某高架桥基础变形长期监测研究分析

（河南省交通科学技术研究院有限公司，河南 郑州 450006）

1 工程概况

某高架桥全长为270.04m，桥面净宽12.0m，上部结构为5×45m 预应力混凝土现浇连续箱梁+2×20m 预应力混凝土简支空心板，下部结构型式为钢筋混凝土薄壁空心墩，桥面铺装层为沥青混凝土，设计荷载为公路-I 级。本桥原设计为5×45m 预应力混凝土现浇连续箱梁桥，因5 号桥台前填土高度过高，桥台锥坡处于不稳定状态，从而造成桥台路基沉降过大，使路面发生严重破坏，因此，2007年在5 号桥台侧设置了2 孔20m 预应力混凝土简支空心板，右半幅桥原5 号桥台处边坡变形有较大缓解。2011年，管养人员在日常检查中发现该桥右半幅西桥台存在新的病害，主要表现在5 号桥墩端墙出现竖向和横向裂缝，锥坡及挡土墙拉裂，局部挡土墙向外倾斜，部分排水设施出现损坏等。

为防止病害进一步扩展，影响桥梁通行安全，针对上述病害开展抢修工程。为了准确了解施工过程中及施工结束后桥墩承台及边坡沉降和水平位移状况，确保工程施工及公路运营的安全，对该桥进行监测。

2 监测依据及内容

2.1 监测依据

主要依据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）、《工程测量规》（GB 50026-2007）、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）。

2.2 监测内容

桥墩的沉降观测，桥墩承台的沉降和水平位移观测，桥墩的倾斜观测，上部结构箱梁变形的观测，上部结构空心板变形的观测，边坡土体深层水平位移监测，边坡土体分层沉降监测。沉降观测主要采用水准测量的方法，水平位移测量主要采用全站仪测试，倾斜测量主要采用全站仪测水平角法，深层水平位移监测采用CX-3 型测斜仪测试。

3 监测结果

3.1 桥墩沉降监测

图3-1 为墩台沉降测点的布置情况，根据现场施工状况，该桥墩共布置3个沉降测点，基准点选取在边坡变形影响范围以外的位置，共选取三个基准点。

图3-1 桥墩沉降测点布置

图3-2 为桥墩主要测点相对高程的变化曲线，其中横坐标为测量的时间，纵坐标为测点的相对高程。由图可知，本监测周期内各测点的变形均小，根据相关规范，桥墩处于安全状态。

图3-2 桥墩沉降测点高程的变化曲线（单位：m）

3.2 桥墩倾斜监测

墩柱的倾斜主要采用全站仪观测，通过监测沿墩柱外缘布置测点的垂直角和水平角，可求出各测点与基准点的相对坐标，进而通过计算可求出墩柱的倾斜率。表3-1 给出桥墩东、西两侧由空间坐标计算的各测点倾斜率，由表3-1 可计算东西两侧的平均倾斜率分别为1.76%和2.45%，与前期观测结果相比，桥墩的垂直度没有发生明显变化，其变化值满足相关技术规范的要求。

表3-1 桥墩倾斜度观测结果表

3.3 边坡深层位移监测

CX-3 型测斜仪测试及其配套的PVC 测斜管。根据边坡实际情况，在各级台阶处共布置10 个深层水平位移测点，其中CX1～CX4 的深度为10m，CX5～CX6 的深度为12m，CX7～CX10 的深度为14m。

监测时，探头导轮应该与所测位移方向一致的槽口对准，缓慢放至管底.探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后即可开始监测，以孔底作为确定测点位置的基准点，按探头电缆上的刻度分划，均速提升。每隔500mm 读数一次，并做记录。待探头提升至管口处。旋转180°，再按上述方法测量，以便消除测斜仪自身的误差。

每一测段上、下导轮间相对水平偏差量δ可通过下式计算得到。

式中：l—上、下导轮间距；

θ—探头敏感轴与重力轴夹角

测段n相对于起始点的水平偏差量Δn，由从起始点起连续测试得到的iδ累计而成，即

式中：0δ—起始测段的水平偏差量（mm）；

Δn—测点n 相对于起始点的水平偏差量（mm）。

根据监测结果，CX2、CX4、CX5、CX6 和CX8 测点的水平位移均呈增大趋势，其中CX5 和CX6 测点最大累计位移分别为3.74mm 和2.85mm。

3.4 桥头沉降监测

为监测西侧桥头沉降发展情况，在桥头布置沉降测点Q1～Q4 如图3-3所示，其中BMQ 为基准点，位于桥头路堤北侧，Q4 为西侧桥头伸缩缝位置。由于2018年2月10日起至2018年10月25日所布测点遭到破坏，2018年11月26日对沉降测点Q1～Q4 进行了重新布置，其中BMQ 为基准点，位于桥头路堤北侧，Q4 为西侧桥头伸缩缝位置。以后的桥头沉降监测将以新布测点2018年11月26日监测结果为基准。

图3-3 桥头沉降测点布置

本监测周期各测点高程累计变化量最大为10mm，这表明桥头路基处理后，桥头路基仍有沉降，近期将加强对此处监测。

4 结论

通过监测，可以得到以下结论：桥梁下部结构变形相对稳定，测点的沉降和倾斜变化值和累计值未超过相关技术规范的要求，边坡土体的深层位移监测表明，监测周期内边坡土体的变形较小，未有异常情况发生。桥头路基仍有沉降，近期将加强对此处监测。建议按计划开展下一步监测工作。以保证桥梁运营安全。