跨地裂缝桥梁的监测及影响分析 路亚军 陝西省西安市市政设施管理局桥梁监测中心7100013772542566 摘要:以跨越和地裂缝的长安立交为例,对近连续20多年的桥梁结构形态的监测数据进行 整理统计,分析地裂缝活动对桥梁结构状态的影响,得岀以下结论:1)地裂缝活动引起的 桥梁结构垂直错动和水平张拉与地裂缝的活动呈一致性;2)地裂缝活动对所处的桥梁结构 的影响是显著的,需对地裂缝处结构变形进行长期监测,并对结构进行预加固措施。 关健词:地裂缝;桥梁结构;长期监测;垂直错动;水平张拉 Monitor ing and influence analysis of cross ground cracks Br idge LU Ya jun (Xi'an Municipal Facilities Management Bureau br idge monitor ing center Xi'an 71000 Chi na Abstract: Take changan inter change, which spans fo ground cracks as an example the moni tor ing data of br idge structure form for near ly 20 years are col lated and counted Ana l ys is of the effect of ground cracks act iv ity on br idge structure the fol low ing conc ions are drawn: (1)The vertical movement and hor izontal tens i on of the br idge caused by the ground cracks activities are consistent with the activities of the ground cracks (2) The effect of ground cracks act ivity on the br idge structure is remarkable, It is necessary to monitor the structural deformat ion of the ground cracks for a long time and reinforce the structure Key words: ground cracks; bridge structure; long-term monitor ing; vertica movement hor i zontal tens i
跨地裂缝桥梁的监测及影响分析 路亚军 陕西省西安市市政设施管理局桥梁监测中心 710000 13772542566 摘要：以跨越 f6 地裂缝的长安立交为例，对近连续 20 多年的桥梁结构形态的监测数据进行 整理统计，分析地裂缝活动对桥梁结构状态的影响，得出以下结论：1）地裂缝活动引起的 桥梁结构垂直错动和水平张拉与地裂缝的活动呈一致性；2）地裂缝活动对所处的桥梁结构 的影响是显著的，需对地裂缝处结构变形进行长期监测，并对结构进行预加固措施。 关键词：地裂缝；桥梁结构；长期监测；垂直错动；水平张拉 Monitoring and influence analysis of cross ground cracks Bridge LU Yajun (Xi'an Municipal Facilities Management Bureau bridge monitoring center Xi'an 71000 ,China) Abstract: Take changan interchange,which spans f6 ground cracks as an example, The monitoring data of bridge structure form for nearly 20 years are collated and counted, Analysis of the effect of ground cracks activity on bridge structure, The following conclusions are drawn:(1) The vertical movement and horizontal tension of the bridge caused by the ground cracks activities are consistent with the activities of the ground cracks (2) The effect of ground cracks activity on the bridge structure is remarkable, It is necessary to monitor the structural deformation of the ground cracks for a long time and reinforce the structure. Key words: ground cracks; bridge structure; long-term monitoring; vertical movement; horizontal tension
0引言 地裂缝是近些年被国内外专业人士所认识的对于城市建设发展能够产生较大影响的 种地质灾害。目前,在西安城区已发现地裂缝14条,延伸的总长度超过一百千米,覆盖总 面积约一百五十平方千米,其活动之长和规模之大。西安地裂缝是一种地区性的灾害地质现 象,已对西安城市建设构成危害。从二十世纪六十年代起,西安市地质工作者对西安地裂的 分布、产生原因以及活动规律、特点进行了数十年的监测和研究,取得了很多重要成果口。 为防止地裂缝对建筑物的破坏,198年编制了《西安地裂缝场地勘査与工程设计规程》,制 定了工程结构具体的避让规定2。但是对于不可完全避开地裂缝的市政桥梁,其破坏直接会 给城市交通带来困难 本文以跨越f6地裂缝的长安立交为例,通过对长安立交桥的长期监测数据和破坏形 式的分析,以探究地裂缝活动对桥梁结构的影响机制,指导桥梁减灾工程技术对策的硏究 1长安立交、f地裂缝概况及位置关系 1.1位置关系 长安立交跨越西安地裂缝f6,f6沿交通大学黄土梁南侧发育,延伸至南二环和长安 路交汇处,出露于长安立交下,并与长安路立交桥斜交。长安立交、f6地裂缝的位置关系 图见图1-1图1-2
0 引言 地裂缝是近些年被国内外专业人士所认识的对于城市建设发展能够产生较大影响的一 种地质灾害。目前，在西安城区已发现地裂缝 14 条，延伸的总长度超过一百千米，覆盖总 面积约一百五十平方千米，其活动之长和规模之大。西安地裂缝是一种地区性的灾害地质现 象，已对西安城市建设构成危害。从二十世纪六十年代起，西安市地质工作者对西安地裂的 分布、产生原因以及活动规律、特点进行了数十年的监测和研究，取得了很多重要成果［1］ 。 为防止地裂缝对建筑物的破坏，1988 年编制了《西安地裂缝场地勘查与工程设计规程》，制 定了工程结构具体的避让规定［2］ 。但是对于不可完全避开地裂缝的市政桥梁，其破坏直接会 给城市交通带来困难。 本文以跨越 f6 地裂缝的长安立交为例，通过对长安立交桥的长期监测数据和破坏形 式的分析，以探究地裂缝活动对桥梁结构的影响机制，指导桥梁减灾工程技术对策的研究。 1 长安立交、f6 地裂缝概况及位置关系 1.1 位置关系 长安立交跨越西安地裂缝 f6，f6 沿交通大学黄土梁南侧发育，延伸至南二环和长安 路交汇处，出露于长安立交下，并与长安路立交桥斜交。长安立交、f6 地裂缝的位置关系 图见图 1-1~图 1-2
快车 快车 慢 本 道道 图1-1长安立交f6地裂缝平面位置 支先张预应力空心板梁 AWW WAY 扩大基建 f6地烈缝 图1-2长安立交与f6地裂缝空间关系图 1.2概况 长安路立交桥建于1994年,桥面总宽51.5m,其中两幅机动车道各宽12m,两幅非机 动车道各宽6m,两侧人行道各宽5.25m,中央分隔带宽2m,机动车道与非机动车道的分隔 带各宽1.5m。上部结构为简支先张预应力空心板,跨径为10.2m+13.5m+13.5m+10.2m。基础 为扩大基础,下采用1.5m厚3:7灰土处理。 f6地裂缝与长安路立交桥斜交,延伸距离较长,平面展布弯曲。总体走向接近由东北 向西南,东侧穿过长安立交后沿NE55~650方向延伸,进入草场坡村。交汇处除发育倾向南
图 1-1 长安立交 f6 地裂缝平面位置 图 1-2 长安立交与 f6 地裂缝空间关系图 1.2 概况 长安路立交桥建于 1994 年，桥面总宽 51.5m，其中两幅机动车道各宽 12m，两幅非机 动车道各宽 6m，两侧人行道各宽 5.25m，中央分隔带宽 2m，机动车道与非机动车道的分隔 带各宽 1.5m。上部结构为简支先张预应力空心板，跨径为 10.2m+13.5m+13.5m+10.2m。基础 为扩大基础，下采用 1.5m 厚 3:7 灰土处理。 f6 地裂缝与长安路立交桥斜交，延伸距离较长，平面展布弯曲。总体走向接近由东北 向西南，东侧穿过长安立交后沿 NE55~65o 方向延伸，进入草场坡村。交汇处除发育倾向南
的f6地裂缝外,其南侧还发育倾向北的f6次地裂缝,二者相距约15-20m。地裂缝在立交 桥桥墩附近形成宽达32m的地裂缝变形带,垂直变形达20cm 2长安立交监测设计 主要对地裂缝影响的桥梁结构的高程、变位进行长期量测③。地裂缝影响重要监测点及 内容:1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁高差(1-Ⅱ1-Ⅲ)、2#伸缩缝处桥面高程、2墩Ⅰ桥与Ⅱ桥盖梁 间的宽度(2-I/2-)、3#伸缩缝宽度。长期监测点位置图2-1 Ⅱ导 后出现的地表地裂蔓 2l/Ⅱ 4⊕⊕⊕ ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕ 1# 0#台 图2-1长安立交监测点布置及地裂缝分布图 2.11#墩桥与Ⅲ桥盖梁高差(1-/1-Ⅲ) 该桥自建成起,就对桥梁结构变形状态进行定期跟踪监测,由于地裂缝的活动造成地面 出现新的裂缝,致使桥梁结构从建成开始就发生着变化。新产生的裂缝绕过桥梁独立的扩大 基础,保持与原地裂缝走向基本一致的方向,从基础之间通过,造成相邻两幅桥Ⅱ桥与Ⅲ桥 在1#排墩墩顶顶盖梁位置(1-Ⅱ和1-Ⅲ位置)产生明显的竖向高差。见2.1-1和2.1-2大 样图
的 f6 地裂缝外，其南侧还发育倾向北的 f6 次地裂缝，二者相距约 15-20m。地裂缝在立交 桥桥墩附近形成宽达 32m 的地裂缝变形带，垂直变形达 20cm。 2 长安立交监测设计 主要对地裂缝影响的桥梁结构的高程、变位进行长期量测［3］ 。地裂缝影响重要监测点及 内容：1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁高差（1-Ⅱ/1-Ⅲ）、2#伸缩缝处桥面高程、2#墩Ⅰ桥与Ⅱ桥盖梁 之间的宽度（2-Ⅰ/2-Ⅱ）、3#伸缩缝宽度。长期监测点位置图 2-1。 图 2-1 长安立交监测点布置及地裂缝分布图 2.1 1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁高差（1-Ⅱ/1-Ⅲ） 该桥自建成起，就对桥梁结构变形状态进行定期跟踪监测，由于地裂缝的活动造成地面 出现新的裂缝，致使桥梁结构从建成开始就发生着变化。新产生的裂缝绕过桥梁独立的扩大 基础，保持与原地裂缝走向基本一致的方向，从基础之间通过，造成相邻两幅桥Ⅱ桥与Ⅲ桥 在 1#排墩墩顶顶盖梁位置（1-Ⅱ和 1-Ⅲ位置）产生明显的竖向高差。见 2.1-1 和 2.1-2 大 样图
图21-11-Ⅱ/1Ⅲ盖梁平面示意图(m)图2.1-21/1Ⅲ盖梁立面示意图(mm) 对1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁竖向高差从桥梁建成之时1994年至2016年进行了长期监测。 历经22年,积累的大量的监测数据,对监测数据整理如下图。图2.1-3给出1-Ⅱ与1-Ⅲ墩 顶盖梁竖向变位时间历程图。 图2.1-31994年~2016年1-Ⅱ与1Ⅲ位量墩顶盖梁竖向变位时间历程图 从图2.1-3可以看出 (1)该桥自1994年建成以来至2001年,1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁竖向高差一直发生着较 大的变化,高差以每年20mm的速度递增,到2001年12月高差为192mm。据查f6地裂缝在 1990^1999年平均活动速率41m/a,最大49.42m/a[4]。说明该段时间f6地裂缝的活动 是造成桥梁结构产生变位的主要原因,且地裂缝的活动对桥梁结构的影响是明显的。详见图 2.1-4
图 2.1-1 1-Ⅱ/1-Ⅲ 盖梁平面示意图（mm） 图 2.1-2 1-Ⅱ/1-Ⅲ 盖梁立面示意图（mm） 对 1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁竖向高差从桥梁建成之时 1994 年至 2016 年进行了长期监测。 历经 22 年，积累的大量的监测数据，对监测数据整理如下图。图 2.1-3 给出 1-Ⅱ与 1-Ⅲ墩 顶盖梁竖向变位时间历程图。 图 2.1-3 1994 年～2016 年 1-Ⅱ与 1-Ⅲ位置墩顶盖梁竖向变位时间历程图 从图 2.1-3 可以看出： （1）该桥自 1994 年建成以来至 2001 年，1#墩Ⅱ桥与Ⅲ桥盖梁竖向高差一直发生着较 大的变化，高差以每年 20mm 的速度递增，到 2001 年 12 月高差为 192mm。据查 f6 地裂缝在 1990~1999 年平均活动速率 41mm/a，最大 49.42mm/a［4］。说明该段时间 f6 地裂缝的活动 是造成桥梁结构产生变位的主要原因，且地裂缝的活动对桥梁结构的影响是明显的。详见图 2.1-4