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公路梁橋加寬基礎沉降控制分析

文檔作者：夏新鵬文檔來源：中交第二公路勘察設計研究院有限公司江蘇分公司		更新日期： 2026年05月19日	點擊數：
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15
工程技術研究 第9卷 總第156期 2024年2月 工程前沿
摘要：隨著公路交通承載壓力不斷增大，梁橋加寬改
造被廣泛應用于不同等級公路中。新、舊梁橋加寬過
程中產生的差異性沉降極易造成橋頭跳車、梁體傾斜、
上部結構開裂等病害，從而危害公路通行的穩定性，
因此，開展梁橋加寬力學響應及沉降控制分析具有重
要意義。文章依托江蘇省某三跨T 梁兩側對稱加寬改
造項目，采取MARC 有限元軟件進行樁基礎承載特性
分析，并對不同注漿、樁長下的樁基礎差異性沉降進
行研究。結果表明，新、舊樁基礎沉降差隨上覆荷載
的增大而增大；樁基礎沉降差隨注漿強度增大而減小，
樁側阻力呈增大趨勢；樁基礎沉降差隨樁長增加而減
小（臨界樁長為18 m）。
關鍵詞：公路梁橋；加寬改造工程；差異性沉降；承載
特性
Abstract: With the increasing bearing pressure of highway
traffic, beam bridge widening renovation is widely used in
highways with different grades. The differential settlement
generated in the widening process of new and old beam
bridges can easily cause diseases such as bridgehead
jump, beam body tilt, and superstructure cracking, thus
endangering the stability of highway traffic. Therefore, it is
of great significance to carry out the analysis of mechanical
response and settlement control in beam bridge widening.
Based on the symmetrical widening renovation project on
both sides of a three-span T-beam in Jiangsu Province,
MARC finite element software is used to analyze the bearing
characteristics of pile foundation, and the differential
settlement of pile foundation under different grouting and
pile length is studied. The results show that the settlement
difference between new and old pile foundations increases
公路梁橋加寬基礎沉降控制分析
夏新鵬
中交第二公路勘察設計研究院有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210000
Analysis on Foundation Settlement Control in Highway Beam Bridge Widening
XIA Xinpeng
Jiangsu Branch of CCCC Second Highway Consultants Co., Ltd., Nanjing 210000, Jiangsu, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.04.005 .
1 梁橋加寬形式
常見的梁橋加寬形式主要有以下幾種：（1）上、
下部結構均進行連接。（2）上、下部結構均不進行連
接。（3）上部結構連接，下部結構不連接。
其中，新、舊兩橋之間的上部加寬可采取剛接、
半剛接、鉸接、縫連接等方式，當采取縫連接方式時，
新、舊梁橋之間獨立，梁橋對行車穩定性影響較為明
顯，但是后續維修養護成本較高，多出現在小型梁橋
加寬設計中；采取剛性、半剛性連接，則通常采取橫
隔梁、加厚橋面板進行銜接，新、舊梁橋之間受力關
系影響較大，新、舊梁橋基礎差異性沉降較小。
拼寬梁橋為橋面連續簡支T 梁時，為避免出現橋
梁上部結構裂縫及過大差異性沉降，確保較為一致的
受力狀態，新、舊梁橋橫向之間通常采取簡支橋面連
續拼寬處理方式，縱向則設計相同結構形式的T 梁。
2 工程概況
江蘇省某高速公路沿線穿越大范圍山區，作為銜
作者簡介： 夏新鵬，男，本科，工程師，研究方向為路橋設計。 接周圍縣市的重要通道，為區域產業經濟發展作出了
with the increase of the overlying load. The settlement
difference of pile foundation decreases with the increase
of grouting strength, and the pile side resistance shows an
increasing trend. The settlement difference of pile foundation
decreases with the increase of pile length (the critical pile
length is 18 m).
Key Words: highway beam bridge; widening renovation
engineering; differential settlement; load bearing
characteristic
分類號：U445.55+1
16
工程前沿2024 年 第04 期 總第156 期 工程技術研究
巨大貢獻。K6+500 ～ K10+200 公路段為雙向四車道設
計，難以適應當前的交通流量發展需求，而新建項目
建設投資較大，且征地、選線設計等都存在明顯問題。
為提升路段的交通能力，擬在原路段基礎上進行
擴建，形成雙向八車道。經現場調查可知，路段沿線
分布有素填土、砂土、風化巖等土層，地質特性較為
復雜。路段分布有較多的梁橋，梁橋加寬改造時，極
易出現因地質不良而導致的不均勻沉降[1]。路段梁橋
分離式設計，下部結構主要為樁基礎，經綜合分析，
采取雙側加寬、上部結構連接、下部結構不連接的方
式進行處理。
以3# 梁橋為例， 項目擴寬相關參數如下：原
三跨梁橋設計中心樁號K8+250，橋面設計寬度為
（2×12.5）m， 設計全長90 m（30 m+30 m+30 m），
上部結構為預制T 梁構造，橋臺高2.2 m，橋墩分別
高7.5 m、11.0 m ；下部結構主要采取鉆孔灌注樁樁基
礎。新建加寬梁橋上部結構為30 m 預制T 梁，橋臺高
2.2 m，橋墩分別高7.5 m、11.2 m，鉆孔灌注樁樁基礎
構造。
3 樁基礎承載特性分析
3.1 有限元模型設置
項目采取MARC 有限元軟件對梁橋加寬改造樁基
礎差異性沉降進行分析。模型采取實體單元建模，樁
基礎周圍網格適當加密。樁側巖土體本構為彈塑性模
型，樁基礎則為彈性模型。為避免計算中的邊界效應
影響，模型橫向設置為樁周圍15 倍樁徑大小，模型底
部距樁底20 ～ 25 m。模型計算中固定底面三向位移，
橫向固定水平位移，初始設置舊橋樁長、樁徑分別為
14 m、1.5 m，新橋樁長、樁徑分別為16 m、1.5 m。巖
土體相關技術參數如表1 所示[2]。
表1 巖土體計算參數
用下的P-S 曲線[3]，結果表明，初始荷載施加階段，新
舊梁橋的沉降變化差異較小，隨著施加荷載的不斷增
大，新橋沉降明顯要小于舊橋沉降。
項目以P-S 曲線斜率穩定處作為極限承載力確定
位置，可知舊橋樁基礎極限承載力為18 310 kN（相對
應的沉降值為38.0 mm），新橋樁基礎極限承載力則為
21 015 kN（相對應的沉降值為36.5 mm）。由于新橋樁
長要大于舊橋樁，新橋樁的極限承載力也要大于舊橋
樁，新橋樁達到極限承載力所對應的沉降量則小于舊
橋樁。新、舊梁橋樁基礎樁側、樁端摩阻力統計如表2
所示。
表2 新、舊梁橋樁基礎樁側、樁端摩阻力統計
3.2 承載特性
在研究新、舊梁橋樁基礎沉降控制措施之前，項
目主要分析單樁下新、舊梁橋承載特性，以便為后續
梁橋樁基礎沉降控制提供數據支撐。
通過模型計算可獲取加寬梁橋樁基礎在荷載單獨作
類別
壓縮模
量/MPa
重度/
（kN·m-3）
內摩擦
角/（°）
黏聚力/
kPa
摩阻力/
kPa
雜填土3.9 18.5 16.5 34 34
砂土4.4 19.5 17.5 36 44
中風化巖4.7 19.8 12.5 45 85
弱風化巖5.7 20.2 16.0 48 98
類別
極限承載
力/kN
樁端阻
力/kN
樁端阻力
占比
樁側阻
力/kN
樁側阻力
占比
新樁21 015 5 010 23.8% 16 005 76.2%
舊樁18 310 5 420 29.6% 12 890 70.4%
結果表明，隨著樁長的增加，樁端阻力、樁側摩
阻力也明顯增大，其中，樁端摩阻力變化幅度相對較
小，樁側摩阻力變化幅度較大。樁長主要影響樁側摩
阻力作用的發揮，以實現其加固效果。
4 樁基礎沉降控制分析
4.1 注漿沉降控制
現場勘察表明，樁基礎周圍地層較為復雜，即便
是同一土層，其理化特性差異性也較為明顯。項目為研
究樁基礎差異性沉降控制措施，對基礎周圍雜填土層、
砂土層、中風化巖層分別進行注漿處理。
考慮到土層理化性質的不均勻性，難以準確反映注
漿效果，為簡便計算，模型計算中主要改變不同土層
參數來實現土層注漿模擬，注漿情況下土層計算參數
如表3 所示[4]。
表3 注漿情況下土層計算參數
類別土層泊松比
彈性模量/
MPa
內摩擦角/
（°）
黏聚力/
kPa
注漿1
雜填土0.22 30 30 40
砂土0.22 40 35 45
中風化巖0.22 400 40 50
注漿2
雜填土0.22 40 32 45
砂土0.22 50 37 50
中風化巖0.22 410 42 55
注漿3
雜填土0.22 50 34 50
砂土0.22 60 39 55
中風化巖0.22 420 44 60
17
工程技術研究 第9卷 總第156期 2024年2月 工程前沿
為方便計算，項目同樣采取樁長14 m 舊橋樁進行
沉降分析，不同注漿情況下的單樁極限承載力分布如
圖1 所示。結果表明，極限承載力隨著注漿強度的增
大而不斷增大，樁側摩阻力占比仍舊大于樁端摩阻力，
占據強度提升的主導地位。樁端阻力變化幅度較小，
隨著注漿強度的提升，樁端阻力幾乎不起作用[5]，樁
端阻力基本穩定在5 000 kN。
注漿1
極限承載力
側摩阻力
端阻力
極限承載力/kN
0 原樁 注漿 2 注漿 3
5×103
10×103
15×103
20×103
25×103
圖1 不同注漿情況下的單樁極限承載力分布
舊橋樁在不同注漿情況下的沉降變化統計如表4
所示，結果表明，極限承載力下，隨注漿強度的增大，
樁沉降量明顯減小，相對于未注漿情況下的沉降差則
不斷增大。這主要由于注漿強度越大，樁側摩阻力在
較小的沉降中已經完全得到發揮，此時的樁體沉降值
偏下。通過注漿加固，能夠有效降低樁體沉降，注漿3
能夠降低樁體沉降達10 mm。
表4 舊橋樁在不同注漿情況下的沉降變化統計 單位：mm
降低25%。通過增加樁長，能夠充分降低樁體極限沉
降；但是隨著樁體長度的增加，沉降控制效果明顯減
弱。經綜合比選，項目設定18 m 樁長為最優沉降控制
長度。
荷載/kN
沉降/mm
20 m
18 m
16 m
14 m
0
20
40
60
12×103 18×103 24×103 30×103 6×103
圖2 不同樁長下P-S 變化曲線
5 結論
為適應交通量發展需求，公路需要開展改擴建工
程。橋梁結構作為公路工程的重要組成部分，其加寬
改造過程中需要重點關注基礎差異性沉降問題。過大
的差異性沉降會造成橋梁結構破壞、通行功能喪失。
文章結合江蘇省某三跨T 梁兩側對稱加寬改造項目，
對樁基礎在不同注漿、樁長下的承載特性、差異性沉
降進行研究，獲取以下可靠結論：隨樁長增加，樁側
摩阻力敏感性明顯增加；通過采取注漿、增加樁長等
措施，能夠有效提升樁體極限承載力，并且在固定荷
載作用下，樁體沉降差明顯減小。文章研究內容可為
類似項目建設提供理論參考。
參考文獻
[1] 譚暢. 高速公路加寬橋梁有限元仿真及應用[D]. 西安: 長安大學,2019.
[2] 馮忠居, 陳錦華, 劉星越, 等. 高速公路改擴建舊橋加寬樁基礎差異沉
降控制離心模型試驗[J]. 長安大學學報(自然科學版),2022,42(2):1-9.
[3] 周濤, 徐方, 楊奇, 等. 高速鐵路橋梁樁基固結蠕變沉降計算方法研
究[J]. 鐵道科學與工程學報,2021,18(8):1968-1977.
[4] 李國和, 黃大中, 高文峰. 雅萬高鐵沿線地面沉降分析及主要防治
對策[J]. 鐵道標準設計,2019,63(2):1-8.
[5] 張超. 承壓水降壓引起的高速鐵路橋梁摩擦型群樁沉降特性分析
[J]. 鐵道建筑,2021,61(6):36-40.
類別極限荷載對應沉降相對于舊樁沉降差
舊樁38.0 —
注漿1 36.6 1.4
注漿2 32.0 6.0
注漿3 28.0 10.0
4.2 不同樁長沉降控制
項目同樣以舊橋樁為基礎，對不同樁長下的基礎
承載特性進行分析，以便確定最優樁長，控制后續
施工成本。設定不同樁長分別為14 m（舊橋模型）、
16 m、18 m、20 m，同時保持樁徑1.5 m 不變。通過
不同工況單樁模型計算，獲取不同樁長下P-S 變化曲
線，如圖2 所示。研究結果表明，隨著樁長的不斷增
加，P-S 曲線發展更為緩和；同一沉降值下，樁長更長
的模型需要更大的荷載來實現；樁體極限承載力隨著
樁長的增加而不斷增大。在舊橋樁極限承載力荷載作
用下，18 m 樁長沉降值明顯比14 m 樁長要小（降低幅
度達到22%），20 m 樁長極限沉降值則要比14 m 樁長

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