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摘要：正确判断桥梁桥墩纵向偏移出现成因，是从根本上加固桥梁的重要措施之一。本文主要是通过举例多个连续性桥梁出现问题进行了对比分析，主要从各个桥梁在不同荷载量的作用下出现的位移变化进行数据统计，从而总结得出桥梁的纵向偏移与纵坡下自重分力、施工放样偏差、对应支座“锁死”现象均有密切关系。本文研究结果对于正确判断同类桥梁桥墩纵向偏移成因，设计适当的养护和加固措施具有重要的参考价值。
关键词：偏移；建立模型；施工放样；处理措施
Abstract: the correct judgment of bridge pier longitudinal offset origin, is one of the important measures to fundamentally reinforcement bridge. This paper is mainly through the example of a plurality of continuous bridge problems were analyzed, displacement changes mainly from each bridge under different load under the action of the statistical data, the vertical offset and longitudinal slope thus concluded that bridge under the weight of component, construction lofting error, corresponding support "lock" phenomenon has close relations. The results of this study for correct judgment of similar bridge pier longitudinal offset origin, design the proper maintenance and reinforcement measures have important reference value.
Keywords: offset; model; lofting; treatment measures
中图分类号：U448.21+5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、案例分析
（一）桥梁概况
列举如下：某一连续梁桥位于高速公路之上，桥梁左幅跨径组合为3×30.00m+4×30.00m+3×30.00m，右幅跨径组合为1×（3×30.00m）+2×（4×30.00m）。单幅桥桥面宽11.75m，单幅桥横向布置为：0.50m（防撞护栏）+10.75 m（车行道）+0.50m（防撞护栏）。
左右幅桥上部结构均为预应力混凝土简支转连续T 梁，梁高2.00m，马蹄宽0.40m，腹板宽0.20m，单幅桥横向布置5 片梁，主梁间设横隔梁。桥墩采用双柱式墩，桩基础；桥台除左幅10 号台采用桩基、重力式桥台外，其它均采用轻型桥台，桩基础。桥梁纵坡为-2.6%，横坡为±2%。该桥设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，于2009 年10 月建成通车。桥梁立面布置图及照片见图1.1-1.2
图1.1 某连续梁桥左幅立面布置图
图1.2 某连续梁桥立面照
（二）桥墩倾斜情况
该桥于2012 年11 月份由检测单位对其进行了详细的检测，在检测过程中发现桥梁部分桥墩出现严重纵向偏移，其中左幅3-1 向后偏移84.0mm、3-2 墩柱向后偏移了110.0mm。左幅4-1 号柱向前偏移40.9mm，4-2 号柱向前偏移101.0mm。桥墩偏位示意图如下所示：
图1.3 左幅3-1 号柱
图1.4 左幅3-2 号柱
图1.5 右幅4-1 号柱
图1.6 右幅4-2 号柱
二、模型的建立
为了对桥梁桥墩纵偏原因进行分析，采用专业结构计算软件MIDAS/Civil 对左幅第1 联和第2 联建立空间模型，考虑了永久作用荷载、汽车制动力、温度力等荷载，分析各种荷载作用下梁体变形情况，为推断和进一步分析病害原因提供理论依据。桥梁计算模型如下图所示。
图2.1 左幅第一联桥梁模型
图2.2 左幅第二联桥梁模型
三、桥墩纵偏原因分析
结合外观检测和专项检测结果，初步分析桥梁墩柱发生倾斜原因有以下三方面：
（1）纵坡下桥梁自重水平分力的影响；
（2）施工放样因素的影响；
（3）支座“锁死”对桥梁受力的影响。
（一）纵坡下自重水平分力的影响
桥梁特定纵坡下，自重（包含二期荷载及汽车自重）的水平分力对墩柱的影响与跨径布置（每联的跨数）、墩柱刚度、墩顶支座类型、固定支座布置位置及滑动支座正常工作有关。
通过对桥梁桥墩施加实际自重水平分力，得出桥梁3 号桥墩、4 号桥墩偏位计算结果如下图所示：
图3.1 3号桥墩自重分力作用下位移云图
图3.2 4号桥墩自重分力作用下位移云图
通过上图计算结果可知，在纵坡情况自重分力作用下，3、4号墩顶分别发生了-132.8mm 和72.6mm 的偏位，偏位方向与实际测量结果一致，说明纵坡状态下桥梁自重产生的水平分力，是造成桥墩纵偏的原因之一。
施工放样因素的影响
按照公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）的相关要求，墩柱轴线放样误差不大于10mm。经现场测量，此桥左幅第2跨~ 第4 跨的墩柱底部纵向间距见下表。
表3.1 某连续梁桥墩底间距测量结果
通过上表可以看出第4 跨3-1 号柱和4-1 号柱之间，实测间距较设计值小了80.2mm，远远大于规范限值10mm，即目前3、4 号桥墩的倾斜有可能是在施工过程中就已经形成部分偏移。
（三）支座“锁死”的影响
此桥在检测过程中发现左幅3 号桥墩和4 号桥墩均有支座卡死失效现象,而桥梁结构目前主要采用杆系单元进行有限元分析计算，对于桥梁支座，通常模拟为点支撑，对于盆式支座因安装问题出现较大斜度的，尚很难模拟清楚，因此只能定性进行分析推断，难以进行较精确的定量分析，本次运用计算弹性连接对盆式支座進行模拟，以初步了解车辆制动力和温度荷载作用下，支座“锁死”前后对桥墩位移的影响大小的变化情况经过对桥梁进行计算，桥梁1 号墩推力大于支座静摩阻力，现将支座产生的摩阻力作为节点荷载施加于主梁与墩顶，并对模型进行修正，得出桥梁支座“锁死”前后桥墩的位移情况如下图表所示：
图3.3 支座正常状态下第一联桥墩位移云图
图3.4 支座正常状态下第二联桥墩位移云图
图3.5 支座“锁死”状态下第一联桥墩位移云图168
图3.6 支座“锁死”状态下第二联桥墩位移云图
表3.2 支座“锁死”前后各桥墩位移结果对比表
通过以上分析可以看出，在支座“失效”前后，墩柱的偏移量有所增加，最大增加量为6.5mm，因此支座“失效”也可能是导致或加剧桥墩倾斜的原因之一。
四、處置措施
（一）桥墩纠偏方案
针对本桥桥梁桥墩的纵向偏移现象，应对桥墩进行纠偏处理，以保证桥梁的承载能力和安全性，处置措施及具体流程如下所示:
（二）桥墩纠偏实施步骤
（1）复测桥墩偏移量、确定纠偏复位量
由于检测时桥梁病害尚未稳定，在开始进行维修处治前应对桥梁所有桥墩的纵向偏移量（特别是需要纠偏的桥墩）进行复测，复测时至少采用两种不同的方式进行测量对比，以确定施工前桥墩的准确偏移量值，从而确定桥墩的纠偏量值，纠偏量即为桥梁墩柱偏移量。
（2）支架搭设
为便于施工操作，需在桥墩位置搭设施工脚手架。支架建议采用扣件式钢管支架，支架设计的具体尺寸可根据现场情况及施工荷载确定。
（3）安装反力架
为纠偏复位桥梁墩住，需要在桥梁墩帽合适位置安装反力架，通过千斤顶顶升反力架与横隔板对桥梁墩柱进行纠偏。反力架安装示意图如图4.2 所示。
（4）桥墩纠偏复位施工
根据需要在横隔板与反力架之间安装千斤顶，对千斤顶采用同步顶升系统进行控制。在墩柱纠偏复位前，应在纠偏桥墩底部安装应力检测设备，确保结构安全，并在复位施工过程中，应对桥墩底部，千斤顶安装的横隔板病害进行全程跟踪观测，发现意外情况，应立即停止复位，查明原因后方可继续复位工作。
同时，应在复位过程中不间断监测桥梁墩柱偏位量，发生意外情况应查明原因后方可继续复位工作。
（5）验收
当桥梁墩柱复位量与纠偏设计量值之间差值控制在5mm 以内，则可确定桥梁墩柱复位满足要求。
五、结语
本文通过某连续梁桥桥墩纵向偏移进行理论计算分析，得出纵坡下自重、施工放样偏差及部分支座“锁死”均会导致或加剧桥梁墩柱纵向偏移现象的产生。由于桥墩为桥梁下部结构主要受力构件，完全承载桥梁上部结构荷载，一旦发生破坏，将对桥梁产生严重影响。所以应桥墩偏移现象引起足够重视，本文针对桥墩偏移的原因及所处环境，制定了相应的处置措施，从而保证了桥梁安全正常的工作。
参考文献
[1]中交公路规划设计院.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[2]中交公路规划设计院.JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[3]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[4]林春秀；吕文龙；李承海.广州某桥梁桥墩倾斜事故分析及处理[J].广东土木与建筑，2010,2.
[5]高文君；许长城.某连续梁桥桥墩偏位处治和加固[J].公路交通技术，2012,6.
[6]杨延祥.桥墩倾斜处理一例[J].山西交通科技，2002.
[7]邱明晓.仙游县南门大桥桥墩倾斜原因分析与整治加固[J].水利科技，2011,2.
关键词：偏移；建立模型；施工放样；处理措施
Abstract: the correct judgment of bridge pier longitudinal offset origin, is one of the important measures to fundamentally reinforcement bridge. This paper is mainly through the example of a plurality of continuous bridge problems were analyzed, displacement changes mainly from each bridge under different load under the action of the statistical data, the vertical offset and longitudinal slope thus concluded that bridge under the weight of component, construction lofting error, corresponding support "lock" phenomenon has close relations. The results of this study for correct judgment of similar bridge pier longitudinal offset origin, design the proper maintenance and reinforcement measures have important reference value.
Keywords: offset; model; lofting; treatment measures
中图分类号：U448.21+5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、案例分析
（一）桥梁概况
列举如下：某一连续梁桥位于高速公路之上，桥梁左幅跨径组合为3×30.00m+4×30.00m+3×30.00m，右幅跨径组合为1×（3×30.00m）+2×（4×30.00m）。单幅桥桥面宽11.75m，单幅桥横向布置为：0.50m（防撞护栏）+10.75 m（车行道）+0.50m（防撞护栏）。
左右幅桥上部结构均为预应力混凝土简支转连续T 梁，梁高2.00m，马蹄宽0.40m，腹板宽0.20m，单幅桥横向布置5 片梁，主梁间设横隔梁。桥墩采用双柱式墩，桩基础；桥台除左幅10 号台采用桩基、重力式桥台外，其它均采用轻型桥台，桩基础。桥梁纵坡为-2.6%，横坡为±2%。该桥设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，于2009 年10 月建成通车。桥梁立面布置图及照片见图1.1-1.2
图1.1 某连续梁桥左幅立面布置图
图1.2 某连续梁桥立面照
（二）桥墩倾斜情况
该桥于2012 年11 月份由检测单位对其进行了详细的检测，在检测过程中发现桥梁部分桥墩出现严重纵向偏移，其中左幅3-1 向后偏移84.0mm、3-2 墩柱向后偏移了110.0mm。左幅4-1 号柱向前偏移40.9mm，4-2 号柱向前偏移101.0mm。桥墩偏位示意图如下所示：
图1.3 左幅3-1 号柱
图1.4 左幅3-2 号柱
图1.5 右幅4-1 号柱
图1.6 右幅4-2 号柱
二、模型的建立
为了对桥梁桥墩纵偏原因进行分析，采用专业结构计算软件MIDAS/Civil 对左幅第1 联和第2 联建立空间模型，考虑了永久作用荷载、汽车制动力、温度力等荷载，分析各种荷载作用下梁体变形情况，为推断和进一步分析病害原因提供理论依据。桥梁计算模型如下图所示。
图2.1 左幅第一联桥梁模型
图2.2 左幅第二联桥梁模型
三、桥墩纵偏原因分析
结合外观检测和专项检测结果，初步分析桥梁墩柱发生倾斜原因有以下三方面：
（1）纵坡下桥梁自重水平分力的影响；
（2）施工放样因素的影响；
（3）支座“锁死”对桥梁受力的影响。
（一）纵坡下自重水平分力的影响
桥梁特定纵坡下，自重（包含二期荷载及汽车自重）的水平分力对墩柱的影响与跨径布置（每联的跨数）、墩柱刚度、墩顶支座类型、固定支座布置位置及滑动支座正常工作有关。
通过对桥梁桥墩施加实际自重水平分力，得出桥梁3 号桥墩、4 号桥墩偏位计算结果如下图所示：
图3.1 3号桥墩自重分力作用下位移云图
图3.2 4号桥墩自重分力作用下位移云图
通过上图计算结果可知，在纵坡情况自重分力作用下，3、4号墩顶分别发生了-132.8mm 和72.6mm 的偏位，偏位方向与实际测量结果一致，说明纵坡状态下桥梁自重产生的水平分力，是造成桥墩纵偏的原因之一。
施工放样因素的影响
按照公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）的相关要求，墩柱轴线放样误差不大于10mm。经现场测量，此桥左幅第2跨~ 第4 跨的墩柱底部纵向间距见下表。
表3.1 某连续梁桥墩底间距测量结果
通过上表可以看出第4 跨3-1 号柱和4-1 号柱之间，实测间距较设计值小了80.2mm，远远大于规范限值10mm，即目前3、4 号桥墩的倾斜有可能是在施工过程中就已经形成部分偏移。
（三）支座“锁死”的影响
此桥在检测过程中发现左幅3 号桥墩和4 号桥墩均有支座卡死失效现象,而桥梁结构目前主要采用杆系单元进行有限元分析计算，对于桥梁支座，通常模拟为点支撑，对于盆式支座因安装问题出现较大斜度的，尚很难模拟清楚，因此只能定性进行分析推断，难以进行较精确的定量分析，本次运用计算弹性连接对盆式支座進行模拟，以初步了解车辆制动力和温度荷载作用下，支座“锁死”前后对桥墩位移的影响大小的变化情况经过对桥梁进行计算，桥梁1 号墩推力大于支座静摩阻力，现将支座产生的摩阻力作为节点荷载施加于主梁与墩顶，并对模型进行修正，得出桥梁支座“锁死”前后桥墩的位移情况如下图表所示：
图3.3 支座正常状态下第一联桥墩位移云图
图3.4 支座正常状态下第二联桥墩位移云图
图3.5 支座“锁死”状态下第一联桥墩位移云图168
图3.6 支座“锁死”状态下第二联桥墩位移云图
表3.2 支座“锁死”前后各桥墩位移结果对比表
通过以上分析可以看出，在支座“失效”前后，墩柱的偏移量有所增加，最大增加量为6.5mm，因此支座“失效”也可能是导致或加剧桥墩倾斜的原因之一。
四、處置措施
（一）桥墩纠偏方案
针对本桥桥梁桥墩的纵向偏移现象，应对桥墩进行纠偏处理，以保证桥梁的承载能力和安全性，处置措施及具体流程如下所示:
（二）桥墩纠偏实施步骤
（1）复测桥墩偏移量、确定纠偏复位量
由于检测时桥梁病害尚未稳定，在开始进行维修处治前应对桥梁所有桥墩的纵向偏移量（特别是需要纠偏的桥墩）进行复测，复测时至少采用两种不同的方式进行测量对比，以确定施工前桥墩的准确偏移量值，从而确定桥墩的纠偏量值，纠偏量即为桥梁墩柱偏移量。
（2）支架搭设
为便于施工操作，需在桥墩位置搭设施工脚手架。支架建议采用扣件式钢管支架，支架设计的具体尺寸可根据现场情况及施工荷载确定。
（3）安装反力架
为纠偏复位桥梁墩住，需要在桥梁墩帽合适位置安装反力架，通过千斤顶顶升反力架与横隔板对桥梁墩柱进行纠偏。反力架安装示意图如图4.2 所示。
（4）桥墩纠偏复位施工
根据需要在横隔板与反力架之间安装千斤顶，对千斤顶采用同步顶升系统进行控制。在墩柱纠偏复位前，应在纠偏桥墩底部安装应力检测设备，确保结构安全，并在复位施工过程中，应对桥墩底部，千斤顶安装的横隔板病害进行全程跟踪观测，发现意外情况，应立即停止复位，查明原因后方可继续复位工作。
同时，应在复位过程中不间断监测桥梁墩柱偏位量，发生意外情况应查明原因后方可继续复位工作。
（5）验收
当桥梁墩柱复位量与纠偏设计量值之间差值控制在5mm 以内，则可确定桥梁墩柱复位满足要求。
五、结语
本文通过某连续梁桥桥墩纵向偏移进行理论计算分析，得出纵坡下自重、施工放样偏差及部分支座“锁死”均会导致或加剧桥梁墩柱纵向偏移现象的产生。由于桥墩为桥梁下部结构主要受力构件，完全承载桥梁上部结构荷载，一旦发生破坏，将对桥梁产生严重影响。所以应桥墩偏移现象引起足够重视，本文针对桥墩偏移的原因及所处环境，制定了相应的处置措施，从而保证了桥梁安全正常的工作。
参考文献
[1]中交公路规划设计院.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[2]中交公路规划设计院.JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[3]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社。2004.
[4]林春秀；吕文龙；李承海.广州某桥梁桥墩倾斜事故分析及处理[J].广东土木与建筑，2010,2.
[5]高文君；许长城.某连续梁桥桥墩偏位处治和加固[J].公路交通技术，2012,6.
[6]杨延祥.桥墩倾斜处理一例[J].山西交通科技，2002.
[7]邱明晓.仙游县南门大桥桥墩倾斜原因分析与整治加固[J].水利科技，2011,2.