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软土地质条件下桥梁病害分析及预防措施探讨

时间:2018-05-25 10:35来源:未知 作者:admin 点击:

   [摘要]土壤的稳定性是决定着工程建设的难易程度的重要因素,解决不稳定土壤引发的工程问题已经成为了当今工程建设不可忽视的重要课题之一。然而,软土基于自身不稳定的特点,给当今的建筑工程,尤其是桥梁施工和保修带来了很多不便。本文在阐述软桥梁病害的同时,切实分析了导致这些问题的原因,并结合桥梁实际重点介绍了有效的预防对策。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-5029929.htm
  [关键字]软土 桥梁病害 预防方案 
 
  随着新材料和新型施工技术的出现,我国的桥梁建设水平也在不断更新和完善,同时,降低桥梁建设危害的措施,也在也这一形势下引起了社会的广泛关注。这无疑对了解我国桥梁现状和不足,从而有效预防,进而保证桥梁质量和防止安全事故的产生具有重要意义。然而,基于软土容易变形和承受能力较小的特点,再加上工程的实际操作与设计之间存在着误差,就给实际的桥梁防御问题带来了困难。我们从桥梁的实际病害出发,研究出真正的防御对策成为了当务之急。 
  1 病害表现 
  虽然不稳定的水文和地质条件以及桥梁不够发达的施工技术往往会导致桥梁病害。然而,很大一部分的桥梁结构问题却是由地基下降和土体在水平方向上变形而引发的,其中,对于建筑在软土上的桥梁而言,病害中受影响最大的是桥台和桥墩。桥梁的桥台受软土影响,在土体移动时往往会出现桥台前方的锥坡破裂现象,有甚者,更会损坏桥台侧边的墙体,使墙面和墙体内部产生开裂,这就为桥梁稳定带来了威胁。此外,在软土的移动和其自身的强度较小的局限条件下,桥墩也会随之出现裂缝,墩身会随着土体的流动有所偏移,这就给桥梁安全带来了巨大的隐患。 
  2 原因分析 
  2.1 设计影响 
  受软土环境限制,桥梁的书面设计和现实操作情况之间存在着一定的差距。 
  在计算上,“m”计算方法一直普遍应用于桥梁的桩基运算,但不通用于软土环境。首先,“m”方法认定土体的整体都是弹性的,这样地基在地面的反力系数就是0,地下土质则按m:1进行变化,从而通过系数表示土质。但是对软土而言,m在6到12之间(单位是毫米)的水平方向移动取值,小于桥梁误差范围,而且软土的实际强度和密度也与一般土壤的实际弹性存在差异,从而当桥梁移动范围过大时,就无法使用这种计算方式。其次,“m”方法以ah=4的方式计算桥桩长度,从而片理论化的决定了桥桩的弯矩及其弯矩零点。如果不结合软土自身强度和桥梁受力情况计算桩长,就会因为弯矩的错误定位而不能合理配筋,而导致桥梁病害发生。 
  在软土的负载上,软土基于自身容易变形的特点,会承受更多附加力。比如,桥梁建设中给桥台的后方添加土壤就会导致整个桥梁后部负载加重,进而引发桥桩软土下沉从而摩擦并产生阻力,有甚者,还会引发土体侧面变形,直接会把地基处的土壤挤压出来,这就给桩基带来水平方向的压力,造成桥梁基础和基本材料的损坏。 
  2.2 施工影响 
  在附加力方面,软土会因为自身压缩特点而发生横向和竖向的压缩形变,这就会对处于其内部的桥基产生作用力。如果不注重预先处理软土地基问题,就会给桥梁桩基带来阻力和水平压力问题,超越极限时就会导致桥梁断桩,而造成损失。在承载力方面,桥梁的钻孔灌注技术会破坏软土结构,同时,减小了桩基附近的压强,在具体施工引发的土体移动环境下,根基的承载力就会下降。又因为桩基的承载力需要长期积累,所以在短期的施工条件下,如果不采取措施,桥基的实际承受能力就会面临很大威胁,容易引发灾害。 
  2.3 环境影响 
  当对桥台侧面堆积荷载的时候,基于软土容易移动和强度小的特点,桥台四周的实际环境也中的荷载也会压迫桥位周围的土体和下方的软土,这就容易引发土体在桥梁纵向上的变形。此外,桥台的单面堆积荷载和两边不平衡环境,还导致土体在横向上发生形变,进而使得横向的推力压迫桩基而使其偏位。其中,桥梁超载也是引发土体形变的重要因素。 
  3 预防措施 
  首先,在桥梁长度的控制上,一方面为避开软土,桥身建筑要尽量够长从而使桥台远离陡峭的河岸和边坡。这样与靠近河岸的短桥相比,长桥在前台就拥有更大的土体承受能力,从而更好地帮助后台反向压好护道,进而为后台的填土工作做好保障,这样就有效减轻了土体变形对桩基的压迫,保证了桥梁稳定。 
  其次,在具体操作当中上,对于软基问题,可以在桥台、靠近桥台的各个桥墩或是陡坡上,根据各地软土的实际情况,和软土厚度、密度、压强来加以加固和清楚,从而改善桥梁环境,消除软土压力问题。对于桥台结构,要采用承受荷载压力强的高质量桥台。其中裙桩的基础性肋式桥台因为水平抗推力效果很好,能够承载较强的水平荷载,是软土环境下的不错选择。在根基上,不仅要控制好桩基承载力,还要控制好桩基的弯矩,两者都要多扩大误差范围,不得减少配筋数量,也不能安装素混凝土的桩基。 
  再次,在结构的设计上,桩基的计算要同时考虑到受力问题和实际的软土特点,用整体性的方法来同时分析环境和土壤给桩基带来的压力,从而使计算更准确。当形变水平突破“m”方法的控制范围时,要实际测量此时的土地抵抗系数“m”,进而计算出合理的弯矩及其零点,从而得出实际要配备的钢筋数量。此外,在进行方案设计的过程中,还要考虑到施工的偏差问题,从而控制好技术误差,使得施工和实际方案相适应,进而使得灾害不会因为人为操作违背设计而发生。这就要做好地质分析,和相应的施工安排,从而保证设计效果很好地表现出来。同时,也要提前做好相应的运营计划,桥梁建设完毕时,就要标示出桥梁的实际承载能力,严格控制好车辆的通行,以防止超载给桥梁带来的众多压力和裂缝问题。还要设置专门的管理人员,及时监管在桥梁附近的挖土现象,进而杜绝危险。 
  总之,虽然软土对桥梁建设和安全带来了众多威胁和挑战,我们在正视这些问题的同时,更应该立足高远,有效预防,为我国桥梁事业做出贡献。 
  参考文献 
  [1]李玲.浅谈软土地质条件下桥梁病害的预防措施[J].科技资讯.2011(11):99. 
  [2]李清海.关于软土地基桥台的病害分析与预防措施[J].科技风.2009(11):97. 
  [3]赵俭.论桥梁病害的主要形式及形成机理[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(02):200.

       原文地址:http://www.xzbu.com/1/view-5029929.htm

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