城市桥梁基础承载力验算分析

2021-09-10王云阳

交通科技与管理 2021年17期

王云阳

摘要：城市桥梁由于施工质量及管养问题在运营一段时间后可能存在一定沉降，长时间沉降及较大梁的沉降会影响结构安全性，因此需要对其进行加固。而加固的前提是对结构基础承载力进行详细且准确的计算。本文以一座城市桥梁为背景，分析了桥梁基础承载力的详细计算过程，可为类似工程提供依据。

关键词：城市桥梁;基础;承载力;沉降

0 前言

随着中国经济的发展，城市交通运输量逐年增加，城市桥梁承受运营越来越大，同时重载交通量所占比重也日趋增加。一方面随着桥梁服役时间的增加，桥梁设计时采用的荷载标准与目前所采用的标准及目前的实际荷载情况存在一定差异;另一方面，日益增加的重载交通也会加快桥梁的沉降速度。不同于公路桥梁，城市桥梁运营密度非常高，一旦发生过大沉降，将直接影响行车舒适度，更甚者将引起交通事故，事故带来的后果将不堪设想。并且，桥梁基础的维修、加固或者重建，将对现有交通造成严重影响，造成不良社会影响。

某多跨城市桥梁上部结构主要采用连续肋板、肋梁、箱型通道、T梁和V型刚构等结构形式，墩台结构形式主要采用双柱式及薄壁式桥墩、薄壁式或肋板式桥台，基础结构形式主要采用扩大基础、预制管桩基础和钻/挖孔灌注桩基础。

据桥梁检测单位多年观察，部分桥墩出现不同程度的沉降，为保证结构安全性和行车舒适性，有必要对相关桥梁进行验算。

1 桩基计算原则及方法

1.1 桩身质量状况

（1）桩身基本完整：不对承载力进行折减;

（2）一般缺陷：认为不影响承载，不对承载力进行折减，清底系数m0取《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）高值0.7;

（3）桩头缺陷：验算中不对承载力进行折减，后面再按需做加固处理;

（4）桩底质量差：按缺陷程度对桩底承载力进行10%～30%的折减，清底系数m0取《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）中间值0.5。

1.2 入岩情况

（1）微风化岩层：按端承桩进行验算;

（2）中风化岩层：按摩擦桩和端承桩分别进行验算;

（3）强、全风化岩层及其他土砂层：按摩擦桩进行验算。

2 桥梁概况

某桥梁桥跨组合为（6×16+20）+（25+42+25）+（20+6×16）m，桥梁全长329.44 m，共17跨。上部构造为钢筋砼T型梁和V型刚构结构形式;墩台结构形式为方柱式和V型桥墩和墙式桥台，基础为Φ550 mm的预应力管桩。该桥的墩台编号为1～18，共18个墩台，其中该匝道桥1#和18#为桥台。

2.1 （25+42+25）m V型刚构主墩承台恒载计算

6.1×7.7×2×26=2442.4 kN。

2.2 V型刚构主墩最大桩顶力计算

承台底面单桩竖向力设计值按照下列公式进行计算：

其中：为第i根桩的单桩竖向力设计值（kN）;为由承台底面以上的作用产生的竖向力组合设计值（kN）;为由承台底面以上的作用绕通过桩群形心的y轴的弯矩组合设计值（kN*m）;为由承台底面以上的作用绕通过桩群形心的x轴的弯矩组合设计值（kN*m）;n为承台下面桩的总根数;、分别为第i根桩中心至y轴、x轴的距离。

通过上式计算，可得桥墩的最大桩顶力为695.2 kN。

2.3 16 m、20 mT梁上部结构恒载标准值计算如下

3 结论

综合分析该桥的桥墩状况调查报告、地质勘察资料、桩基检测资料和竣工资料等内容，按照第一节所述原则及方法对本桥桩基础进行验算，根据验算结果及检测报告对所出现病害进行分析，并提出较合理的处理方案。

在未采取加固措施前，要加强对桥墩基础的沉降监测，若发现有明显沉降的基础，应及时进行加固处理。

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