庄柏舟 余海燕 张笑尘 李 磊 马卫建 莫健桐

(东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

车撞后人行天桥检测分析与维修加固

庄柏舟 余海燕 张笑尘 李 磊 马卫建 莫健桐

(东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

以哈尔滨一座人行天桥受撞为例，对其撞后进行了桥梁检测，并依据检测结果对天桥各项病害进行了成因分析，针对桥梁具体病害，提出了天桥加固维修方案，为同类桥梁的维修加固提供参考和依据。

车辆撞击，人行天桥，成因，加固措施

近年来，随着城市交通量的增大，为保证行人的通行安全，城市出现越来越多的跨线钢箱人行天桥。城市快环车流量大且车速快，人行天桥有可能受到车辆的撞击而导致整体垮塌。此类事故的发生，除了造成人员伤亡和巨大的直接经济损失外，由交通线路被阻断所带来的间接经济损失更是难以估量。因此，对人行天桥受撞后进行检测分析，并依据检测结果进行加固设计，已得到越来越多的关注[1]。

本文对哈尔滨一座人行天桥受撞后进行检测，分析其病害成因，依据桥梁病害和防撞防护需求进行加固设计，为同类桥梁的加固设计提供参考。

1 工程概况

哈尔滨市某人行天桥，桥跨布置为三跨双悬臂连续钢箱梁，跨径布置为33.50 m+12.00 m+33.50 m，桥面总宽4.0 m，桥面净宽为3.7 m；桥梯为连续钢箱梁结构，宽为2.50 m；下部桥墩采用直径700 mm，400 mm的Q235钢管内浇C30微膨胀混凝土柱结构。墩下设承台，采用钻孔灌注桩基础，桥梯落地基础采用扩大基础。该桥的一侧边跨主梁受到一辆15 t的大型超高货车猛烈撞击，撞击部位距离第一跨梁端约为8 m～12 m处。主梁受撞部位示意图如图1所示。

2 病害类型

2.1 主梁位移

天桥主梁发生较大位移，主梁经过撞击之后线形与原主梁线形基本一致，J1号墩、J2号墩、J3号墩均沿长江路方向发生偏移，偏移量分别为105 mm，33 mm，8 mm，J4号墩沿公滨路方向发生偏移，偏移量为13 mm，因此已不满足正常使用要求。桥面中线偏位情况如图2所示。

2.2 桥梯钢梁外观

天桥在建成厂方向侧两桥梯均产生不同程度的移位；其中公滨路方向侧桥梯钢箱梁局部开焊，并且有水渗出，表明由于长期使用钢箱梁内部已存有积水；另外，桥梯钢箱梁表面锈蚀严重，已经影响桥梁的安全和正常使用。

2.3 桥梯钢梁位移

天桥在建成厂侧长江路方向即J6墩所对应的梯道移位较大，桥梯沿长江路方向移位28 cm，沿建成厂方向上部移位35 cm，不满足设计使用要求，桥梯偏移如图3所示。

2.4 桥面系

主梁受撞击之后，第一跨桥面步道板距离建成厂方向梁端约12 m处凸起；全桥大部分桥面步道板均已破损；主梁两侧栏杆已破损；建成厂侧公滨路方向桥梯与主梁连接处步道板已全部松动；建成厂侧长江路方向桥梯与主梁连接处步道板由于受到撞击力作用而发生翘曲，如图4所示。

2.5 桥墩倾斜

在桥墩墩身横桥向和纵桥向分别布置测点，采用垂线法和全站仪分别对墩柱垂直度进行测量，且取其平均值作为桥墩最终倾斜量。经检测桥墩发生明显倾斜，天桥J1～J8桥墩斜度为0 mm～78 mm。具体见表1。

由表1可知：J1，J4，J5，J7满足JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准中斜度小于0.3%H且不大于20 mm的规定，J2，J3，J6，J8不满足JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准中的规定，墩身有偏移现象，且墩J2,J3横桥向偏移量较大，倾斜度分别为78 mm，45 mm，远远超过规范规定值。

表1 各墩柱倾斜值测量结果

2.6 支座

天桥全桥支座破损严重，支座存在偏移和剪切变形现象，如图5，图6所示。发生最大偏移为J1墩处长江路方向支座，向长江路方向偏移量为105 mm；发生最大剪切变形为J8墩处支座，最大剪切变形量为25 mm，已不能满足设计要求。

3 主要病害成因分析

3.1 梁体位移成因分析

造成梁体位移主要原因为桥梁设计防撞能力不足以抵抗桥梁撞击，初始由于支座的约束作用只造成主梁局部内凹变形、开焊，随着撞击力的加大和时间的延长，主梁发生整体位移。

3.2 支座破坏成因分析

支座受水平力作用，在主梁的横向带动下使支座在整个平面内受到很大的剪切力，使得支座发生一定的剪切变形以及偏移，梯道也随之发生偏移。

3.3 梯道位移成因分析

桥梯移位主要是因为受水平力作用，使得桥梯整体发生偏移，其中桥梯上部直接受到水平力作用，产生位移较大，桥梯底部由于受到地面摩擦力的作用使得其位移要略小于上部桥梯。

3.4 桥墩倾斜成因分析

桥墩倾斜原因分析：由现场测量可以看出，J2与J3号墩的倾斜度较大，其墩顶支座形式均为固定支座，在受撞击力后，由于固定支座的作用将主梁与J2号，J3号墩之间几乎形成整体连接，所以J2墩与J3墩同样会受到很大的水平力作用，使得墩身发生倾斜。

3.5 桥面系破坏等其他病害成因分析

桥面在撞击力的作用下发生翘曲，使火烧板局部破损和松动。另外由于桥梁养护不及时，使钢构件产生锈蚀和积水。

4 加固维修措施

4.1 桥墩及承台基础加固

对2号，3号倾斜桥墩采用外包20 mm厚钢板并浇筑膨胀混凝土的方法进行纠偏处理，承台基础外包钢筋混凝土加固，其详细加固图如图7所示。

在施工扩大承台基础时需在原承台上植入钢筋，钢筋植入深度为15 cm，并对新老混凝土连接处对老混凝土进行凿毛、清理表面处理；在外包钢护筒时，每一阶段的施工对钢护筒的竖直度必须进行严格控制；浇筑膨胀混凝土时注意振捣[2]。

4.2 主梁复位及更换支座

对于受损支座，采用同步顶升技术(全桥同时顶升)拆除原桥所有支座，更换为新支座；施工单位根据现场实测的主梁下缘到盖梁上缘之间的支座加上下钢板总高度墩顶(盖梁顶)的高差确定支座高度，来进行支座更换，支座总高度不足位置用钢板找平，支座总高度过大处采用磨平墩柱顶混凝土的方法找平，保证桥面高程与原桥面高程相符。

顶升装置布置如图8所示，采取先全桥复位再更换支座的施工顺序，具体施工流程如下[3]：

1)搭设钢管脚手架施工平台；2)在桥墩墩顶往下2.5 m处粘贴三层碳纤维布以起到防滑的作用，在碳纤维布上架设钢抱箍，钢抱箍上同时设有竖直反力架、水平反力架和工作平台；3)将同步顶升千斤顶和水平复位千斤顶置于反力架位置上；4)同步顶升→塞入四氟乙烯板→千斤顶回油梁体复位→复位完成后，顶升→撤出四氟乙烯板→更换支座→落梁。

4.3 其他维修措施

1)对全桥焊缝开裂处，凿出表面焊渣后进行补焊；2)将钢箱梁锈蚀处进行除锈处理；全桥钢箱梁底板进行防腐涂装；3)更换主梁受撞击处外包装饰钢板；4)凿除破损桥面铺装，重新进行铺装。

5 结语

近年来车辆撞击桥梁的事故时有发生，尤其是跨线桥，已对人们的财产和生命安全造成极大的影响[4]。本文以哈尔滨一座人行天桥被撞事故为例，对其进行桥梁检测和维修加固，得出以下结论：1)钢箱人行天桥主梁被撞过程中主梁和桥墩最容易发生位移，进而引起其他构件的损坏，因此设计时应尽量加强主梁和桥墩的横向刚度，减少损害；2)本桥支座在防落梁过程中起着至关重要的作用，因为支座对主梁的约束作用，从而减少主梁的横向位移，避免因落梁造成更大的损伤，防撞设计时应着重考虑支座的作用；3)针对桥梁被撞后的病害成因进行了多方面分析，并针对相应的病害提出维修加固措施，为同类桥梁的维修加固提供参考和依据。

[1] 毕晨华.桥梁被车辆撞击损伤后的承载力研究及损伤评估[D].重庆：重庆交通大学,2012.

[2] 谌洁君,龚建斌.外包混凝土加固受弯构件抗弯承载力计算方法[J].中外公路,2011(4):134-138.

[3] 卢伟荣,刘世忠,张瑞杰,等.连续梁桥更换支座顶升施工控制[J].公路,2012(6):80-86.

[4] 裴小吟.城市桥梁被车辆撞击后检测评估体系研究[D].重庆：重庆交通大学,2011.

Tests analyze and maintenance of pedestrian bridge after hit by vehicle

Zhuang Bozhou Yu Haiyan Zhang Xiaochen Li Lei Ma Weijian Mo Jiantong

(NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

This article takes Harbin a pedestrian bridge to be bumped as an example, and test the bridge after it was bumped, and analyze the various diseases of bridge formation on the basis of test results. In view of the bridge specific diseases, and put forward bridge strengthening scheme, provide reference and basis for maintenance of similar bridges.

impact of the vehicle， pedestrian bridge， the formation of factors， reinforcing measures

1009-6825(2015)02-0172-03

2014-11-03

庄柏舟(1995- )，男，在读本科生; 余海燕(1992- )，女，在读硕士; 张笑尘(1995- )，男，在读本科生; 李 磊(1991- )，男，在读本科生; 马卫建(1991- )，男，在读本科生; 莫健桐(1992- )，男，在读本科生

U445.7

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