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摘要：考虑到现阶段越来越多曲线桥梁出现横桥向偏位病害，存在落梁风险，威胁桥梁安全。本文对曲线桥梁横向位移的产生因素进行分析，并结合两个工程实例，根据桥梁实际受力状态及病害情况，分析桥梁梁体发生横向偏位的原因，并提出采用顶升纠偏的处治措施，为防止纠偏后梁体再次出现横向偏位，纠偏完成后，对梁体设置永久限位装置。同时，考虑到我国多数已建桥梁运营年限较长，部分桥梁存在梁体偏位的安全隐患，呼吁加强对桥梁定期检测，对病害早发现早处治，提高桥梁耐久性，保证桥梁运营安全。
关键字：梁体偏位 曲线桥梁 离心力 支座设置
1 引言
随着我国交通事业的不断发展，车流量的不断增加，越来越多的桥梁出现不同程度的病害情况，根据桥梁桥型、设计、施工及运营情况的不同，病害情况各不相同，其中梁体偏位为典型的病害之一。
根据桥梁受力特点，梁体偏位病害主要出现在弯桥、斜桥等曲线或桥头设有弯道的桥梁中，受到车辆偏载、超载、超车、离心力及温度、混凝土收缩等荷载作用，在长期运营下，由于设计横向力考虑不足、支座设置不合理或失效等原因，导致桥梁梁体出现偏位。本文以两种桥型的工程实例，结合病害情况，分析桥梁梁体偏位的病害成因，并提出针对性的纠偏处治方案。
2 曲线桥梁横桥向变形的产生因素
使曲线桥梁产生横桥向变形的因素有很多，本文主要从力的作用形式上（即外力作用及桥梁自身内力作用）及支座设置3个方面分析桥梁横向变形产生的原因，而实际桥梁出现横向变形的原因并不是单一的，而是多种因素的组合效应。
1）外力作用下梁体横桥向变形
外力作用主要指汽车偏载、超载、离心力、超车、刹车、变速、温度等荷载对桥梁的作用，其中离心力使曲线桥梁受到沿曲线半径方向的作用力，引起梁体产生垂直于桥梁轴线的横桥向位移，车辆超载、偏载放大了这一效应，有研究表明小半径独柱式弯桥横向位移对车辆外偏载、超载极其敏感，且随着时间横向位移效应累积【1】；超车、刹车、变速等根据车速不同、曲线桥梁曲线半径不同等，会使梁体受到不同程度的横向分力作用，其中当车辆超车与其离心力叠加时，极易引起梁体外移【2】；温度作用属于弧线膨胀性质的位移，它只涉及到曲率半径的变化，而圆心角不发生改变，即使桥梁出现沿桥梁轴线的顺桥向及垂直桥梁轴向的横桥向位移，对多跨连续曲线梁桥，温度荷载对横向位移效应明显【3】。
2）曲线桥梁自身效应下梁体横桥向变形
曲线桥梁由于自身混凝土收缩会引起梁体出现收缩性质的位移，此类位移与温度荷载作用下位移形式相同。
3）支座设置不合理导致梁体的横桥向变形
曲线梁桥的支座布置对结构的受力及车辆的正常行驶均有较大影响，合理的支座布置可使其有效的承受由自重和活载偏载等因素所产生的组合扭矩作用，降低温度对曲线桥梁横向位移的影响【3】。
3 工程实例一：桥头设有弯道的T构+挂梁
某桥位于韶关市仁化县G106线上，桥梁上部结构为T形刚构，第1~2跨挂梁为17m预制T梁，第3跨挂梁为10m现浇空心板，下部结构为空心矩形墩、重力式桥台。其中在17m预制T梁侧（桥台侧）桥头处为弯道下坡段。
3.1主要病害概述
1）该桥经过20多年运营，在2017年发现弯道侧第一跨挂梁上部防撞栏在伸缩缝位置有错台现象，各个T梁也存在不同程度的外倾，如图3.1-1所示：
3.2 主要病害成因
根据病害情况，分析第一跨梁体偏位扭转的主要原因为桥台侧处于线路弯道下坡段，当通行车辆偏载、超载或超速通过桥头弯道时，行驶车辆离心力作用，使得梁体受到外推力，形成梁体顶板横向力，桥台侧T梁支座为四氟滑板支座，对梁体横向位移限制能力有限，在较大横向力作用下，梁体发生外倾位移，随着时间的累积，位移不断增加。
3.3纠偏处治方案
为恢复挂梁位置，限制挂梁进一步偏移，保证挂梁的受力性能，避免与锚头钢板的挤压，防止锚头破坏，减小行车异响，本次对第一跨偏位挂梁提出纠偏方案如下：
1）在第一跨边挂梁内侧、中梁两侧牛腿上，灌注法粘贴钢板，钢板上部焊接H型钢，通过螺栓与牛腿连接，中间设置4道肋板，栓接钢板与H型钢组成纠偏装置，如图3.3-1所示。
2）在横隔板底布置千斤顶，进行梁体的竖向同步整体顶升，顶升后在横隔板板底放置临时钢垫块，垫块上方放置四氟滑板，支撑顶升后梁体；以垫块四氟滑板作为滑道，利用纠偏装置对梁体横向顶推，对第一跨挂梁梁体进行横向纠偏；纠偏完成后，再次采用千斤顶对梁底竖向同步顶升，撤掉临时垫块及四氟滑板，将梁体放回至支座上。
3）纠偏完成后，在纠偏装置上焊接永久限位装置，限制挂梁横向偏位，如图3.3-2~图3.3-3所示。
4 工程实例二：现浇连续箱梁匝道桥
某立交工程位于杭州市“两纵两横”城市快速路主干道中两个主干道的交叉口。立交形式为四层完全互通立交，全桥主要包括南北线主桥及A、B、C、D、E、F、G、H八条匝道，其中B匝道上部结构为钢筋混凝土及预应力混凝土连续箱梁，匝道与主线相交处采用牛腿形式相连，采用盆式支座。
4.1主要病害概述
该桥经过多年运营，于2009年检测过程中，发现B匝道桥15号墩处梁体严重错位，四氟板被挤出、错位，个别支座有脱空病害，如图4.1-1所示。
4.2 主要病害成因
针对该立交中匝道桥存在梁体偏位、支座四氟板挤出、错位、支座脱空等病害，结合桥梁实际情况，分析主要原因为在车辆超载、超速、离心力及温度荷载等作用下，梁体发生横向变形，由于支座选择及安装质量不佳，导致支座的变形能力下降，使梁体变形不协调，在桥梁的长期运营累积下，梁体与支座相互抵抗，梁体偏位逐渐增加，支座在梁体偏位的不断作用下出现错位、脱空等病害。
4.3纠偏处治方案
为限制梁体的进一步偏位，防止落梁，对B匝道桥进行纠偏处理，方案如下：
1）在15号墩盖梁上布置千斤顶，进行梁体的竖向同步整体顶升；在桥墩两侧设置钢结构牛腿，设置横向纠偏千斤顶，钢结构牛腿通过植栓固定在桥墩上，将千斤顶固定于钢牛腿上，进行梁体横向纠偏，如图4.3-1所示。
2）整体同步顶升B匝道15号～18号主梁，将主梁顶升至设计高度后放置于临时钢垫块之上，根据支座病害程度将钢盆除锈或者更换新的盆式支座。将主梁梁体整体同步落在滑道上临时支撑。
3）在主梁偏位一侧用水平千斤顶将梁体横向纠偏移位,纠偏分级进行，使其恢复到设计位置，全程进行监测。将梁体水平移位到设计位置后，将维修好或新的支座安装到墩顶原位置。
4）支座安装完成后，整体同步落放梁体，使梁体重量整体同步落在支座上。拆除顶升及纠偏支架，保留横向纠偏牛腿，作为永久限位结构，如图4.3-2所示。
5 结语
根据以上两个工程实例，对于不同形式桥梁的梁体偏位，结合实际受力情况，分析梁体横向偏位的原因主要为在各种荷载产生的横向力作用下，梁体发生横向位移，在长期运营下，支座安装不合理及支座本身性能的下降，导致梁体横向变形难以释放及恢复，并不断发展，出现横向偏位。
针对梁体横向偏位病害，为防止落梁等情况的发生，应立即对梁体进行纠偏处置，同时为限制横向偏位的发展，纠偏后应做好限位，保证结构安全，纠偏的施工工艺主要流程为：施工准备→偏位情况复核→顶升及纠偏装置设置→解除约束→整体同步顶升→临时支撑→横向纠偏→永久限位装置设置及防腐→检查验收。
随着我国已建桥梁运营年限的增加，梁体偏位病害日益增多，应加强桥梁检测，及时发现病害并进行针对性的处治，以保证桥梁运营安全。
参考文献
[1]于玲，李厚萱，包龙生，小半径独墩式弯桥梁体偏移原因分析及纠编处理[J]，中外公路，2015,35（5）:130-134.
[2]唐云伟，郑宏伟等，曲线桥梁横向力作用系数的研究 [J]，桥梁建设，2015,45（1）:51-55.
【3】曾国梁，冯威等，多孔连续曲线梁桥偏位成因分析及同步纠偏技术[J]，桥隧工程，2015,5（总第125期）:258-259.
论文作者:袁媛1, 李庆择2
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
标签：桥梁论文; 支座论文; 横向论文; 病害论文; 位移论文; 曲线论文; 匝道论文; 《工程管理前沿》2019年第05期论文;