巫殷富

摘要：本文根据施工案例，分析南北大涌中桥支座脱空的原因及探讨支座脱空处理方案。

关键词：桥梁设计原因分析处理方案

Abstract: this paper according to the construction case, analyzes the north and south gushing support the cause and the void medium-sized Bridges discusses void bearing deal.

Key words: analysis of the causes of bridge design scheme

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

南北大涌中桥位于轻工路立交桥两侧辅道与南北大涌相交处，跨径组合为10+16+10m，右偏角为102.4°，按左右两幅设置，左右两幅桥宽皆为14.00m。桥面布置为6.0m（人行道）+7.50m（行车道）+0.50m（防撞墙）=14.00m。设计荷载等级为公路-I级 ，按双幅设计，双向4车道单幅桥宽度：6m(人行道)+7.50m(行车道)+0.5m(防撞栏)=14.00m

2 桥梁设计概述

该桥下部结构采用桩柱式桥墩、墩梁固接，墩柱为1.2m(横桥向)×0.6m（顺桥向）方柱，桥墩采用Φ130cm钻孔灌注桩，桩柱之间转接承台厚1.50m。桥台采用桩接盖梁桥台,台帽厚120cm，宽120cm，基础采用钻孔灌注桩，桩直径Φ100cm。桩基础皆按嵌岩桩设计。

上部结构为无梁板结构，采用C50砼，跨中及端部梁高40cm，墩顶梁高90cm。无梁板在与禅西大道人行道相接端做成异型块，异型块厚25cm，与无梁板整体浇筑，异形块左幅最大挑出宽度为6.143m，右幅最大挑出宽度2.253m。

该桥采用满堂支架现浇施工。纵向钢束采用33束13Φs15.2钢绞线通长配置，锚下张拉控制应力σcon=1339MPa，中横梁采用6束15Φs15.2钢绞线，张拉控制应力σcon=1395MPa，预应力钢束采用双控张拉，以张拉力控制为主。

3 现场情况及原因分析

施工单位在2011年4月下旬即对南北大涌中桥左幅纵向钢束进行张拉，在钢束张拉完毕拆除支架后，施工单位发现0#桥台及3#桥台均有支座脱空现象，于是通知我公司设计人员。得知消息后，我公司立即组织桥梁技术人员到施工现场调查情况。

经过现场实地调查，发现南北大涌中桥左半幅桥0#桥台及3#桥台支座均有脱空现象，且0#桥台支座脱空较3#桥台支座脱空大， 0#桥台右侧脱空最大值达到2.9cm，往左侧依次减少，边上异型块处支座未脱空，3#桥台支座最大脱空值在0.5cm―1.0cm之间。

图4-20#桥台支座脱空现象图4-3 3#桥台支座脱空现象

通过对桥下无梁板梁底的调查，发现梁底及梁底与桥墩交接处结构良好，未见开裂，亦未观测到裂缝。初步判断为纵向钢束配置偏大，至支座出现负反力从而将梁端拉起。现场认为梁体结构未受损，可对支座采取锚固措施防止梁端上挠继续发展。初步拟定在桥台台帽处植入锚固钢筋，与梁体纵向钢筋搭接，后浇筑封锚砼以防止梁端上挠变大，同时在支座底部垫钢片，以填充支座与垫石之间的空隙，防止桥梁运营后车辆加载使得梁端上下移动对梁体产生疲劳破 坏。对现场调查完毕之后，我公司立即组织内部技术人员对该桥梁端上挠的现象进行认真研究分析，分析结果如下：

（1）上部梁体在运营状态下能够正常使用

通过对该桥的计算模型进行分析，发现桥梁在作用短期组合及作用长期组合下，梁体均未出现拉应力，梁体能满足全预应力构件的要求，即该梁在运营状态下能够正常使用。

上部结构采用桥梁博士3.2建模计算，计算结果如下：

圖4-6 作用长期组合效应正应力

在该组合下，桥梁纵向未出现拉应力，满足规范要求。

图4-7 作用短期组合效应正应力图

在该组合下，桥梁纵向未出现拉应力，满足规范要求。

（2）在梁体张拉钢束完毕后支座出现负反力是支座脱空的原因

通过对该桥施工阶段模型进行分析，发现在钢束张拉完毕后，两桥台支反力皆为-442KN,如桥台支座选用拉力支座则不会出现支座脱空现象。现选用普通板式橡胶支座，未能竖向固定梁端，导致端部上挠。但上挠后梁体并未出现裂缝等影响梁体正常使用的现象。

（3）锐角处的混凝土刚度比钝角处的小及左侧6.143m宽的异型块的自重是0#桥台左右两侧支座脱空值有差别的原因

锐角处的混凝土刚度比钝角处的小,使得锐角处向上上挠使得右侧上挠较左侧大，且0#桥台左侧无梁板与禅西大道相接处设有6.143m宽的异型块，异型块与无梁板整体现浇，无梁板左右两侧不平衡自重因而左侧上挠小，而有异型块侧由于未张拉钢束，支座未出现脱空现象 。

（4）由于施工时波纹管放样与设计有差别，浇筑砼时引起波纹管走位、预应力张拉不均匀,放张不对称,都有可能导致梁体受力与设计计算有偏差,这些都是梁端上挠产生的原因。

（5）缺乏足够时间的混凝土徐变、桥面整体化不及时等,都会导致梁体现浇后增大梁体拱度,从而导致支座脱空。

为慎重起见，我公司对梁体的上挠继续观察，看后续发展对梁体有无影响，上挠变形是否增加。

经过数日观察，观察到梁端上挠并未继续发展，梁体趋于稳定状态，更加证实了当初梁体未受损的判断。

4 支座脱空处理方案

综合以上分析结果，经过我院专业技术人员的探讨，我公司于2011年5月9日正式向业主单位提交了处理方案，处理方案如下：

（1）对还未浇筑上部梁体的右半幅桥，对钢束进行优化设计。

后经过优化配束计算，纵向钢束依然按13Φs15.2配置，通长钢束只要14束，其余4束及6束在边跨分批折断，即可满足强度及应力要求，且支座未出现拉

力。单幅桥纵向钢束为11.261t，较原设计17.5t减少了6.24t。

（2）对已经产生梁体上挠的左半幅桥，拟采用直径为25mm的HRB335钢筋制作锚栓，锚栓下端植入桥台台帽，锚栓上端伸入无梁板内与板内钢筋焊接，限制梁体继续向上移动，在支座与垫石之间采用钢板塞紧，其余小缝隙采用支座胶灌注。施工单位按该方法处理后，支座未再出现脱空现象，达到了预期效果。

5 结束语

通过这次工程案例，告诫我们设计人员设计时要严谨、认真，不宜因为设计时间紧迫等其它原因，忽略了设计质量的控制。