桩柱式桥台病害检测、分析及对策.pdf

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1、蒋洪新等：桩柱式桥台病害检测、分析及对策121冬施质量通病桩柱式桥台病害检测、分析及对策蒋洪新，潘世敏，姚胜秦，任斌腾，高敏(1．上海同济建设工程质量检测站，上海200092；2．宁波区鄞fl区市政公用管理处．浙江宁波315192)【摘要】针对软土地基上台后存在高填土的桩柱式桥台在运营过程中经常发现存在桥面伸缩缝压缩变形、橡胶支座剪切变形、盖梁靠背凹角斜裂缝、立柱河道侧半环形水平裂缝等病害，通过实桥病害检测、荷载试验及模拟计算验证表明：在结构升温、自重、高填土压力综合作用下桩柱产生半环形水平裂缝，峰值位于河床面以下近河床面处。为削减台后高填土压力，可

2、采用扩孔、锚杆或轻质填土等对策进行预防或处理。【关键词】软土地基；台后高填土，桩柱式桥台；桥台前倾【中图分类号】TU471．8【文献标识码】B【文章编号】1001—6864【2011)o9—0121一o2对于一般软土地基新建桥梁而言，当台后高填土(4)立柱半环形水平裂缝。桥台各桩柱河道侧施加后，原地基土的平衡状态被打破，而要达到新的固均存在半环形水平裂缝(图1(d))，由靠河道侧面中结状态将持续较长时间。心向两侧发展至1／4周长，分布于河床面以上Im范新桥建成后，台后高填土土压力持续作用于台前围，最大裂缝位于河床面以上20em处(宽为软土，致使台前软

3、土产生塑性压缩变形，导致桥台结构0．35mm)，数量及缝宽由上至下逐步增加。综合各要逐步前倾直至台帽靠背与上部结构接触而停止，致使素分析表明，桩柱发生了前凸变形，其峰值位于河床面上部结构纵桥向无自由伸缩空间；当温度升高时，上部及以下。结构的温度荷载直接顶推桥台靠背，导致桥台各构件病害的产生，甚者破坏承载能力。本文通过对实桥病害的检查、静荷载试验以及结构模拟计算验证，综合评估桥台技术状况、承载能力及分析病害成因，并提出合理的加固建议及预防措施。一一1桥梁概况某桥为3m×16m简支空心板梁桥，两端各设5m(且)伸缩缝压缩(b)橡胶支座剪切变形搭板，台后填

4、土高4m，桥宽24m；各桥跨间桥面连续(无伸缩缝)，桥台位置设置型钢伸缩缝；板式橡胶支座，桩柱接盖梁桥台，单排6q~80m的钻孔灌注桩基础。设计荷载：汽车-20级，挂车．100，人群荷载3．5kN／m。该桥建成通车运营l0年，所处城市次干路。2病害检查、分析及评定一一(1)伸缩缝挤压：桥台处机动车道伸缩缝宽(c)桥台靠背凹角处开裂(d)立柱半环形裂缝2cm(图1(a))，其正常宽度为4era；栏杆底座挤压桥台图1桥台构件各病害靠背；人行道简易伸缩缝处受挤压引起地砖上拱。此病害表明板梁与桥台靠背间发生了靠拢的相对位移。(5)技术状况评定：检测结果表明，

5、该桥台靠背(2)橡胶支座剪切变形。桥台所有支座均发生凹角处存在断裂性斜裂缝、桩柱河道侧存在超限的半上端向桥台靠背方向的剪切变形，橡胶均开裂(图1环形水平裂缝、橡胶支座存在严重剪切变形等病害，根(b))；剪切变形超过最大容许剪切角正切值；中间桥据《城市桥梁养护技术规范》相关评定标准，该桥桥台墩支座未变形。原因与伸缩缝挤压现象一致，鉴于梁的技术状况评定为D级，既不合格状态。长基本未增加，表明两端桥台向河道中心靠拢。3桥台静荷载试验及分析(3)桥台靠背凹角处开裂：首先开裂(伴随混凝为判断桥台桩基竖向承载能力及检验桥梁病害土碎裂)，然后向靠背后下方沿近45。

6、方向发展，外侧是否与汽车竖向活载(板梁与搭板两部分)存在关联，可见裂缝宽度达18mm，为断裂性裂缝(图1(C))。由拟直接采用静荷载试验检验桥台工作性能。裂缝形态可知，其为板梁顶推桥台靠背上端受力所致。(1)试验荷载：根据试验荷载效率系数要求，采122低温建筑技术2011年第9期(总第159期)用4辆总重均为35t的载重车分别施加在板梁及搭分分析成因，拟通过结构模拟计算来验证及判断。板，模拟桥台在汽车竖向荷载下的最大作用力。(1)结构模型及荷载：由桥梁病害检查及桥台(2)测量及检验项目：采用千分表测量桥台靠静载试验可知：①上部结构与桥台靠背间无伸缩空

7、间，背凹角处斜向裂缝及桩柱河道侧半环形水平裂缝的因此桩柱顶部边界条件确定；②桥梁各构件病害主要宽度变化，以检验裂缝在试验荷载作用下的发展状况。因素并非汽车竖向活载，汽车竖向活载不考虑；③当上采用全站仪测量桥台各测点的三向位移变化，以检验部结构热胀时，温度荷载力直接作用于桥台靠背。桩基础在试验荷载作用下的短期稳定性。根据实桥地质、台后高填土和桥台单桩柱构件尺(3)测试结果分析。在24h试验荷载连续作用寸、配筋等参数建立结构模型，考虑恒载土压力、结构下桥台靠背裂斜向裂缝及桩柱河道侧半环形水平裂自重、升温等荷载，建立结构受力模型如图2所示。缝均为增大趋势，

8、但数值基本可忽略(缝宽最大增量(2)计算结果及分析：在各荷载综合作用下，桩0．005ram)，桥台水平及竖向