(河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司,河南 鄭州 450006)
某高架橋全長為270.04m,橋面凈寬12.0m,上部結(jié)構(gòu)為5×45m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+2×20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板,下部結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土薄壁空心墩,橋面鋪裝層為瀝青混凝土,設(shè)計荷載為公路-I 級。本橋原設(shè)計為5×45m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋,因5 號橋臺前填土高度過高,橋臺錐坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),從而造成橋臺路基沉降過大,使路面發(fā)生嚴(yán)重破壞,因此,2007年在5 號橋臺側(cè)設(shè)置了2 孔20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板,右半幅橋原5 號橋臺處邊坡變形有較大緩解。2011年,管養(yǎng)人員在日常檢查中發(fā)現(xiàn)該橋右半幅西橋臺存在新的病害,主要表現(xiàn)在5 號橋墩端墻出現(xiàn)豎向和橫向裂縫,錐坡及擋土墻拉裂,局部擋土墻向外傾斜,部分排水設(shè)施出現(xiàn)損壞等。
為防止病害進一步擴展,影響橋梁通行安全,針對上述病害開展搶修工程。為了準(zhǔn)確了解施工過程中及施工結(jié)束后橋墩承臺及邊坡沉降和水平位移狀況,確保工程施工及公路運營的安全,對該橋進行監(jiān)測。
主要依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)、《工程測量規(guī)》(GB 50026-2007)、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2002)、《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2007)、《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(JTJ076-95)。
橋墩的沉降觀測,橋墩承臺的沉降和水平位移觀測,橋墩的傾斜觀測,上部結(jié)構(gòu)箱梁變形的觀測,上部結(jié)構(gòu)空心板變形的觀測,邊坡土體深層水平位移監(jiān)測,邊坡土體分層沉降監(jiān)測。沉降觀測主要采用水準(zhǔn)測量的方法,水平位移測量主要采用全站儀測試,傾斜測量主要采用全站儀測水平角法,深層水平位移監(jiān)測采用CX-3 型測斜儀測試。
圖3-1 為墩臺沉降測點的布置情況,根據(jù)現(xiàn)場施工狀況,該橋墩共布置3個沉降測點,基準(zhǔn)點選取在邊坡變形影響范圍以外的位置,共選取三個基準(zhǔn)點。
圖3-1 橋墩沉降測點布置
圖3-2 為橋墩主要測點相對高程的變化曲線,其中橫坐標(biāo)為測量的時間,縱坐標(biāo)為測點的相對高程。由圖可知,本監(jiān)測周期內(nèi)各測點的變形均小,根據(jù)相關(guān)規(guī)范,橋墩處于安全狀態(tài)。
圖3-2 橋墩沉降測點高程的變化曲線(單位:m)
墩柱的傾斜主要采用全站儀觀測,通過監(jiān)測沿墩柱外緣布置測點的垂直角和水平角,可求出各測點與基準(zhǔn)點的相對坐標(biāo),進而通過計算可求出墩柱的傾斜率。表3-1 給出橋墩東、西兩側(cè)由空間坐標(biāo)計算的各測點傾斜率,由表3-1 可計算東西兩側(cè)的平均傾斜率分別為1.76%和2.45%,與前期觀測結(jié)果相比,橋墩的垂直度沒有發(fā)生明顯變化,其變化值滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。
表3-1 橋墩傾斜度觀測結(jié)果表
CX-3 型測斜儀測試及其配套的PVC 測斜管。根據(jù)邊坡實際情況,在各級臺階處共布置10 個深層水平位移測點,其中CX1~CX4 的深度為10m,CX5~CX6 的深度為12m,CX7~CX10 的深度為14m。
監(jiān)測時,探頭導(dǎo)輪應(yīng)該與所測位移方向一致的槽口對準(zhǔn),緩慢放至管底.探頭與管內(nèi)溫度基本一致、顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定后即可開始監(jiān)測,以孔底作為確定測點位置的基準(zhǔn)點,按探頭電纜上的刻度分劃,均速提升。每隔500mm 讀數(shù)一次,并做記錄。待探頭提升至管口處。旋轉(zhuǎn)180°,再按上述方法測量,以便消除測斜儀自身的誤差。
每一測段上、下導(dǎo)輪間相對水平偏差量δ可通過下式計算得到。
式中:l—上、下導(dǎo)輪間距;
θ—探頭敏感軸與重力軸夾角
測段n相對于起始點的水平偏差量Δn,由從起始點起連續(xù)測試得到的iδ累計而成,即
式中:0δ—起始測段的水平偏差量(mm);
Δn—測點n 相對于起始點的水平偏差量(mm)。
根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,CX2、CX4、CX5、CX6 和CX8 測點的水平位移均呈增大趨勢,其中CX5 和CX6 測點最大累計位移分別為3.74mm 和2.85mm。
為監(jiān)測西側(cè)橋頭沉降發(fā)展情況,在橋頭布置沉降測點Q1~Q4 如圖3-3所示,其中BMQ 為基準(zhǔn)點,位于橋頭路堤北側(cè),Q4 為西側(cè)橋頭伸縮縫位置。由于2018年2月10日起至2018年10月25日所布測點遭到破壞,2018年11月26日對沉降測點Q1~Q4 進行了重新布置,其中BMQ 為基準(zhǔn)點,位于橋頭路堤北側(cè),Q4 為西側(cè)橋頭伸縮縫位置。以后的橋頭沉降監(jiān)測將以新布測點2018年11月26日監(jiān)測結(jié)果為基準(zhǔn)。
圖3-3 橋頭沉降測點布置
本監(jiān)測周期各測點高程累計變化量最大為10mm,這表明橋頭路基處理后,橋頭路基仍有沉降,近期將加強對此處監(jiān)測。
通過監(jiān)測,可以得到以下結(jié)論:橋梁下部結(jié)構(gòu)變形相對穩(wěn)定,測點的沉降和傾斜變化值和累計值未超過相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求,邊坡土體的深層位移監(jiān)測表明,監(jiān)測周期內(nèi)邊坡土體的變形較小,未有異常情況發(fā)生。橋頭路基仍有沉降,近期將加強對此處監(jiān)測。建議按計劃開展下一步監(jiān)測工作。以保證橋梁運營安全。