2011年4月某日有人突然發(fā)現(xiàn)，施工中的某市高架橋（圖1），四孔一聯(lián)預應力單箱匝道橋向外側傾斜，兩端雙支座橋墩的內(nèi)側支座脫空4cm，中間三個獨柱墩橡膠支座嚴重偏載變形，但尚未脫空（圖2）。橋面兩側護欄模板已架設，外側護欄混凝土澆筑結束。匝道橋內(nèi)側翼板與主橋翼板之間空隙只有2cm，匝道橋內(nèi)側護欄模板插在兩個翼板之間，緊貼在主車道橋翼板、混凝土護欄外側，約束匝道橋傾斜，尚無法判斷箱梁傾斜是否會繼續(xù)發(fā)展。
圖1.匝道橋總體計算簡圖
圖2.匝道傾斜狀況圖
1． 快速判斷傾斜原因
立即用結構力學方法判斷所處狀態(tài)，計算圖示如圖3，計算結果如表1。計算結果表明端部內(nèi)側支座出現(xiàn)負反力，結構已經(jīng)入臨界狀態(tài)，確認箱梁匝道傾斜橋是由于護欄偏載造成的。
表1.支座反力計算表
圖3.支座反力計算簡圖 圖4.支座模型
因為結構力學方法只能判斷臨界狀態(tài)，不能判斷傾斜位移是否中止，需要另行處理。立即臨時編制了一個考慮橡膠支座彈性變形的有限單元法計算程序，把橡膠支座當做溫克爾彈性地基，逐次施加護欄荷載，找出傾斜狀態(tài)發(fā)展全過程。
因為這是外部平衡問題，箱梁采用弗拉索夫剛性橫截面假定，只采用了四個梁單元。
考慮到中墩橡膠支座面積較大，分成兩塊計算；端墩橡膠支座較小，分隔較遠，不再分割（圖4）。實際上應該把橡膠支座分成很多小塊，更加精確（圖5）。因當時情況緊急，沒有時間精細劃分。
縱向預應力和護欄荷載加在剛臂上。逐孔施加混凝土護欄澆筑荷載，加載過程中發(fā)現(xiàn)負反力，立即解除約束，繼續(xù)加載（圖6），直到加載結束。
計算過程中輸出支座反力見表2，最終橋梁豎向位移見圖7。端橋墩內(nèi)側支座脫空4.211cm，外側支座下壓0.7249cm；中墩截面內(nèi)側翼板端部內(nèi)側上翹7.309cm，外側下壓8.531cm。
結果與現(xiàn)場情況基本相符，說明橋梁處于穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)側主橋摩阻力不足以阻止匝道橋旋轉。
圖5.支座精確細分圖 圖6. 支座解除步驟
3.處理措施及后續(xù)工作
1．立即在匝道橋橋面內(nèi)側靠近護欄模板處均布壓沙袋100噸，同時清除主橋和匝道橋翼板之間的填塞物，讓匝道橋能自由回傾。隨著加載，當晚橋梁就歸位。檢查橋梁無病害以后次日再澆筑內(nèi)側護欄，同時在相應位置卸除沙袋。
2．根據(jù)計算的中墩傾斜位移可以計算出支座傾斜偏角（圖8），α=0.0187弧度，小于支座產(chǎn)品容許的0.02弧度，暫時可以不更換支座。
3．建議設計單位采用更精細的計算模式檢驗全橋，包括下部構造。
4．建議用3輛150噸超常規(guī)重車偏載復核一聯(lián)四跨匝道橋的傾覆穩(wěn)定性。
5．建議匝道橋入口設2.5m限高閘門，通車初期派專人嚴看死守。后來市交警出臺了重車上橋罰6分、同時罰500元的規(guī)定。
由于采用了快速分析計算，處理思路清晰，整個事件處理不到一天，工程按時交付使用至今。
圖7.計算輸出位移圖 圖8.支座變形角
表2. 逐孔澆注護欄迭代計算輸出表（單位：噸）
注：（1）II、III、VI、V號中墩的支座號是指分割成左右兩塊的編號；
?。?）澆注第3、4孔護欄時反力出現(xiàn)負值后，作脫空處理。
表3. 中墩外力表
（作者 安徽省公路學會副理事長 劉效堯）
