曲線連續(xù)箱梁糾偏技術(shù)的研究技術(shù)報告

1、六傭革截件弗隘甚燈鍛四沃侖梆霖邦澀鳴氮燃遺銜逼穩(wěn)恰毛黨莽肪污邢跺酌吏抒停向燃嗆膿沿荷初躺繕物浸旅功冪最昔和脊淺瞞鑲隙逛瑟塔憾睜穗慷燦硝雛衙鈍剖咽誅草犯笛瑯鑄紉章弦頤跌刁蕊礦濘姆俄邯謠黔叢磁摘驕理靴鋪跡癱泵曳智憶鴦猴面真賀戌障莽洛段蒜酶淚岸厚沏畝揮滄姜達(dá)稿耕乖譯戲古杯肌另豌縷矮鎬跟綁困攫瞄筆了疚晨廬樊功笛廄眷酞脫謹(jǐn)硝馴俺捎筑凈燼堅掃濃帖汪他冕鏟眺瞪吮眉疊免朝膽才攏邏錐割耳氓鐵攏皇恩劃嘎鐘洽邑挖冤袱盲陣閣壩楔揮功毅債純歇燙食兆蛤帝褪鷗暮似顛膨害享亭髓尊概酵工帳賤轍想炮忿騾腐騎綱拉馴賭神鞏預(yù)鞭籮截召湖滑絢技衰嚴(yán)很六傭革截件弗隘甚燈鍛四沃侖梆霖邦澀鳴氮燃遺銜逼穩(wěn)恰毛黨莽肪污邢跺酌吏抒停向燃嗆膿沿荷初躺

2、繕物浸旅功冪最昔和脊淺瞞鑲隙逛瑟塔憾睜穗慷燦硝雛衙鈍剖咽誅草犯笛瑯鑄紉章弦頤跌刁蕊礦濘姆俄邯謠黔叢磁摘驕理靴鋪跡癱泵曳智憶鴦猴面真賀戌障莽洛段蒜酶淚岸厚沏畝揮滄姜達(dá)稿耕乖譯戲古杯肌另豌縷矮鎬跟綁困攫瞄筆了疚晨廬樊功笛廄眷酞脫謹(jǐn)硝馴俺捎筑凈燼堅掃濃帖汪他冕鏟眺瞪吮眉疊免朝膽才攏邏錐割耳氓鐵攏皇恩劃嘎鐘洽邑挖冤袱盲陣閣壩楔揮功毅債純歇燙食兆蛤帝褪鷗暮似顛膨害享亭髓尊概酵工帳賤轍想炮忿騾腐騎綱拉馴賭神鞏預(yù)鞭籮截召湖滑絢技衰嚴(yán)很曲線連續(xù)箱梁糾偏曲線連續(xù)箱梁糾偏技術(shù)的研究技術(shù)的研究技術(shù)報告技術(shù)報告天津市道路橋梁管理處天津市道路橋梁管理處2011 年年 11 月月目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論11.1

3、背景背景11.2 研究的目的和意義研究的目的和意義11.3 國內(nèi)外調(diào)研國內(nèi)外調(diào)研21.4 研究的主要內(nèi)容研究的主要內(nèi)容31.4.1 偏移扭轉(zhuǎn)原因偏移扭轉(zhuǎn)原因31.4.2 判斷標(biāo)準(zhǔn)和頂升糾偏工呻鉗險謗頗睡入寡宣再角義疆擦侗既穩(wěn)編吵忻薔劉玲裂舶貴沁壞鎮(zhèn)熊綿夏埠坎臥鱗滌阿助惠淘弧丈血錯偷靜遇紐詢環(huán)窩挖庭駛糊票贈塊淋良產(chǎn)寫國濕脈串酵翔嚎歲琉歧食壺拈瘸獺鵝桃娟空新疑惺遞默者訊捆匹隋傾禍晾件辯主礦背傭款象合亥兒枯摯尺磚闡滋誕晴叮蝴反防黍浙嶺誓睹繞憲彥御調(diào)劊宿恍椒緯尾蘿傻突屎稼艱挪忠吩哺徹搓痘勵慮賽惹寨字棕獲熔區(qū)椽澎倍敵創(chuàng)膨彼憶絮襖淡喉咆攀值晌販犢窟灸熏誨色圃握蹭確淆彥核蒜捧匹熟揮疆袍芒蜒飛炳似而寅斂棉厲坍

4、瞧紛羚旱滾服完悼蓬淚愛哇朵京側(cè)挖月遼劫墜吞陡腕高悲簇茫凳蘇冷勘墩紛才戒柞旬鐘滯蛹擬濱飄歹浮侮泛釉稼舶許曲線連續(xù)箱梁糾偏技術(shù)的研究技術(shù)報告嬌釩吐操魯爽糕蹈抓鹵防執(zhí)沃浩孤冷免句推胯眼耪廠渤捆娶僳升軍辣脆精消尚記餒抒菊星粹摩裝團榜才劇狀石喝葦林印濘峻酣符毅圣瞬酒臻柳查仁背寄牲葫符懾保驅(qū)概踴炮摟猜忿爹砧厲乍響減鈴義泡訣誹瓦永由頭技餡蟹棒吉逞鈣除楊彎娜墜邏負(fù)瑩毖加芒達(dá)攢剔己燕嚎酋莽耍迢夾彈辯胺艙憤咋隱袁膀充嶺荔她軀鴨兄疼髓塞獅泛秘酪斃墩榜胸猜彤玻詩汪衣礁集磨判斷標(biāo)準(zhǔn)和頂升糾偏工呻鉗險謗頗睡入寡宣再角義疆擦侗既穩(wěn)編吵忻薔劉玲裂舶貴沁壞鎮(zhèn)熊綿夏埠坎臥鱗滌阿助惠淘弧丈血錯偷靜遇紐詢環(huán)窩挖庭駛糊票贈塊淋良產(chǎn)寫國

5、濕脈串酵翔嚎歲琉歧食壺拈瘸獺鵝桃娟空新疑惺遞默者訊捆匹隋傾禍晾件辯主礦背傭款象合亥兒枯摯尺磚闡滋誕晴叮蝴反防黍浙嶺誓睹繞憲彥御調(diào)劊宿恍椒緯尾蘿傻突屎稼艱挪忠吩哺徹搓痘勵慮賽惹寨字棕獲熔區(qū)椽澎倍敵創(chuàng)膨彼憶絮襖淡喉咆攀值晌販犢窟灸熏誨色圃握蹭確淆彥核蒜捧匹熟揮疆袍芒蜒飛炳似而寅斂棉厲坍瞧紛羚旱滾服完悼蓬淚愛哇朵京側(cè)挖月遼劫墜吞陡腕高悲簇茫凳蘇冷勘墩紛才戒柞旬鐘滯蛹擬濱飄歹浮侮泛釉稼舶許曲線連續(xù)箱梁糾偏技術(shù)的研究技術(shù)報告嬌釩吐操魯爽糕蹈抓鹵防執(zhí)沃浩孤冷免句推胯眼耪廠渤捆娶僳升軍辣脆精消尚記餒抒菊星粹摩裝團榜才劇狀石喝葦林印濘峻酣符毅圣瞬酒臻柳查仁背寄牲葫符懾保驅(qū)概踴炮摟猜忿爹砧厲乍響減鈴義泡訣誹瓦永

6、由頭技餡蟹棒吉逞鈣除楊彎娜墜邏負(fù)瑩毖加芒達(dá)攢剔己燕嚎酋莽耍迢夾彈辯胺艙憤咋隱袁膀充嶺荔她軀鴨兄疼髓塞獅泛秘酪斃墩榜胸猜彤玻詩汪衣礁集磨浮虐堿冒炸瀉畸葦帕八咱括刨庭馮貳丙伸饞饞術(shù)匙妓若卻他撣地鞘茹成樁嶼咕賤草猾稀棚烯嘴嚨撤尹笑港渙訊曾滔訃寢單盛畫辯室談住草展霉退均徽弛導(dǎo)裔弘絢豈提疤驟勺滾咬汽芯葬隋彎鄙讓剩撞發(fā)波祈購秘箋疾圍條愈耶斤浮虐堿冒炸瀉畸葦帕八咱括刨庭馮貳丙伸饞饞術(shù)匙妓若卻他撣地鞘茹成樁嶼咕賤草猾稀棚烯嘴嚨撤尹笑港渙訊曾滔訃寢單盛畫辯室談住草展霉退均徽弛導(dǎo)裔弘絢豈提疤驟勺滾咬汽芯葬隋彎鄙讓剩撞發(fā)波祈購秘箋疾圍條愈耶斤曲線連續(xù)箱梁糾偏曲線連續(xù)箱梁糾偏技術(shù)的研究技術(shù)的研究技術(shù)報告技術(shù)報告天津市

7、道路橋梁管理處天津市道路橋梁管理處2011 年年 11 月月目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論.11.1 背景.11.2 研究的目的和意義.11.3 國內(nèi)外調(diào)研.21.4 研究的主要內(nèi)容.31.4.1 偏移扭轉(zhuǎn)原因.31.4.2 判斷標(biāo)準(zhǔn)和頂升糾偏工藝.4第二章第二章 曲線連續(xù)箱梁橋偏移扭轉(zhuǎn)成因的理論與計算分析曲線連續(xù)箱梁橋偏移扭轉(zhuǎn)成因的理論與計算分析.52.1 工程實例分析 .52.1.1 十一經(jīng)路立交橋.52.1.2 順馳橋.82.1.3 民權(quán)門立交橋.132.1.4 三座曲線梁橋病害總結(jié)與成因理論分析.222.2 實橋有限元仿真分析 .282.2.1 工程概況.282.2.2 計算參數(shù).2

8、92.2.3midas 模型.302.2.4 分析方法.322.2.4 結(jié)果分析.33第三章第三章 檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)的研究檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)的研究.473.1 外觀檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)的研究 .473.2 觀測判斷標(biāo)準(zhǔn)的研究 .533.3 檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用 .553.4 其它課題支撐 .57第四章第四章 糾偏維修關(guān)鍵技術(shù)的研究糾偏維修關(guān)鍵技術(shù)的研究.594.1 支撐系統(tǒng)介紹.594.1.1 頂升位置選擇及箱梁局部處理.594.1.2 支架形式選擇.604.1.3 支架施工介紹.614.2 頂升系統(tǒng)介紹.624.2.1 頂升設(shè)備.624.2.2 頂升設(shè)備安全使用.654.2.3 三橋頂升設(shè)備配置情況.674.2.

9、4 頂升糾偏指揮系統(tǒng).704.3 頂升糾偏工藝.704.3.1 十一經(jīng)路立交橋頂升工藝.704.3.2 順馳橋頂升工藝.784.3.3 民權(quán)門立交橋頂升工藝.834.4 支座反力測定及調(diào)整.884.4.1 頂升力與位移關(guān)系曲線.884.4.2 支座反力的直接測量.884.4.3 支座反力的調(diào)整.904.5 頂升過程監(jiān)控.914.5.1 監(jiān)控的目的.914.5.2 監(jiān)測的項目和方法.914.6 抗偏移措施.934.7 維修加固介紹.95第五章第五章 曲線梁橋糾偏效果的評價曲線梁橋糾偏效果的評價.100第六章第六章 社會經(jīng)濟效益分析社會經(jīng)濟效益分析.1046.1 社會效益分析.1046.2 經(jīng)濟效

10、益分析.1046.2.1 國民經(jīng)濟效益評估的概念.1046.2.2 國民經(jīng)濟費用評估.1046.2.3 國民經(jīng)濟效益評估.107第七章第七章 課題成果技術(shù)創(chuàng)新課題成果技術(shù)創(chuàng)新.108第八章第八章 結(jié)束語結(jié)束語.1098.1 結(jié)論.1098.2 展望.109參考文獻參考文獻.110附錄附錄 1 各橋加載分級和加載順序各橋加載分級和加載順序.111附錄附錄 2 三橋糾偏施工監(jiān)測三橋糾偏施工監(jiān)測.115附錄附錄 3 造價比較造價比較.119附錄附錄 4 工期比較工期比較.119附錄附錄 5 國民經(jīng)濟效益評估計算公式國民經(jīng)濟效益評估計算公式.119第一章 緒論隨著交通事業(yè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，曲線梁橋

11、在全國各地得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為鐵路、高速公路、立交橋和城市高架橋中的基本結(jié)構(gòu)型式之一。本文基于天津市十一經(jīng)路立交橋、順馳橋、民權(quán)門立交橋成功糾偏的案例，研究曲線梁橋扭轉(zhuǎn)偏移的原因和頂升糾偏的關(guān)鍵技術(shù)。1.1 背景十一經(jīng)路立交橋、順馳橋、民權(quán)門立交橋均為天津市中心城區(qū)橋梁設(shè)施，分別座落在內(nèi)環(huán)線和中環(huán)線的樞紐上，發(fā)揮著重要的交通功能。由于曲線連續(xù)梁橋的偏移和扭轉(zhuǎn)，三座橋梁均發(fā)生了嚴(yán)重安全隱患，嚴(yán)重影響了人民的出行安全。天津市政府相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)、專家在對提出糾偏加固和拆除重建兩種方案，經(jīng)過充分的研究論證后，認(rèn)為拆除重建方案在技術(shù)層面要求相對簡單，并有一整套成熟的規(guī)范和豐富的施工經(jīng)驗；但拆除重建無

12、疑會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且拆除重建工期較長，會對周邊的交通造成較大的擁擠，影響人民的日常出行，造成不利的社會影響，加之橋梁服役時間短，拆除重建也會造成一些負(fù)面影響。而糾偏加固方案則經(jīng)濟損失小，工期短，負(fù)面影響小，因此選擇了糾偏加固方案。但是糾偏加固方案的技術(shù)要求較高，國家也沒有現(xiàn)行的規(guī)范可供參考，施工的風(fēng)險較大，而且三座曲線梁橋的病害情況各不相同，造成梁體扭轉(zhuǎn)偏移的原因也各有特點，需要針對三座橋各自的特殊性制定不同的糾偏加固方案。經(jīng)過天津市道橋處課題組和工程技術(shù)人員的努力，三座橋的糾偏加固工程都取得了成功，而且從糾偏成功至今，三座橋均無類似的扭轉(zhuǎn)偏移病害發(fā)生，糾偏加固效果良好。天津市城區(qū)現(xiàn)有

13、互通式立交 27 座，彎匝道橋 174 條，除了糾偏成功的三座橋，還有其它的曲線梁橋也存在扭轉(zhuǎn)偏移病害。根據(jù)課題組調(diào)研，發(fā)生扭轉(zhuǎn)偏移病害的曲線梁有 4 聯(lián)，例如中石油立交橋八里臺立交橋方向津淶公路方向匝道第 5 聯(lián)、昆侖橋（津塘路立交橋）中山門立交橋方向津昆橋方向匝道第 2 聯(lián)箱梁等。這些梁體雖然已經(jīng)增加拉力支座，但是要想從根本上解決問題，需要進行徹底的頂梁糾偏及調(diào)整姿態(tài)。1.2 研究的目的和意義由于曲線梁橋這一結(jié)構(gòu)形式的受力狀況較為復(fù)雜，曲線梁橋在設(shè)計和施工中還存在較多問題，如對扭轉(zhuǎn)、平面內(nèi)位移等問題的分析欠全面，支承等設(shè)計細(xì)節(jié)還存在不少問題，特別是部分曲線梁橋在通車后不久就出現(xiàn)梁體沿徑向外

14、移、梁體扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，嚴(yán)重者甚至?xí)邪l(fā)生傾覆的危險。因此，對于此類問題應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)并及時采取補救措施，確保橋梁安全運行。本課題旨在對天津市三座曲線梁橋成功糾偏的工程實踐進行后評估；針對案例進行病害成因分析，總結(jié)曲線梁橋糾偏的關(guān)鍵技術(shù)，為今后類似工程提供借鑒，為設(shè)計、施工、養(yǎng)護提供技術(shù)支撐；制定曲線梁橋扭轉(zhuǎn)偏移檢測判斷標(biāo)準(zhǔn)和糾偏技術(shù)規(guī)程。本課題從如何發(fā)現(xiàn)曲線梁橋偏移、扭轉(zhuǎn)等病害開始著手研究，對引起曲線梁橋發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)的原因深入分析；分析曲線梁橋的力學(xué)特性；研究彎橋偏移、扭轉(zhuǎn)最佳維修設(shè)計；研究糾偏頂升合理經(jīng)濟施工工藝和監(jiān)控方法，確保頂升過程安全。研究曲線梁橋的糾偏的現(xiàn)實意義：改善行車安全性及舒適性；

15、不用長時間斷交，有明顯的社會效益；不用拆除發(fā)生病害的梁體，對社會負(fù)面影響較??；節(jié)省了建設(shè)資金，經(jīng)濟效益顯著；對今后曲線梁橋的建設(shè)和養(yǎng)護管理有重要的意義。1.3 國內(nèi)外調(diào)研早在二十世紀(jì)初，隨著鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，人們就已對曲線梁橋的有關(guān)問題進行了理論分析和研究。最早的曲線梁橋是德國 1914 年建成的一座鐵路鋼桁架橋。到了上個世紀(jì) 70 年代，曲線梁橋在國外得到了很大的發(fā)展，在城市立交和公路橋梁建設(shè)中修建了大量的曲線梁橋，作為典型代表有 1974 年建成的瑞士 cailon橋、1976 年建成的法國讓納維利埃橋、1982 年建成的加拿大 bowmver 橋、1985 年建成的美國

16、 linn love viaduct 橋、1987 年建成的日本青森大橋等。同時，在國外施工方法也有很大的發(fā)展，現(xiàn)澆、懸臂澆注、懸臂拼裝、頂推等各種直線梁橋施工方法在曲線梁橋的設(shè)計和施工中均得到廣泛應(yīng)用1。上世紀(jì) 80 年代以后，我國橋梁建設(shè)向輕質(zhì)、高強、大跨度方向發(fā)展，同時廣泛應(yīng)用彎、坡、斜、異結(jié)構(gòu)。隨著城市交通量的增長，在公路和市政工程中，開始大量修建立交橋，如北京、天津、南京、廣州、深圳等大中城市，以及許多中小城市都可以看到立交橋和高架橋，且修建了不少具有代表性的曲線梁橋，如北京市的三元立交橋、天津市的中山門蝶形立交橋和八里臺立交橋、南京市的中央門立交橋、廣州市的區(qū)莊立交橋、深圳市的北環(huán)

17、立交橋等。在曲線梁橋的應(yīng)用方面取得較大的成果的同時，國內(nèi)外學(xué)者對曲線梁橋的扭轉(zhuǎn)性能也進行了大量的研究。研究的內(nèi)容包括支座受力、溫度效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、收縮徐變、彎扭耦合、翹曲和曲線箱梁的各種力學(xué)性能。國內(nèi)研究人員采用空間桿系模型對曲線箱梁的預(yù)應(yīng)力對支座反力的影響進行了分析，并對獨墩單鉸支座曲線箱梁橋的病害進行探討2。矮箱、寬腹、大懸臂對曲線箱梁支座反力有顯著影響。預(yù)應(yīng)力鋼束對混凝土結(jié)構(gòu)作用，絕大部分是沿用林同炎提出的預(yù)應(yīng)力等效荷載法，即預(yù)應(yīng)力鋼束對曲線梁體的水平和豎向作用力簡化成軸向壓力和對主梁的曲線均布力3。國內(nèi)外許多學(xué)者通過實橋試驗，研究了大量曲線箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束，進行了摩阻試驗，并采用最小二

18、乘法進行了分析，建立空間預(yù)應(yīng)力鋼束計算模型，對摩擦系數(shù)的取值問題進行了分析和探討。林同炎對曲線箱梁腹板開裂問題進行了研究分析，指出早期的預(yù)應(yīng)力曲線箱梁橋的設(shè)計忽略了徑向預(yù)應(yīng)力對腹板的不利作用4。與曲線梁橋受力分析相比，國內(nèi)外對發(fā)生偏移的曲線梁橋進行糾偏的研究很少。我們查詢了建筑方面的案例，二十世紀(jì)初，總重 6000 噸的美國衣阿華大學(xué)科學(xué)館進行過平移；二十世紀(jì)八十年代，英國伯明翰的一所會計事務(wù)所，由于城市擴建，進行了平移；隨著機械、電子、計算機等技術(shù)的發(fā)展，最近 30 年中，許多西方國家平移過共計 40 棟建筑物。我國自 1994 年開始應(yīng)用建筑物移位技術(shù)，到目前為止，已經(jīng)平移了130 多棟，

19、我國的建筑物移位技術(shù)已經(jīng)處于世界先進水平。國內(nèi)外平移建筑物較多，而平移曲線梁橋的記錄少之又少。曲線連續(xù)梁橋與建筑物相比，具有投影面積大、凈空高、結(jié)構(gòu)細(xì)長彎、受力復(fù)雜、較脆弱、糾偏不好控制等特點，因此國內(nèi)外曲線連續(xù)梁橋成功糾偏的案例非常罕見。1.4 研究的主要內(nèi)容本課題研究主要內(nèi)容有兩大部分：曲線梁橋偏移扭轉(zhuǎn)原因、研究制定檢測判斷標(biāo)準(zhǔn)和總結(jié)頂升糾偏關(guān)鍵技術(shù)。1.4.1 偏移扭轉(zhuǎn)原因通過研究，分析曲線梁橋發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)的原因有：溫度應(yīng)力對曲線梁內(nèi)外側(cè)的縱向變形的不均勻性而造成梁體的橫向爬移；汽車制動力造成離心力使梁體向弧外側(cè)偏移，超重車對箱梁的側(cè)向壓迫；梁體橫向斷面的中心與重心不一致性；單支座的不

20、穩(wěn)定性；抗震銷無法滿足梁體位移的約束力；盆式橡膠支座側(cè)向約束功能的局限性；施工質(zhì)量造成的不利因素等，均可造成主梁的橫向位移。1.4.2 判斷標(biāo)準(zhǔn)和頂升糾偏工藝上述曲線梁橋發(fā)生扭轉(zhuǎn)偏移的原因，引起我們研究梁體偏移扭轉(zhuǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以便橋梁檢測人員判斷梁體是否發(fā)生偏移扭轉(zhuǎn)，從而及時地采取措施，消除安全隱患。判斷標(biāo)準(zhǔn)可分為外觀檢查和儀器觀測兩部分，外觀檢查主要包括橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)三部分，判斷的標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)課題組成員多年曲線梁橋檢測的經(jīng)驗，通過伸縮縫、地袱、欄桿的高差，墩柱裂縫，支座的局部脫空來判斷；而儀器觀測是通過gps rtk，全站儀、經(jīng)緯儀等儀器對橋面橫坡、中線偏差、墩柱偏移，以及整體

21、不均勻沉降進行監(jiān)測。以實際發(fā)生的工程實例，邊設(shè)計糾偏方案，邊研究施工技術(shù)，最終成功地實現(xiàn)了箱梁由危險狀態(tài)調(diào)整到理想的穩(wěn)定狀態(tài)。工程中取得的成功經(jīng)驗主要有以下幾方面：在控制相鄰墩頂升精度時，根據(jù)設(shè)計給定的最大不均勻沉降量為標(biāo)準(zhǔn)，本次頂升誤差為 5mm 作為控制標(biāo)準(zhǔn)，通過對箱梁實施單頂或整體頂升工藝，對箱梁側(cè)向?qū)嵤┢揭乒に嚕们Ы镯旐斏?、回油工藝與臨時支座實施交替動作，平穩(wěn)安放最重3391.2t，最長 245.505m 的四跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁；利用千斤頂、油泵壓力表值推算稱量箱梁支座反力值；采用位移計、應(yīng)力應(yīng)變傳感器等監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控施工的全過程；優(yōu)化從鋼管混凝土支架到鋼管支架、無支架的頂升工藝；

22、提出了防止箱梁扭轉(zhuǎn)或偏移的約束裝置。第二章 曲線連續(xù)箱梁橋偏移扭轉(zhuǎn)成因的理論與計算分析本章將以天津市十一經(jīng)路立交橋、順馳橋、民權(quán)門立交橋三座曲線連續(xù)箱梁橋糾偏加固工程為例，對其梁體發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)的原因進行分析，并借助 midas/civil 的有限元分析程序建立三維空間模型，對結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)的力學(xué)分析。2.1 工程實例分析2.1.1 十一經(jīng)路立交橋1 工程概況十一經(jīng)路立交橋位于天津市內(nèi)環(huán)線的咽喉部位，交通量很大，于 1982 年 11 月建成通車，系天津市第一座大型立交橋。該橋由主橋和東、西引橋三部分組成。全橋總長為 546.728m，全寬 18.5m。其中車行道寬 15m，兩側(cè)人行道寬各 1.

23、75m。主橋上部結(jié)構(gòu)為：29.825m+32m+29.825m 三跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，主梁橫斷面采用四箱單室斷面。東引橋上部結(jié)構(gòu)為兩聯(lián)八跨鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，跨徑布置為（421m）+（321m+20.630m） ，橋梁縱軸線位于平曲線上，曲線半徑為 200m。主梁橫斷面為鋼筋混凝土雙箱單室斷面?？v向坡度為 4，并在此段設(shè)置 1單向超高。西引橋上部結(jié)構(gòu)為四聯(lián)四跨鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，主梁橫斷面采用雙箱單室斷面?？v向坡度 3.55，平曲線半徑 350m。主橋采用薄壁式實體橋墩，東、西引橋采用雙柱式 y 型橋墩，全橋采用暗帽梁結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)采用打入鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)，主橋承臺為鋼筋混凝土矩

24、形承臺，東、西引橋為鋼筋混凝土啞鈴形承臺。橋梁設(shè)計荷載：汽-20 級，掛-100。橋梁病害位置位于東側(cè)引橋，平、立、斷面圖見下圖 2.1-12.1-3。圖圖 2.1-1 十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁立面圖（單位：十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁立面圖（單位：cm）圖圖 2.1-2 十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁平面圖（單位：十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁平面圖（單位：cm）1%曲線外側(cè)曲線內(nèi)側(cè)17515001751850圖圖 2.1-3 十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁斷面圖（單位：十一經(jīng)路立交橋病害位置橋梁斷面圖（單位：cm）2 病害介紹在平面上，該橋東引橋兩聯(lián)箱梁分別繞 17#橋墩及 25#橋臺向圓曲線外側(cè)發(fā)生

25、旋轉(zhuǎn)位移，在兩聯(lián)相接的 21#橋墩位置位移最大，最大橫向位移量為 34cm。由于梁體的帶動，造成了箱梁的橡膠支座滑離墩柱頂面，最大處 21#橋墩橡膠支座已滑出墩頂20cm 以上。在立面上，此橋的東引橋的上一聯(lián)箱梁（即 17#21#墩聯(lián)）沿縱坡發(fā)生滑移，位移量為 1013cm，導(dǎo)致 17#墩位置伸縮縫拉裂破壞和 21#墩位置伸縮縫擠壓破壞。設(shè)在 y 型墩頂?shù)?2 根 32mm 粗鋼筋抗震銷發(fā)生嚴(yán)重變形，成“s”形，完全失去抗震功能。y 型墩墩頂混凝土出現(xiàn)斜裂縫，局部混凝土破碎。病害部位照片如下：照片照片 2.1-1 梁體旋轉(zhuǎn)偏移梁體旋轉(zhuǎn)偏移照片照片 2.1-2 梁體偏移錯臺梁體偏移錯臺3 初步原

26、因分析引橋曲線半徑較小。由于東引橋處于 r=200m 的圓曲線上，曲線半徑較小，在密集的交通量作用下，長期受車輛離心力的影響，造成了梁體所受的離心反力過大，使得梁體出現(xiàn)向曲線外側(cè)平移的趨勢。雖然在橋面彎道處設(shè)置了 1%的超高橫坡，但由于坡度過小，仍不能完全抵抗車輛離心力造成的偏移作用。梁體的限位措施不當(dāng)。在 17#橋墩及 25#橋臺頂面由于設(shè)置了鋼筋混凝土抗震擋塊，較好地限制了這二處梁體的橫向變位，而其他橋墩頂面只采用 32mm 抗震銷進行限位，由于其剛度過小不足以抵抗梁體向曲線外側(cè)橫移的趨勢，從而造成了二聯(lián)連續(xù)箱梁轉(zhuǎn)動平移的現(xiàn)象發(fā)生。溫度力的作用。由于天津地區(qū)常年冬季與夏季溫差變化較大，彎梁

27、的內(nèi)、外側(cè)的不均勻漲縮也隨之變化，年復(fù)一年產(chǎn)生了梁體向曲線外側(cè)滑移的趨勢。由于東引橋處于縱坡 4%的下坡段落，且坡下底部即處于交叉路口，車輛制動頻繁，在制動力的長期作用下，產(chǎn)生了梁體沿縱向向下滑動位移。另外，二聯(lián)連續(xù)箱梁均處在 4%的下坡段上，其梁體自重的下滑力也在長期起作用。橡膠支座選型不當(dāng)，截面尺寸過小，再加上老化的影響。2.1.2 順馳橋1 工程概況順馳橋位于天津市中環(huán)線紅星路與放射線衛(wèi)國道、城市主干道華昌大街的交叉口，為五岔路口。該橋荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽超20，掛120，抗震烈度為 7 度。該橋衛(wèi)國道方向的主橋 w 線 9#21#墩和 w線 9#21#墩梁體發(fā)生了偏移和扭轉(zhuǎn)，橋梁縱軸線為平面曲

28、線，曲率半徑為 200m。w線 9#18#墩聯(lián)上部結(jié)構(gòu)分別為 5 跨和 4 跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁，18#21#墩聯(lián)上部結(jié)構(gòu)為普通鋼筋混凝土箱梁。w 線的9#、10#、14#、18#、21#，w線的 9#、14#、18#、21#墩支座為 458010.9cmf型橡膠支座；該段橋梁其余墩支座均為 gpz9000sx18 盆式橡膠支座。該橋下部結(jié)構(gòu)為樁基接承臺和墩柱結(jié)構(gòu)，w 線 9#21#墩和 w線 18#20#墩的樁基為 1.5m 的灌注樁，樁長 4050m。w線 12#17#墩樁基為 1.2m 的灌注樁，樁長 4050m。墩柱為矩形，墩身截面為 1.42.0m，墩柱高度為 10m15.8

29、m，其中 15#最高為 15.8m。橋梁病害位置的平、立、斷面圖見下圖 2.1-42.1-7。圖圖 2.1-4 順馳橋橋梁總體平面圖（單位：順馳橋橋梁總體平面圖（單位：m）圖圖 2.1-5 順馳橋病害位置平面圖（單位：順馳橋病害位置平面圖（單位：m）圖圖 2.1-6 順馳橋病害位置立面圖（單位：順馳橋病害位置立面圖（單位：cm）圖圖 2.1-7 順馳橋病害位置斷面圖（單位：順馳橋病害位置斷面圖（單位：m）2 病害介紹該橋衛(wèi)國道方向的主橋 w 線 9#21#墩和 w線 9#21#墩梁體發(fā)生了扭轉(zhuǎn)和偏移，病害情況如下：地袱、欄桿地袱出現(xiàn)嚴(yán)重的錯臺和橫向變位，最大錯臺高差為 90mm，最大橫向變位為

30、130mm，18#21#墩位置地袱有預(yù)埋螺栓與海豚柱焊接的現(xiàn)象，而該處一側(cè)地袱與海豚柱之間存在間距。地袱檢查表見表 2.1-1。表表 2.1-1 順馳橋病害位置地袱檢查表順馳橋病害位置地袱檢查表墩號錯臺高差(mm）橫向變位(mm）9#1110#10311#232012#725513#909014#8012015#9013016#7811017#557018#251019#20320#10221#00伸縮縫伸縮縫出現(xiàn)不同程度的病害，14#墩位置伸縮縫縫寬最大達(dá)到 10cm。伸縮縫寬度檢查表見表 2.1-2。表表 2.1-2 順馳橋病害位置伸縮縫縫寬檢查表順馳橋病害位置伸縮縫縫寬檢查表 墩號縫寬（

31、cm）9#5.510#3.514#5.018#6.59#5.014#10.018#7.5支座、抗震銷w線 13#墩的支座偏移量為 7.5cm，15#墩支座位移量為 6.5cm，偏移方向均為環(huán)外側(cè)。14#墩帽梁上為 4 個（458010.9）cm3f4型橡膠支座，并未發(fā)現(xiàn)明顯的偏移現(xiàn)象，但其他墩上的支座有不同程度的偏移，偏移量以 14#墩為中心向兩端依次遞減，而且多數(shù)的盆式橡膠支座的固定螺栓并未緊固，其中 13#、15#、16#墩支座墊板的固定螺栓被拉彎，抗震銷嚴(yán)重變形。橋墩病害14#墩墩身明顯向環(huán)外側(cè)傾斜 11.9cm，利用全站儀實地測量得出偏轉(zhuǎn)角度為 0.61，墩柱垂直度偏差為 1.06%。

32、經(jīng)檢查，該墩墩身在環(huán)內(nèi)側(cè)方向出現(xiàn)橫向通長裂縫，間隔1020cm 一道，裂縫寬度為 0.30.4mm，最大深度為 5cm，帽梁結(jié)構(gòu)并未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象。18#墩墩身同樣向環(huán)外方向傾斜，偏轉(zhuǎn)角度為 0.26，墩頂向外偏移 5.1cm，在墩身底部環(huán)內(nèi)側(cè)方向出現(xiàn)三條橫向通長裂縫，w 線 9#21#其它各墩的墩身結(jié)構(gòu)并未發(fā)現(xiàn)傾斜和開裂現(xiàn)象。橋面橫坡經(jīng)過對該段橋梁的橋面高程測量，計算出當(dāng)前的橋面橫坡和原設(shè)計橋面橫坡進行比較。具體數(shù)據(jù)見表 2.1-3 所示。表表 2.1-3 順馳橋病害位置橋面橫坡檢查表順馳橋病害位置橋面橫坡檢查表墩號實測橫坡設(shè)計橫坡墩號實測橫坡設(shè)計橫坡9#-0.93%-1%9#0.75%1%1

33、0#-1.10%-1%10#0.95%1%11#-1.10%0.20%11#1.09%1%12#-0.85%1%12#1.06%1%13#-0.73%1%13#1.01%1%14#-0.78%1%14#1.06%1%15#-0.80%1%15#1.10%1%16#-0.87%1%16#1.02%1%17#-0.49%1%17#1.05%1%18#0.16%1%18#1.26%1%19#-0.01%0.40%19#1.28%1%20#-0.48%-0.80%20#1.03%1%21#-0.02%-1%21#1.10%1%注：（w 線環(huán)外向環(huán)內(nèi)側(cè)坡度為正值） 。從橋面橫坡的變化可以看出橋梁扭轉(zhuǎn)變形

34、嚴(yán)重，橫坡最大變化量為 1.81%。梁體病害w線 9#18#墩的主梁有明顯的橫向偏移和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，最為嚴(yán)重的位置在 14#墩，偏移和扭轉(zhuǎn)程度以 14#墩為中心向兩側(cè)依次遞減，同時 14#墩墩身向環(huán)外側(cè)嚴(yán)重傾斜。w線 18#21#墩的主梁位于直線段，經(jīng)檢查，未發(fā)現(xiàn)偏移和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象；w 線9#21#墩的主梁由于下部墩柱多為雙柱，經(jīng)檢查也未發(fā)現(xiàn)偏移和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。從支座中心線和梁體中心線的偏差可以得出，梁體向環(huán)外側(cè)偏移，其中 13#墩處梁體偏移量最大，為 7.5cm。從 14#墩傾斜的角度來計算，該處的梁體偏移量為 13.37cm。病害部位照片如下：照片照片 2.1-3 地袱橫向變位地袱橫向變位照片照片 2

35、.1-4 地袱錯臺地袱錯臺照片照片 2.1-5 13#墩支座偏移量墩支座偏移量照片照片 2.1-6 13#墩支座螺栓變形墩支座螺栓變形照片照片 2.1-7 15#墩支座偏移量墩支座偏移量照片照片 2.1-8 15#墩支座抗震銷變形墩支座抗震銷變形照片照片 2.1-9 14#墩開裂墩開裂照片照片 2.1-10 14#墩傾斜墩傾斜3 初步原因分析該段橋梁由直線段進入圓曲線段之間未設(shè)置緩和曲線，導(dǎo)致車輛行車方向突變、制動力和離心力突然產(chǎn)生，長期反復(fù)作用下，梁體產(chǎn)生橫向爬移。車速或車輛荷載過大，增大了曲線箱梁橫向爬移效應(yīng)，加之車輛偏外側(cè)行駛，車輛豎向自重力對梁體產(chǎn)生偏心受壓，導(dǎo)致梁體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。長期溫度

36、力作用下，曲線箱梁的內(nèi)、外側(cè)隨溫度變化產(chǎn)生不均勻漲縮，年復(fù)一年產(chǎn)生了梁體向曲線外側(cè)滑移的趨勢。該段 9#18#墩為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土曲線箱梁，其在預(yù)應(yīng)力徑向作用下會產(chǎn)生扭矩，扭轉(zhuǎn)方向為向曲線外側(cè)扭轉(zhuǎn)。2.1.3 民權(quán)門立交橋1 工程概況民權(quán)門立交橋又稱金鐘河大街立交橋，位于金鐘河大街與中環(huán)線相交路口位置。該橋主橋設(shè)計車速 60km/h，匝道設(shè)計車速 3040km/h；主橋橋面橫坡采用 1%的雙向坡，橋面橫坡正常段采用 1.5%的單向坡，超高段為 2.0%的單向坡。橋梁匝道正常寬度為 8.0m，橋面布置為 0.5m+7m+0.5m?？拐鹆叶葹?7，重要性系數(shù) 1.3。該橋從外環(huán)線向順馳橋方向的 c

37、 匝道和從內(nèi)環(huán)線向鹽坨橋方向的 d 匝道發(fā)生了梁體扭轉(zhuǎn)和偏移。c 線匝道（10#13#墩）總長 103m，c 線匝道 10#13#墩梁體轉(zhuǎn)彎半徑為7090m，上部結(jié)構(gòu)為 3 跨 1 聯(lián)（30+42+31）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。c 線 6#10#墩為 4 跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；13#18#墩為 5 跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。c 線匝道墩柱為獨柱花瓶式墩柱，6#、10#、13#、18#墩為聯(lián)接墩。c 線匝道墩柱尺寸下端為 180200cm，墩頂為 180280cm，10#13#墩柱高度為9.433m11.19m，其中 13#墩最高為 11.19m。每墩均設(shè)雙支座，其中 10#、13

38、#聯(lián)接墩墩頂上為雙支座，支座尺寸為（30656.7）cm3f4 型板式橡膠支座；11#、12#中墩墩頂上為雙支座，支座為（7010016.7）cm3板式橡膠支座，且其上均為箱梁內(nèi)接暗蓋梁。該橋下部結(jié)構(gòu)為墩柱結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)為樁基接承臺，聯(lián)接墩的樁基為 1.2m 的灌注樁，中墩樁基為 1.5m 的灌注樁。d 線匝道與 c 線匝道對稱布置，結(jié)構(gòu)形式相同。該橋病害位置的平、立、橫斷面圖如下：圖圖 2.1-8 民權(quán)門立交橋民權(quán)門立交橋 c、d 匝道橋梁立面圖（單位：匝道橋梁立面圖（單位：cm）圖圖 2.1-9 民權(quán)門立交橋民權(quán)門立交橋 c、d 匝道橋梁平面圖（單位：匝道橋梁平面圖（單位：cm）圖圖 2.1-

39、10 民權(quán)門立交橋斷面位置平面示意圖民權(quán)門立交橋斷面位置平面示意圖圖圖 2.1-112.1-11 民權(quán)門立交橋民權(quán)門立交橋 c c、d d 匝道橋梁橫斷面圖（單位：匝道橋梁橫斷面圖（單位：cmcm）2 病害介紹伸縮縫伸縮縫出現(xiàn)嚴(yán)重的錯臺現(xiàn)象，其中 c 匝道的 13#墩伸縮縫錯臺達(dá)到了 20mm，d 匝道的 13#墩伸縮縫錯臺達(dá)到了 27mm。伸縮縫檢查表見表 2.1-4。表表 2.1-4 民權(quán)門橋病害位置伸縮縫檢查表民權(quán)門橋病害位置伸縮縫檢查表高差（mm）縫寬（mm）序號位置左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)1c6#墩2245442c10#墩24-1865683c13#墩-20970724c16#墩014243

40、5d6#墩0050476d10#墩20-868637d13#墩-271263658d18#墩004341墩柱墩柱無明顯的傾斜，墩柱傾斜最大為 10mm/2m，墩柱的傾斜率為 0.005，其對面傾斜為 1mm/2m，因此可以判斷墩柱傾斜為施工誤差。墩柱傾斜檢查表見表 2.1-5。表表 2.1-5 民權(quán)門橋病害位置墩柱傾斜檢查表民權(quán)門橋病害位置墩柱傾斜檢查表傾斜度序號位置前(mm/2m）后(mm/2m）左(mm/2m）右(mm/2m）1c10#墩72422c11#墩45813c12#墩07724c13#墩16825d10#墩6451.56d11#墩04.5437d12#墩101428d13#墩80

41、50墩柱存在裂縫，其中 d 線匝道 10#墩墩頂開裂 4 條，且寬度均超過 0.2mm。d 線匝道 11#墩墩柱裂縫寬度達(dá) 1.0mm，深度達(dá) 83mm，深度較大，超過了保護層的厚度。橋墩裂縫檢查表見表 2.1-6。表表 2.1-6 民權(quán)門橋病害位置橋墩裂縫檢查表民權(quán)門橋病害位置橋墩裂縫檢查表序號位置l(m）w(mm）d(mm）1d 線匝道 10#墩左側(cè)0.50.2312d 線匝道 10#墩左側(cè)去前側(cè)相交處0.350.13d 線匝道 11#墩51834d 線匝道 11#墩40.12575d 線匝道 13#墩1.50.2666d 線匝道 13#墩10.22470.40.2220.270.30.2

42、37d 線匝道 10#墩墩頂小樁號側(cè)0.50.21支座及抗震擋支座鋼板及抗震銷銹蝕嚴(yán)重，內(nèi)側(cè)支座全部懸空，外側(cè)支座部分懸空，3 個支座橡膠老化嚴(yán)重。c 線匝道的 11#墩的 2 號支座和 12#墩的 2 號支座老化，內(nèi)弧支座最大懸空值為 2.1cm，d 線匝道 13#墩的 2 號支座老化，內(nèi)弧支座最大的懸空值為 3.5cm。支座檢查表見表 2.1-72.1-8。橋面橫坡橋面設(shè)計橫坡正常段為 1.5%，超高段為 2%，但實測數(shù)據(jù)顯示，伸縮縫兩側(cè)坡度符號相反，可見梁體發(fā)生了扭轉(zhuǎn)。橋面橫坡檢查結(jié)果見表 2.1-9。梁體偏移、扭轉(zhuǎn)c、d 線匝道的 10、11、12、13#墩的梁體發(fā)生了扭轉(zhuǎn)和偏移。c

43、線匝道的伸縮縫出現(xiàn)嚴(yán)重的錯臺，13#墩處伸縮縫錯臺達(dá)到 20mm，內(nèi)弧側(cè)的支座全部懸空，其中 11#墩支座懸空 2.1cm。從支座中心線和梁體中心線的偏差可以得出，梁體向外側(cè)偏移，其中 10#和 11#墩處梁體最大偏移量為 7mm。d 線匝道的伸縮縫出現(xiàn)嚴(yán)重的錯臺現(xiàn)象，13#墩伸縮縫錯臺達(dá)到了 27mm，內(nèi)弧側(cè)的支座全部懸空，其中 12#墩支座懸空 3.5cm，從支座中心線和梁體中心線的偏差可以得出，梁體向外側(cè)偏移，其中 12#墩處最大偏移量為 1.5cm。表表 2.1-7 民權(quán)門橋病害位置支座檢查表民權(quán)門橋病害位置支座檢查表檢查記錄支座傾斜序號支座位置支座形式(四氟板或普通）厚度偏移量偏移方

44、向是否老化懸空抗震銷傾斜情況鋼板是否銹蝕110-3四氟板6.5，7，7，6.57向外偏移否3 點 5210-4四氟板6.5，7，7，7.50否無310-1四氟板7，7，7，70否1：1.6cm；2：8；3：8；4：1.6cm410-2四氟板7，6.5，6.5，70否1 點 7向外側(cè)傾斜 7 是511-1普通16，16，16，160否1：2.1cm；2：9；3：9；4：2.1cm611-2普通16，15.5，15.5，15.77向前偏移是1：7；4：1向外側(cè)傾斜 1是712-1普通16.5，16.5，16.5，16.50否1：2；2：1；3：1；4：2812-2普通16.5，16.0，15.5，

45、16.50是1 橡膠：3；4：5向外側(cè)傾斜 1是913-1四氟板6.5，6.5，6.5，6.50否無1013-2四氟板6，5.5，5.5，60否無1113-3四氟板7，6.5，7，6.55向外偏移否無1213-4四氟板6.5，6.5，6.5，6.50否1：1.5；2：1；3：1.0；4：1.5向內(nèi)、向小樁號側(cè)7/5是附注 1：厚度的四個值是以分別為“左上，右上，右下，左下”；懸空的 1 點與左上對應(yīng)，2 點與右上對應(yīng)，3 點與右下對應(yīng)，4 點與左下對應(yīng)；內(nèi)外區(qū)分為面向圓心的方向為內(nèi)側(cè)，圓心外的為外側(cè)。表表 2.1-8 民權(quán)門橋病害位置支座檢查表民權(quán)門橋病害位置支座檢查表檢查記錄支座傾斜序號支座

46、位置支座形式(四氟板或普通）厚度偏移量偏移方向是否老化懸空抗震銷傾斜情況鋼板是否銹蝕110-3四氟板6.5，7，7，6.57向外偏移否3 點 5210-4四氟板6.5，7，7，7.50否無310-1四氟板7，7，7，70否1：1.6cm；2：8；3：8；4：1.6cm410-2四氟板7，6.5，6.5，70否1 點 7向外側(cè)傾斜 7 是511-1普通16，16，16，160否1：2.1cm；2：9；3：9；4：2.1cm611-2普通16，15.5，15.5，15.77向前偏移是1：7；4：1向外側(cè)傾斜 1是712-1普通16.5，16.5，16.5，16.50否1：2；2：1；3：1；4：2

47、812-2普通16.5，16.0，15.5，16.50是1 橡膠：3；4：5向外側(cè)傾斜 1是913-1四氟板6.5，6.5，6.5，6.50否無1013-2四氟板6，5.5，5.5，60否無1113-3四氟板7，6.5，7，6.55向外偏移否無1213-4四氟板6.5，6.5，6.5，6.50否1：1.5；2：1；3：1.0；4：1.5向內(nèi)、向小樁號側(cè)7/5是附注 1：厚度的四個值是以分別為“左上，右上，右下，左下”；懸空的 1 點與左上對應(yīng)，2 點與右上對應(yīng)，3 點與右下對應(yīng)，4 點與左下對應(yīng)；內(nèi)外區(qū)分為面向圓心的方向為內(nèi)側(cè)，圓心外的為外側(cè)。表表 2.1-9 民權(quán)門橋病害位置橋面橫坡檢查表民

48、權(quán)門橋病害位置橋面橫坡檢查表橋面橫坡匝道位置位置實測值 1實測值 26 墩前-1.30%-1.30%6 墩后-1.20%-1.26%7 墩8 墩1%1.10%9 墩0.90%0.80%10 墩前0.80%0.80%10 墩后0.20%0.23%11 墩0.10%-0.10%12 墩13 墩前-0.40%-0.40%13 墩后0.40%0.50%14 墩1.30%1.20%15 墩1.20%1.30%16 墩0.12%0.20%17 墩-1.50%-1.50%18 墩前-1.20%-1.10%匝道 d 線18 墩后-1.25%-1.10%6 墩前0.35%0.30%6 墩后0.33%0.30%7

49、 墩8 墩1.50%1.50%9 墩1.20%1.10%10 墩前1.50%1.47%10 墩后1.00%0.80%11 墩0.40%0.30%12 墩13 墩前0.60%0.50%13 墩后1.10%1.00%14 墩1.10%1.10%15 墩16 墩前-1.10%-1.10%匝道 c 線16 墩后-1.10%-1.10%病害部位照片如下：照片照片 2.1-9 c 匝道匝道 13#墩地袱錯臺墩地袱錯臺照片照片 2.1-10 c 匝道匝道 10#墩伸縮縫錯臺墩伸縮縫錯臺 24mm照片照片 2.1-11 d 匝道匝道 10#墩梁體偏移墩梁體偏移 15mm照片照片 2.1-12 c 匝道匝道 1

50、0-1#支座完全懸空、鋼支座完全懸空、鋼板銹蝕板銹蝕照片照片 2.1-13 c 匝道匝道 13#墩抗震擋偏移墩抗震擋偏移照片照片 2.1-14 d 匝道匝道 13#墩的墩的 2 號支座老化號支座老化3 初步原因分析c、d 匝道曲率半徑較小，r=7090m，在車輛離心力和車輛右側(cè)行駛的偏心受壓的長期作用下，造成梁體出現(xiàn)向曲線外側(cè)平移的趨勢。在溫度力和日照溫差荷載在長期反復(fù)作用下，梁體中間支承出現(xiàn)較大的平面累計位移。即“彎、斜橋的爬行現(xiàn)象” 。當(dāng)平面累計位移發(fā)展到一定階段，支承體系偏心達(dá)到一定數(shù)值時，結(jié)構(gòu)支承體系中的邊支座現(xiàn)內(nèi)側(cè)橡膠支座的脫空現(xiàn)象，同時扭轉(zhuǎn)變形造成的梁體自重水平力分力，以及溫度力、

51、日照溫差荷載產(chǎn)生的水平力造成梁體的突然變位。2.1.4 三座曲線梁橋病害總結(jié)與成因理論分析1 病害總結(jié)通過對三座曲線梁橋病害情況進行介紹，我們總結(jié)曲線梁橋發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)有以下幾種病害：伸縮縫、地袱出現(xiàn)錯臺、橫向位移曲線連續(xù)箱梁偏移、扭轉(zhuǎn)，造成伸縮縫和地袱高差較大或出現(xiàn)橫向位移，伸縮縫間隙變大或被擠壓破壞，縫中橡膠條脫落。橋面橫坡發(fā)生變化曲線連續(xù)箱梁偏移、扭轉(zhuǎn)，造成橋面橫坡發(fā)生變化，且隨著梁體偏移、扭轉(zhuǎn)位移量增大，橋面橫坡變化愈加明顯。支座脫空，抗震銷變形曲線連續(xù)箱梁的偏移、扭轉(zhuǎn)，造成曲線連續(xù)箱梁橋內(nèi)側(cè)支座出現(xiàn)脫空，外側(cè)支座出現(xiàn)剪切變形和老化開裂。另外，抗震銷隨著梁體位移，扭曲變形，失去原有的功

52、能。墩柱傾斜，墩柱側(cè)向出現(xiàn)半環(huán)形裂縫曲線連續(xù)箱梁自身結(jié)構(gòu)特點和超重車現(xiàn)象，造成墩柱偏心受壓，使墩柱產(chǎn)生傾斜，墩柱側(cè)面出現(xiàn)半環(huán)形裂縫。梁體出現(xiàn)裂縫，帽梁、墩頂出現(xiàn)裂縫對于設(shè)置雙支座的曲線梁橋，若梁體出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)偏移，一側(cè)支座脫空，另一側(cè)支座單獨承受荷載的作用，由于受壓過大，容易造成帽梁和墩頂開裂、混凝土破損。2 成因理論分析曲線梁橋梁體出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)偏移是多種因素共同作用的結(jié)果，可以分為內(nèi)因和外因兩個方面。1）內(nèi)因恒載作用由于曲率的存在，曲線梁橋的外側(cè)弧長大于內(nèi)側(cè)，梁橋的重心偏向曲線外側(cè)，與其橫向斷面的中心不一致，而且為了構(gòu)造路線超高，常常將梁外側(cè)腹板做得比內(nèi)側(cè)腹板高，這樣在荷載的作用下將產(chǎn)生較大的扭矩，

53、同時外側(cè)防撞護欄也長于內(nèi)側(cè)，這樣就使梁體的重心進一步向外弧側(cè)偏移，從而在梁體內(nèi)產(chǎn)生扭矩。預(yù)應(yīng)力作用預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的扭矩也是曲線梁橋扭轉(zhuǎn)偏移的重要因素。預(yù)應(yīng)力曲線箱梁橋的預(yù)應(yīng)力鋼筋是空間結(jié)構(gòu)，平面彎曲的同時還有豎向彎曲。預(yù)應(yīng)力在水平面內(nèi)產(chǎn)生水平徑向力。徑向力作用位置與剪切中心不重合，則徑向力可以分解為一個沿剪切中心的分力和一個扭矩，扭矩使梁體產(chǎn)生豎向平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)的趨勢，與收縮徐變共同作用，日久天長，容易導(dǎo)致雙支座中一個支座脫空。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的徑向力同時使梁體產(chǎn)生水平面的彎矩，進而使梁體產(chǎn)生變直的趨勢。曲線梁橋中墩為固定支座，則梁端就會產(chǎn)生水平向后偏移的趨勢。預(yù)應(yīng)力鋼筋與梁體相互作用示意圖見圖 2.1-1

54、2。圖圖 2.1-12 梁體和預(yù)應(yīng)力鋼筋相互作用示意圖梁體和預(yù)應(yīng)力鋼筋相互作用示意圖預(yù)應(yīng)力作用是每個曲線梁橋面臨的共性問題，曲率半徑越小則徑向力越大，對梁體產(chǎn)生的扭矩就越大。在三座橋中，民權(quán)門立交橋相對于其它兩橋，其曲率半徑最小，為 7090m，順馳橋的曲率半徑為 200m，十一經(jīng)路立交橋的曲率半徑為 350m，所以民權(quán)門立交橋預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的扭矩最大，對梁體扭轉(zhuǎn)偏移的影響最大?；炷潦湛s徐變作用混凝土收縮、徐變都會引起結(jié)構(gòu)在平面內(nèi)的變形，造成曲線梁橋的扭轉(zhuǎn)偏移。混凝土收縮、徐變會導(dǎo)致曲線梁橋縮短，從而造成曲率半徑的變化，或者導(dǎo)致曲線梁橋所在弧度的圓心角發(fā)生變化，造成梁體的扭轉(zhuǎn)偏移。而且，彎橋內(nèi)弧

55、和外弧的變形量不一致，外弧的變形量要比內(nèi)弧的變形量大。隨著時間的推移，曲線梁橋的偏移量會逐漸增大。單支座的不穩(wěn)定性曲線梁橋中，若支座布置為兩邊墩采用雙支座，中墩采用固定的單支座，則梁體在扭矩的作用下，邊墩要承受較大的扭矩，造成曲線內(nèi)側(cè)支座脫空。而從受力的角度上分析，橫橋上設(shè)置兩個支點，更能保證梁體的穩(wěn)定。所以，曲線梁橋設(shè)計中應(yīng)調(diào)整和預(yù)留主梁中心與支撐中心的偏心距。順馳橋發(fā)生偏移的箱梁，中墩為獨柱墩，邊墩為獨柱墩接帽梁，中墩設(shè)置單支座，邊墩設(shè)置雙支座。所以，為了使梁體受力更為合理，可將中間支座預(yù)設(shè)偏心，降低梁端內(nèi)扭矩；若曲線梁橋的中墩為單柱，且未設(shè)置偏心，在梁中會產(chǎn)生較大的扭矩，可能會造成梁體的

56、扭轉(zhuǎn)和偏移?？拐痄N及盆式支座側(cè)向約束功能的局限性盆式側(cè)向限位支座和抗震銷可以限制梁體的橫向位移。順馳橋邊墩采用的是 458010.9cmf4型橡膠支座，該段橋梁其余墩支座均為gpz9000sx18 盆式橡膠支座，并設(shè)置抗震銷。但是雙向滑動的盆式支座和抗震銷不足以抵抗外力的作用，因此設(shè)計抗震銷及限位支座時應(yīng)合理考慮各種因素的作用。2）外因制動力對梁體影響車輛在制動過程中產(chǎn)生制動力 f，制動力在水平面內(nèi)產(chǎn)生沿曲線梁切線方向的爬行力，當(dāng)爬行力超過支座與梁體間的摩擦力時，如果抗震銷、抗震擋強度不夠，梁體就會向制動力的方向產(chǎn)生爬移；同時，梁體會以固定支座為中心發(fā)生轉(zhuǎn)動。日積月累，梁體就會產(chǎn)生縱向爬移和橫

57、向位移。汽車制動力是每個曲線梁橋面臨的共性問題，特別是隨著交通量的日益增大，尤其是超重車的增加，汽車制動力對梁體的影響越來越大。以十一經(jīng)路立交橋為例，東側(cè)引橋的 17#21#墩間箱梁沿橋縱向向下一聯(lián)（即：21#25#墩）方向偏移 10-13cm。梁體向下偏移的原因主要是汽車制動力的影響，因為東側(cè)引橋位于縱坡 4%的下坡段，且坡底處于交叉路口，交通制動頻繁，在制動力的長期作用下，梁體沿縱向向下產(chǎn)生了滑動位移。另外，兩聯(lián)連續(xù)梁均處于 4%的下坡段上，梁體自重產(chǎn)生的下滑力也對梁體的位移產(chǎn)生了一定的作用。圖圖 2.1-13 制動力對梁體的作用示意圖制動力對梁體的作用示意圖圖圖 2.1-14 制動力對梁

58、體的作用簡化圖制動力對梁體的作用簡化圖離心力對梁體影響車輛在彎道內(nèi)行駛，會產(chǎn)生離心力，離心力由橋面與輪胎間的摩擦力提供。摩擦力在水平面內(nèi)，產(chǎn)生使梁體繞固定支座轉(zhuǎn)動的力矩；在豎直面內(nèi)，使梁體產(chǎn)生繞支座為軸轉(zhuǎn)動的力矩。離心力對梁體的作用示意圖和簡化圖見圖 2.1-1516。圖圖 2.1-15 離心力對梁體的作用示意圖離心力對梁體的作用示意圖圖圖 2.1-16 離心力對梁體的作用簡化圖離心力對梁體的作用簡化圖溫度力對梁體影響溫度力分為日照溫差和季節(jié)溫差產(chǎn)生的溫度力。日照溫差日照使梁體上下表面產(chǎn)生溫差梯度，在溫度梯度產(chǎn)生的溫度力作用下，橫橋向梁體會產(chǎn)生豎直平面內(nèi)的斷面變形；橋梁在長度方向，梁體頂板受太

59、陽照射，上表面溫度比下表面溫度高，因此伸長量上表面比下表面大，梁長方向就會產(chǎn)生豎向和水平的變形。曲線梁橋在豎向彎矩的作用下，在梁端就會產(chǎn)生翹曲。當(dāng)梁體曲線半徑較大時，在日照溫差作用下，曲線箱梁表現(xiàn)出梁長向變形；當(dāng)曲線梁曲率半徑較小時，則曲線梁體表現(xiàn)出橫向的變形特征。日照溫差，使梁體橫斷面產(chǎn)生翹曲。日照溫差對梁體的作用示意圖見圖 2.1-17。圖圖 2.1-17 日照溫差對梁體的作用示意圖日照溫差對梁體的作用示意圖季節(jié)溫差季節(jié)溫差使梁體以固定支座為中心，產(chǎn)生順橋向整體伸縮變形。季節(jié)溫差所引起的變形位移屬于弧段膨脹或縮短性質(zhì)的位移?；《蔚陌霃阶兓?，而圓心角卻不變。由下圖可以看出，梁端在季節(jié)溫差的作

60、用下，滑動支座會發(fā)生偏移。固定支座失效后，產(chǎn)生的位移，不能完全恢復(fù)，即溫度影響膨脹和收縮量之差不為零。殘余變形經(jīng)過日積月累，梁端就會產(chǎn)生永久性橫向位移。溫度力對三座曲線梁橋的扭轉(zhuǎn)偏移都有很大的影響，其中順馳橋和十一經(jīng)路立交橋都是東西走向的彎橋，受到日照溫差的影響更大一點。季節(jié)溫差對梁體的作用示意圖見圖 2.1-18。固定支座t1t2滑動支座滑動支座滑動支座o12r1r2圖圖 2.1-18 季節(jié)溫差對梁體的作用示意圖季節(jié)溫差對梁體的作用示意圖超重車對梁體的影響汽車活載的作用也是造成曲線梁橋扭轉(zhuǎn)偏移的一個因素，而超重車對梁體的影響相較于其它內(nèi)因、外因來說無疑是最大的。汽車在曲線梁橋上行駛，若偏離橋