(jìn)行交工驗(yàn)收通車；通過一年多運(yùn)行觀察，無發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，說明加固方案可行。繼本橋預(yù)應(yīng)力曲線梁橋張拉后內(nèi)側(cè)發(fā)生翹曲后，在建的京福高速公路福州段跨福泉高速公路的一座匝道橋也發(fā)生類似情況，目前正在處理中。7 結(jié)束語（ 1）于預(yù)應(yīng)力曲梁橋內(nèi)力受溫度，徑向預(yù)應(yīng)力等諸多因素作用下復(fù)雜多變，且我國對(duì)預(yù)應(yīng)力曲梁從理論計(jì)算和技術(shù)規(guī)范來計(jì)才初具成型，需要在實(shí)踐和理論研究不斷完善。建議設(shè)計(jì)單位在曲線上預(yù)應(yīng)力梁設(shè)計(jì)中采用雙支座或者考慮預(yù)偏心，支座外移處理。（ 2）