1、U型橋臺的開裂現(xiàn)象
　　隨著國內(nèi)高速公路建設(shè)的歷史步伐，越來越多的結(jié)構(gòu)物進入了維修期。當(dāng)高速公路進入到丘陵區(qū)和微丘區(qū)，為滿足高速公路平縱面設(shè)計要求，造就了一大批位于地勢較低的橋梁，從而出現(xiàn)了較多的高橋臺。一些U型橋臺寬度和高度都遠遠超過標準圖提供的參考數(shù)據(jù)，而當(dāng)時設(shè)計的U型橋臺通用圖的高度在8m以下，寬度在12m之內(nèi)，難以滿足實際設(shè)計需要。然而，裂紋發(fā)生的位置基本相同，從臺身外表看，主要表現(xiàn)特征為：裂縫多發(fā)生在前墻側(cè)面，由支座后部向下或斜向后靠近前墻和側(cè)墻的結(jié)合部延伸，大部分是前、側(cè)墻同時出現(xiàn)裂縫;對于斜度較大的則有向外的偏轉(zhuǎn)位移。特別是較高較寬的U型橋臺普遍存在橋臺前墻中部以及前墻與側(cè)墻隅角處開裂的問題。
　　2 、常用加固方法[1]
　　針對已修建好的橋臺如出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，一般采取拆除部分砌體，挖出部分臺背回填土，做鋼筋混凝土拉桿(梁)來對拉側(cè)墻加固。從工程加固效果看，橋臺穩(wěn)定，沒有新的裂縫產(chǎn)生，原有的裂縫有不同程度的閉合，達到了加固的目的。如果采用鋼拉桿或預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉筋，是在側(cè)墻的兩端，采用水平鉆孔的辦法，張拉鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋。這種方法的優(yōu)點在于不影響日常的交通，也不需要開挖橋面，施工成本低，加固效果好。
　　3. U型橋臺的計算特點及方法
　　計算重力式橋臺所考慮的荷載與重力式橋墩計算中基本一樣，不同的是，對于橋臺尚要考慮車輛荷載引起的土側(cè)壓力，而不需計及縱、橫向風(fēng)力，流水壓力，冰壓力，船只或漂浮物的撞擊力等。其次，橋臺的強度，偏心距和穩(wěn)定性的驗算也與橋墩基本相同，但只作順橋方向的驗算。當(dāng)驗算基礎(chǔ)頂面的臺身砌體強度時，如橋臺截面的各部分尺寸滿足規(guī)范有關(guān)規(guī)定，則應(yīng)把橋臺的側(cè)墻和前墻作為整體來考慮受力，否則，臺身(橋臺前墻)應(yīng)按獨立的擋土墻計算 。
　　3.1橋臺模型的建立
　　橋臺模型取高30m，寬30m，側(cè)墻長16m。兩側(cè)墻采用鋼絞線拉筋對拉。根據(jù)側(cè)墻高度h，假定側(cè)墻在(1/10～2/3)h范圍內(nèi)的填料和路面上車輛荷載引起的水平土壓力全部由拉筋承受，為確定拉筋布置的最佳位置，拉筋位置分別取距橋臺頂面3m，5m，7m，9m，11m，13m，15m，17m，19m處。根據(jù)計算結(jié)果，選用高強預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每束拉筋設(shè)3根，張拉300KN的預(yù)應(yīng)力，即每根鋼絞線張拉100KN。每排拉筋束數(shù)由側(cè)墻長度以及正截面抗剪要求確定。
　　3.2加固前后，橋臺最大主應(yīng)力值變化情況
　　從表1可以看出，當(dāng)橋臺兩側(cè)墻對拉拉筋后，隅角處主應(yīng)力值明顯減小，且其最大主應(yīng)力值的位置略有下降。加固后，橋臺前、側(cè)墻隅角處與側(cè)墻翼尾墻踵處的最大主拉應(yīng)力值均呈下降趨勢。同時，由表1可見，隨著拉筋的增多，隅角處的應(yīng)力值呈下降趨勢。總之，當(dāng)橋臺兩側(cè)墻對拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉筋后，無論隅角還是側(cè)墻墻踵處其受力都有明顯改善。
　　表1 拉筋布置前后，橋臺最大主應(yīng)力值變化情況

拉筋布置		前、側(cè)墻隅角處（Mpa）		側(cè)墻尾端墻踵處（Mpa）
拉筋排數(shù)（排）	拉筋位置 (m)	加固前	加固后	加固前	加固后
1	3	1.85	1.525	1.42	0.262
2	5	1.85	1.435	1.42	0.271
3	7	1.85	1.336	1.42	0.266
4	9	1.85	1.293	1.42	0.258

　　3.3加固前后，橋臺變形情況
　　由表2可見，加固后側(cè)墻翼尾頂端(即橋臺最大位移處)的位移值比加固前的值明顯降低了。值得注意的是，橋臺前墻的變化規(guī)律并非如此。加固前，以拉筋位置在距側(cè)墻頂3m處為例，橋臺的最大位移值從0.377cm降到0.327cm，減幅為13%。前墻的最大位移值(前墻中部)為0.221cm，加固后，前墻的最大位移值為0.385cm，比加固前竟增大了74.2%，該值甚至超過了側(cè)墻尾端頂部的最大變形值。
　　表2 拉筋布置前后，橋臺最大位移值變化情況

拉筋布置		前墻中部（cm）		側(cè)墻翼尾頂部（cm）
拉筋排數(shù)（排）	拉筋位置 (m)	加固前	加固后	加固前	加固后
1	3	0.221	0.385	0.377	0.327
2	5	0.221	0.382	0.377	0.326
3	7	0.221	0.379	0.377	0.327
4	9	0.221	0.378	0.377	0.328

　　3.4 拉筋位置的選擇
　　計算結(jié)果表明，①當(dāng)最低拉筋位置從距側(cè)墻頂3m 處(2/3H)開始逐漸降低后，各個橋臺隅角處最大主拉應(yīng)力基本上呈線性遞減，側(cè)墻尾端墻踵處應(yīng)力減幅也較大。例如高10m寬20m的橋臺，加固前其側(cè)墻尾端墻踵處的主應(yīng)力值為0.376Mpa,當(dāng)最低拉筋位置從3m處降到7m處，其最大主應(yīng)力值從0.19Mpa降到0.099Mpa,最大降幅達73.6%;②側(cè)墻尾部頂端位移也得到了有效控制。例如高10m寬30m的橋臺，加固前側(cè)墻尾部頂端位移為0.03cm, 加固后(3m處)為0.014cm。其它各橋臺變化情況相同。
　　4、結(jié)語
　　4.1當(dāng)橋臺較寬或較高時，橋臺前、側(cè)墻隅角處受力最為不利，主要是受到前墻、側(cè)墻土壓力影響，在隅角處形成了一個合力，容易出現(xiàn)開裂。
　　4.2拉筋法加固已開裂橋臺不受橋臺高度的限制：施工時無需開挖臺內(nèi)填料，不影響正常交通，加固時間短，效果好。因此，拉筋法是一種值得推廣的加固方法。
　　參考文獻：
　　[1]劉景生 汪為奇，《U型橋臺病害分析及對策》[J]，華東公路，2000.4;
　　[2]孟凡中，《彈塑性有限變形理論和有限元法》[M]，北京人民出版社，1985;
　　[3]《公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范》，[S]，人民交通出版社，2004;
　　[4]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，[S]，人民交通出版社，2007;
　　[5]《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》，[S]，人民交通出版社，2005。