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軟土地質條件下橋梁病害分析及防治淺談
(一)軟土由于其土體結構的不穩定性,給工程設計帶來諸多問題,長期以來一直困擾著人們。隨著工程實踐中軟土問題的不斷解決,人們的認識也進一步深化。從橋梁病害防治的角度分析軟土地區橋梁設計的特殊性,將有助于提高軟土地質條件下橋梁設計的可靠性和對該類病害的防治。
(二)軟土地質一般是在靜水或緩慢流水環境中沉積形成的,其強度低、壓縮量大,稍受重力或外力作用便會產生變形和流動,具有明顯的觸變性。同時,軟土地質還具有蠕變性,即在恒定的荷載下,變形隨時間發展。一般地說,這種蠕動的速度很慢,但其持續時間卻相當長,且蠕動的現象很普遍,它直接影響到結構的使用壽命。http://www.qlliefeng.com/
(三)軟土地質的這些特性,使得理論上很難準確地模擬其實際物理特性。同時,在施工擾動、周圍環境的影響下,設計與實施也存在不同程度的偏差,致使結構的受荷情況與設計的假定條件很難一致,這是軟土地質條件下橋梁設計的復雜之處。文中將以福建境內閩江上的一座橋梁病害為例,在病害原因分析的基礎上,探討軟土地質條件下橋梁設計的特殊性及治理和預防病害的相應對策。
二、病害癥狀
(一)建在軟土地基上的橋梁,其病害的癥狀因地質條件差異及橋梁結構類型不同而各不相同。但因地基沉降、土體的水平變形引起的結構病害在橋梁病害中占有一定比例,以橋臺及其附近的橋墩病害居多。http://www.qlliefeng.com/
(二)如位于福建閩江上的某國道橋建于1990年,該橋由預應力混凝土三角桁架、連續梁及簡支梁組成,橋梁全長1850m,設計荷載為汽-20。橋梁所處的閩江,河床泥沙沖淤特征明顯,多數河岸沉積較厚的淤泥層,且淤泥埋藏很淺。
(三)2000年對全橋檢查發現,處于深軟基地段的柱式橋臺臺前錐坡開裂,臺側翼墻損壞,臨近橋臺的1#墩雙柱式墩身自下而上均有環狀裂縫,裂縫寬度較大達0.5mm。2#墩也有裂縫,較大縫寬0.32mm。墩身有偏移跡象。據施工資料記載,該橋臺臺后填土高為9m,臺后設有拉桿。橋臺處地質情況為上層近20m的淤泥層,淤泥層下臥巖層,巖面向江心傾斜,臺位及路基均未進行軟基處理。實地勘察發現,橋頭下游一側有大量的后期土體堆載,且汽車超載現象嚴重。http://www.qlliefeng.com/
(四)為了不阻斷交通,未對橋臺內部進行檢查。但根據臺前錐坡及1#墩的病害現象及工程資料記載分析,柱式橋臺可能有一定程度的破壞。
三、病害治理方案
(1)軟土地質條件下的橋梁病害主要反映在由于地質環境的不利影響而造成的構造物破壞。對其治理一般可考慮從改善包括地質條件、周邊環境在內的構造物外部環境和加強構造物抵御外部不利影響的能力上入手。具體的治理方案則應根據實際情況,綜合考慮結構安全、經濟效益、社會影響等多方面因素后確定。http://www.qlliefeng.com/
(2)橋梁病害為例,此類橋梁病害較徹底的解決辦法是增加橋孔,使橋臺遠離河岸臨空面,減少橋臺填土高度,對必要地段進行軟基處理。然而,上述處理必須阻斷交通。對于交通要道上的橋梁來說,阻斷交通的處理方案不論從經濟效益、社會影響上講均非上策。該橋的治理方案,優先考慮以不阻斷交通為前提的設計思路。http://www.qlliefeng.com/
(3)該工程病害治理后,經過幾年的運營,被加固的構件至今未發現新的病害癥狀。但目前的觀測發現,由于在2#墩與3#墩之間新近填筑土體形成了臨時汽車通道,3#墩也出現了類似2#墩的病害。這進一步說明了未作軟基處理的土體在外荷作用下,對橋梁產生的不利影響。近期也對3#墩進行了加固。為了進一步掌握橋位處的地質變化情況,目前仍在繼續進行土體變位觀測。http://www.qlliefeng.com/
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