□文/邱 欣

彎橋（或稱為曲線橋）對地形、地貌的適應性較強且能適應立交橋特殊、復雜的線形需要，因而在高等級公路和城市立交工程中應用越來越廣泛。彎箱梁橋主要作用為實現(xiàn)立體交通的轉(zhuǎn)向功能，因此是互通立交橋極其重要的組成部分。

截至目前，天津市建設了幾百座大型立交橋，然而由于設計、受力、環(huán)境等多種因素作用，很多梁體隨著時間推移，逐漸發(fā)生了橫向位移、扭轉(zhuǎn)等病害，不僅影響了行車的舒適，而且給行車安全造成嚴重隱患。

1 病因分析

在定期檢查中，應注意檢查伸縮縫是否有錯臺現(xiàn)象；欄桿是否順直；支座是否有局部脫空現(xiàn)象等。如果存在這些現(xiàn)象，則梁體很可能已經(jīng)發(fā)生了偏移和扭轉(zhuǎn)。梁體偏移、橋面橫坡發(fā)生變化的原因很多，本文對主要的病害原因進行了分析。

1）溫度作用。溫度變化包括日照溫差和季節(jié)溫差兩種情況。日照溫差在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生溫度差而產(chǎn)生變形，這種變形在連續(xù)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生次內(nèi)力；季節(jié)溫差產(chǎn)生均勻溫度變化，使得連續(xù)梁結(jié)構(gòu)發(fā)生整體伸縮變形而不產(chǎn)生溫度次內(nèi)力。在季節(jié)溫度荷載的作用下，曲線梁是以固定支座為中心旋轉(zhuǎn)的。由于伸縮縫內(nèi)有殘余的混凝土，失去了伸縮作用，梁體徑向位移受阻，從而出現(xiàn)側(cè)向位移。

2）荷載作用。車輛行駛在曲線橋梁上對曲線梁體有豎向力（車輛重力）、切向力（制動力）、徑向力（離心力）。

車輛正常行駛時，豎向荷載會使梁體產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)耦合；車輛的偏載行駛會加劇這種耦合效應。彎扭耦合可能會使箱梁梁端出現(xiàn)翹曲，當梁端橫向約束弱時，梁體容易向彎道外側(cè)“爬移”。

車輛離心力會引起曲線箱梁的橫橋向位移，容易導致曲線梁橋伸縮縫剪切破壞和端部支座的破壞。超重車對橋梁的偏移及扭轉(zhuǎn)尤其嚴重。

3）預應力鋼筋作用。曲線箱梁橋的預應力鋼筋不僅有平面彎曲同時還有沿梁高度方向的豎向彎曲。相對來說，預應力鋼筋的作用力是作為外力施加在箱梁上的，預應力鋼筋與曲線梁的相互作用形成了一個空間受力體系。箱梁豎向和水平方向預應力鋼筋對主梁的作用力可簡化為兩種：一種是軸向壓力N，另一種是曲線鋼筋對箱梁的均布力q。曲線半徑越小的橋梁，預應力鋼筋產(chǎn)生的徑向力就越大。預應力鋼筋徑向力作用點位于主梁截面剪切中心以上或以下時，鋼筋徑向力都會對箱梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。

4）其他因素。周圍環(huán)境的影響，像高層建筑施工、盾構(gòu)施工、打拔樁施工、基坑開挖降水等均有可能引起墩柱傾斜，梁體受力發(fā)生改變，從而使梁體發(fā)生偏移。

2 糾偏方法

糾偏是利用支架系統(tǒng)將梁體頂起，平移并調(diào)整姿態(tài)后再將梁落于支座上，從而使梁體恢復橋梁竣工時的狀態(tài)。

2.1 支撐系統(tǒng)

支撐系統(tǒng)分為3種形式：鋼管支撐系統(tǒng)、鋼管混凝土支撐系統(tǒng)、無支架（利用墩頂）系統(tǒng)。

鋼管支撐系統(tǒng)特點是需做支撐基礎，也可以部分利用橋墩承臺；橫向穩(wěn)定性一般，焊接工作量大，鋼材需求量大，但鋼材可以重復利用。

鋼管混凝土支撐系統(tǒng)特點是豎向承載力大，基本能全部利用承臺，工程量小，但是橫向、豎向穩(wěn)定性較差，頂升過程中偏載嚴重，需對承臺及基礎進行驗算。

無支架系統(tǒng)特點是利用扁頂進行頂升，只需用腳手架支架進行保護即可，前提是墩頂有足夠的操作空間。無支架系統(tǒng)也需提前對橋墩偏心受壓進行驗算，以免橋墩在糾偏過程中發(fā)生傾斜。

2.2 頂升方法

以鋼管支架支撐系統(tǒng)為例，介紹頂升方法。

1）頂升支架方案。在處理好的混凝土基礎上架設臨時群鋼管支架，鋼管間橫撐采用槽鋼焊接。群鋼管支架與基礎之間植筋進行連接。臨時群鋼管支架頂部設置枕梁（頂梁平臺）及橫移梁滑道，千斤頂上設置托梁。在糾偏過程中，群鋼管支架會受到較大的水平力，因此鋼管之間連接須保證焊接質(zhì)量。托梁上安放1 cm厚的氯丁橡膠帶，橡膠帶直接與梁底接觸。

2）頂升順序。關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是箱梁的整體頂升施工，頂升過程共分10個階段：邊墩單獨頂升→零橫坡調(diào)整→頂升力分級控制頂升階段→豎向位移頂升階段→橫向位移調(diào)整階段→梁體回落在臨時支撐上→二次頂升階段→梁體一次回落階段→姿態(tài)調(diào)整階段→梁體二次回落階段。

頂梁前須先解除梁體的約束。整個糾偏過程要在臨時墩上進行。糾偏同時，根據(jù)實際檢查情況決定是否更換抗扭支座，調(diào)整支座至設計位置并落梁到支座上。為防止箱梁在繼續(xù)使用過程中產(chǎn)生新的偏移，在各墩臺頂部應設置橫向限位。

3）油路控制。頂升過程中，采用一油泵二千斤頂?shù)目刂品椒āＭ巾斏c單項頂升配合。美國、日本液壓閥自動控制，靈敏度決定同步頂升。

4）千斤頂布置。由于千斤頂?shù)牟贾命c沒有在墩頂梁體的橫隔板位置，所以須在每個肋板下設置千斤頂，保證梁體受力均衡。墩頂安放扁千斤頂，周圍布置保護鋼管支架。

5)變形及位移控制。頂升過程中的控制以頂力值和位移雙控，在梁體沒有頂起前以頂力控制，梁體一旦頂起后則對位移進行控制。為了便于指揮人員和油泵操作人員在頂力控制階段能準確掌握各墩頂力，根據(jù)各墩計算反力值換算出各墩頂力分級讀數(shù)，頂升采用分級循環(huán)頂升，每級頂力增加計算值的10%，直至達到理論計算值即100%。若梁體仍未被頂起位移，則要分析原因。由于梁體位移屬于剛性強迫位移，應將墩內(nèi)外側(cè)千斤頂?shù)捻斄Σ羁刂圃谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)，各墩處梁體的變位與計算值差異≯5 mm，這也是設計提供的控制值，以避免引起過大的應力集中造成梁體破壞。同時，對橋梁結(jié)構(gòu)進行安全監(jiān)測預警，對構(gòu)件裂縫及位移進行監(jiān)測控制。

2.3 安全控制

為保證梁體在頂升、糾偏、維修過程中絕對安全，除了設計、施工方面嚴把質(zhì)量關(guān)，還需對糾偏全過程進行監(jiān)測。

1）線形觀測。對頂升梁體的墩頂及跨中進行線形觀測，測量頂升部位千斤頂相應的行程并隨時頂升隨時觀測橫坡，確保梁體的線形在控制之中。

觀測點主要包括橋墩沉降觀測、橋墩傾斜、梁體橫向偏移、梁體縱向滑移、梁體扭轉(zhuǎn)5個方面的內(nèi)容，見表1。

表1 線形觀測項目

2）應力監(jiān)測。頂升過程中為了保證頂升系統(tǒng)及梁體墩柱的安全，在梁體、墩柱及支架的關(guān)鍵部位表面安裝應變傳感器。

應變傳感器沿箱梁縱向布置于箱梁頂部和相鄰墩的底板，墩柱測點布置在豎向兩相鄰面的中軸線位置，支架測點布置在角點立柱。保證監(jiān)測梁體、墩柱及支架的抗拉抗壓強度不超出構(gòu)件的強度要求。

3）位移監(jiān)測。墩柱上布置位移傳感器，測量箱梁相對于墩柱的豎向和水平向變位。

2.4 維修工程

糾偏過程中因為梁體變形已經(jīng)形成，所以不能完全恢復橋梁原有狀態(tài)，為保證行車舒適性及安全性，需對橋梁進行維修。

維修項目包括對應力較大橋墩進行加固；設置拉力支座；對橋面欄桿、地袱、瀝青橋面、伸縮縫進行接順維修；裂縫補強和維修。

3 結(jié)語

彎箱梁橋的特點決定了其體積重心在橋軸線的外弧側(cè)，即重力作用就會產(chǎn)生向外翻轉(zhuǎn)的扭矩，加上荷載離心力，日照溫差及季節(jié)溫差以及超重車輛，因而產(chǎn)生偏移和扭轉(zhuǎn)，應在以后設計中采取一些防范和抵抗措施，對超重車輛加大管控措施。

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