软土地区铁路桥梁墩台滑移病害整治技术研究
[12-11 16:58:43] 来源:http://www.tmgc8.com 铁路工程 阅读:3351次
Pz = ξKsγhH ( 1)
式中,ξ 为侧压力系数; Ks为竖向压力分布系数;γh为路基填土容重; H 为路基填土高。
4. 2 计算工况及分析
本次分析共采用了4 种计算工况,将所得计算结果与实际测量值进行对比,判断可能发生的最大影响因素。表4 为各计算工况组成情况,表5 为0 号台顶水平位移计算结果。
从表5 中看出,工况4 情况下,即不考虑地面下7. 5 m 范围内的约束作用时( 假定自由桩长L0 =7. 5 m) ,台顶位移达到74. 4 mm,与实测最大值77 mm比较接近,说明桩基持力层土体的约束作用极弱,是引起墩台位移较大变形的主要原因。计算结果还表明,此时桩身混凝土应力最大8. 7 MPa,钢筋应力最大148. 7 MPa,均在设计规范允许范围内,可以推断结构尚未出现大变形和损害。
根据上述实测及分析结果,可以初步判断本桥病害原因是由于地基软弱,在台背土推力或其他外界因素的作用下,原有土体的相对平衡失稳,导致河岸两侧土体向河中心处缓慢滑移,推动桥台及桥墩水平变形所致。因线路与河流斜交,故墩台同时发生纵向及横向位移。现场调查还表明,在新建桥梁施工前,既有线桥墩台已发生滑移,而新建桥施工时又扰动了周围土体,加剧了河道的滑移趋势。由于两桥相距较近,共处于一个整体的滑移带内,故新建桥梁也发生了墩台的滑移,应采用针对性的方法进行整体治理。www.tmgc8.com
5· 整治加固工程
5. 1 桥梁加固方案
对既有线、新建二线的桥墩基础均采用“纵向顶撑,横向限位”的加固原则,阻止其继续位移。同时采用顶推等方法,将已经产生滑移的墩台尽量复位,恢复原有梁缝,满足桥梁上部结构的伸缩功能要求。
具体做法是,加固桥梁基础结构和周边土体,固定墩台以防止其继续滑移; 对台后土体进行减载,减小水平推力,并通过顶推复位或结构整治,恢复梁缝,必要时采用链锯锯除桥台部分胸墙,满足列车运营时所需要的梁缝要求; 更换支座,保证结构受力正常及安全。对结构的加固方法,考虑了以下3 个设计方案。
方案一,墩台之间设置纵向水平系梁,在承台处形成强大的水平支撑,提高墩台的水平抗推刚度,效果最好,可有效阻止其继续滑移。
方案二,在原墩台基础上增加新桩,加大基础抗推刚度,抵抗水平位移。同时在桥台及桥墩靠近河心侧采用高压旋喷桩加固软土层,提高土体的侧向承载力。方案三,对桥位处河床进行高压旋喷桩地基加固,全桥范围内加固软土层,整体性改变软土地基的性质,阻止滑移的继续发展。
经比选,方案一具有效果明确、对建成桥墩的影响小、施工难度小以及工程投资较省等优越性,推荐采用。
5. 2 加固设计要点
( 1) 纵向顶撑
既有线桥、新建二线桥梁各墩台之间设置2 道100 cm × 100 cm 钢筋混凝土纵向水平系梁,保证各墩台之间不再发生相对位移,进而限制墩台的继续滑移。在系梁下设Φ80 cm 钢筋混凝土钻孔灌注桩,平衡系梁受力时可能产生的竖向上拔力。系梁之间加设100cm × 100 cm 钢筋混凝土横梁,保证共同受力,详见图3。
( 2) 横向限位
在既有桥3 号桥台、新建桥0 号桥台外侧设置钢筋混凝土承台,承台下为Φ100 cm 钻孔桩,限制可能继续发生的桥台横向位移。
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( 3) 台后应力释放
桥台后土体卸载、结构恢复就位过程中,可在台后施打2 排Φ60 cm 应力释放孔,孔间距1 m,按正方形布置。此项措施是为释放台后地基中的应力,帮助桥台复位。桥台复位后,在钻孔内填充轻质混凝土。
( 4) 桥墩包箍
增加既有桥桥墩截面,提高墩身横向刚度。采用桥墩植筋、并在原墩身包箍钢筋混凝土结构外层的方法,将桥墩直径加大至2.5 m。
( 5) 桥台补强
在桥台复位时,如果梁缝恢复达不到标准要求,则应锯除桥台部分胸墙,保证必须的梁缝,并根据受力要求在相关部位采用植筋、浇筑钢筋混凝土的方式进行结构补偿。
6 ·结语
( 1) 本桥墩台滑动方向基本指向河中心,位移较大,为典型的软土地区桥梁基础滑移病害,必须进行整治处理以确保列车运营安全。
( 2) 理论分析表明,墩台桩基持力层土体的约束作用极弱,是引起墩台位移变形病害的主要原因,外界施工干扰则进一步加剧了病害发展。分析计算时采用自由桩长的假定能够较好说明实际病害情况。
( 3) 提出的“纵向顶撑、横向限位”设计思路具有较强针对性,实施中采用了墩台之间设置水平系梁、桥台外侧设置横向限位桩、台后地基钻孔释放应力等整治和施工方法。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部. TB10002. 1—2005 铁路桥涵设计基本规范[S]. 北京中国铁道出版社,2005.
[2]中华人民共和国铁道部. 铁运函[2004]120 号铁路桥梁检定规范[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2004.
[3]铁道第三勘察设计院. 铁路工程设计技术手册·桥涵地基与基础[M]. 北京: 中国铁道出版社,2002.
[4]铁道第四勘察设计院. 铁路工程设计技术手册·桥梁墩台[M].北京: 中国铁道出版社,2007.www.tmgc8.com上一页 [1] [2] [3] 下一页
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