U型桥台病害分析及对策

钾一帽 (总第 125期) 2ooo年 8月 20日 华 东 公 路 EAST a印 A HIcHWAY No．4【Total No．125) August ．20O0 文章鞠号：1001—7291【．20O0)04—00047—02 文献标识码：B 害分 对 ： 一 囊 ∞3410(~)8ooe) 鹦／， ·至少(安徽省巢湖市 路局 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 处 巢湖 23 【摘要】 针对u型桥台在工程实践中容易发生的病害，提出在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 施工中应注意的关键 性 问题及改进措施。 关t词 型始 、 些壹业 、垦 U型桥台是公路桥梁中采用最多的一种桥台形 式。然而，由于设计、施工等各种原因，该种桥台在 工程实践中的病害较多。一些桥梁在交付使用不久后 便产生各种严重问题，如侧墙倾斜外移，前墙发生裂 缝，锥坡沉陷坍塌，桥台基础被掏空等。 之所以经常性地出现这些病害，除少数由于自然 灾害或人为破坏外，其主要原因是设计考虑不周和旋 工方法不当，而设计的因素往往又是最重要的。论文 就常见病害、发生的原因及设计施工的对策和改进意 见分述如下。 1 墙 1．1 病害分析 U型桥台的设计，一般是将前墙和两侧侧墙共同 组成的U型一起作为整体进行结构计算，而不单独 计算侧墙的内力和应力。同时，有些设计人员认为侧 墙和前墙相比，侧墙不是重要的结构部分，故从经济 角度出发，将其截面顶宽多定为．50 cm一80 cm，外坡 垂直，内坡4：1，翼尾设计成一个8：1甚至4：1的倒 坡．把侧墙逐渐向翼尾挑长，形成倒悬臂。 如果对U型桥台的侧墙进行受力分析就不难发 现．在竖直力的作用下，侧墙可以简化成一根一端固 定一端自由的杆件，与前墙相连的一端为固定端，翼 尾为自由靖；在台腔内土压力的作用下，侧墙也可以 简化成一根一端固定一端自由的杆件，基础顶面为固 定端，墙顶为自由端。从这两个力学模型的分析来 看，侧墙翼尾的顶部，是最容易发生变形、移位的自 由端，工程实践 中也有力地证明了这一点。在实践 中，当侧墙高度和长度小于7 m一8 m时，受力后其 翼尾变形一般不大，不致引起大的病害；而当侧墙高 度和长度大于8 m一10 m甚至更大时，在墙背土压力 和车辆荷载压力的作用下，翼尾顶部就会出现较大幅 度的变形位移，明显向外倾斜。有些桥台由于在台腹 填土或铺筑路面时采用重型震动压路机碾压，在施工 过程中侧墙即逐步向外倾斜变形，在侧墙与前墙的连 接处产生裂缝。这种现象在斜桥桥台中更为严重，因 为斜桥桥台前墙与侧墙的夹角为钝角时，在墙背土压 力的作用下，前墙与侧墙连接的转角处容易被撕裂而 发生裂缝，夹角的角度越大，被撕裂的可能性也越 大。 有的设计人员认为：侧墙的外侧为锥坡 ，锥坡可 以平衡一部分土压力。其实，希望用锥坡来平衡土压 力是不可行的。锥坡本身属于防护工程，又受到众多 因素的影响，本身尚且自顾不暇，借希望于锥坡来平 衡土压力是不可靠的，一旦锥坡塌陷就会危及侧墙。 1．2 注意事项及对策 侧墙因与前墙连接而具有较好的稳定性，但其后 端的嘎部却是自由的，容易发生位移。当侧墙长度很 大时，前墙对侧墙的嵌固影响很小，其受力状况就近 似为一幅独立的挡土墙。鉴于此，设计时应从安全的 角度出发，把侧墙作为一幅独立的挡土墙来进行计 算。 台腔填土应避免采用易于吸水膨胀的粘性土，尽 维普资讯 http://www.cqvip.com — — 48—— 华 东 岔 路 20(10年第4期 量采用水稳性好的砂性土或石渣等材料，以减小墙背 土压力。 2 前 墙 2．1 病害分析 前墙是 U型桥台的主要受力部分，设计人员一 般较重视，在宽度不大的U型桥台中，前墙出现质 量问题的可能性不大。但宽度较大的城市道路，U型 桥台前墙出现裂缝也不少见。例如在城市道路中，其 宽度有许多达50 m～60 m，甚至上百米，在这样宽阔 的道路上修建 U型桥台，若仍按整体的U型考虑， 不在其间设置必要的变形缝，桥台前墙会由于基础的 不均匀下沉及温度变化引起的胀缝而产生竖向裂缝， 将桥台的前墙分裂为若干段。 2．2 注意事项度对策 针对这种状况，在设计超宽的 U型桥台时，应 每隔 15 m～20 m布设一条变形缝。被变形缝分隔的 桥台，从结构受力来看已经不再成为整体的U型桥 台，其中间分隔部分应视作一幅独立的一字墙，其前 面承受上部构造传来的外力，后面承受台背填土的侧 压力。在这种情况下，如果仍然用整体 U型桥台图 式计算内力及应力，就不能正确地反映其实际受力情 况，容易导致发生质量问题。 桥台前墙的前坡一般多设计成垂直坡，在一般情 况下这是适宜的，但在较高的梁式桥台及超宽桥台被 分隔的中间段落，前墙前边的墙身和地基的应力较 大。为了改善这种应力分布状况，最好能设置一个 8：1或10：1的前坡，且适当加大基础襟边，使其受力 更合理，更具稳定性。 3 裙 墙 3．1 病害分析 裙墙多被设计人员视为无关紧要的附属工程，一 般不计算其墙背土压力，也不对其进行抗倾、抗剪、 抗滑验算，只从节约的愿望出发，设计的断面较小， 断面尺寸通常为顶宽50m～80m，面坡4：1，背坡垂 直：或面坡垂直，背坡 4：1。而裙墙的背后，是一个 又高又带陡仰坡的土体，其施加于裙墙的侧压力相当 大，如此单薄的裙墙往往不能满足实际需要，故使用 不久后，在锥坡土侧压力的作用下，裙墙即向前倾 斜，甚至坍塌；严重的连同基础一起向前滑动。 有的设计人员为了缩短桥台侧墙的长度，将裙墙 设计得比较高，高达2 m一3 m甚至更高。而墙背土 压力与墙背填土高度的平方成正比，裙墙越高，其墙 背土压力增长得越快，裙墙的稳定性就越难以保证。 3．2 注意事项及对策 为了提高设计质量，防止裙墙病害的发生，在设 计裙墙时应注意如下事项。 (1)把裙墙视为重要的承重结构，计算其墙背土 压力，并验算其抗倾、抗滑的稳定性，使其各项稳定 性满足规范要求。 (2)把基础置于冲刷线以下，并尽量置于较坚实 的持力层上，确保基础稳定。 (3)应尽量避免设计成高的裙墙，一般情况，露 出地面的高度最好不太于1．0 m。 4 锥 坡 4．1 病害分析 锥坡的病害大多是由于裙墙出现病害而引发产生 的，但也有的是由于锥坡本身的原因而导致锥坡体开 裂、滑落、倒蹋。锥坡在顺桥向多设计成一个 1：1的 仰坡，横桥向坡度与路基边坡相同。这样，顺桥向的 稳定性相对要差一些，在锥坡高度很大时就更不稳 定，容易引发病害的产生。锥坡体内一般填透水性好 的砂性土，但有的施工单位在施工过程中却往往忽略 了这一点，给锥坡的稳定留下了隐患。 4．2 注意事项及对策 根据锥坡病害产生的原因，在设计和施工中应注 意以下两点。 (1)避免设计成高度很大的锥坡；在高度很大时 把顺桥向坡度设计成 1：1、2—1：1．5。 (2)锥坡体内必须用透水性较好的砂性土或砂填 筑，填筑过程中应边用水冲边振捣，使锥坡体内填筑 密实。 总之，只要在设计和施工过程中对U型桥台的 病害有一个充分的了解，把好设计和施工这两个重要 环节，是可以减少以上这些常见病害和多发病害的。 维普资讯 http://www.cqvip.com