利用热棒阵对多年冻土区桥墩进行主动热防护研究

为解决青藏铁路沿线多年冻土区各大桥的桥梁桥墩沉降问题，以K1401特大桥桥墩为研究治理对象，设计出一种主动热防护的热棒阵治理方法。热棒阵设计思想是利用外侧热棒使土体冻结形成冰幕，保护和维持内侧热棒冻结区的稳定发展，降低桥墩桩基附近多年冻土温度，使桩基承载力增强，保护桥墩长期热稳定性。在典型桥墩周围内外侧平行布置热棒阵，热棒埋深依据初始冻土上下限决定，且埋设间距不超过2 m。开展了现场监测，用2个冻融循环周期的监测数据分析地温和沉降变形时空效应，研究热棒阵主动热防护方法的降温效能和治理效果。结果表明：桥墩外侧热棒水平方向3 m范围内降温明显，经过两个冬季后热棒周边3 m范围内平均降温幅度为1.1℃；竖直方向上随深度增加，降温幅度有所减小，冻土上限至埋深15 m范围内平均降幅超过0.4℃；整治前桥墩每年沉降量超过10 mm，布置热棒阵后年沉降量小于3 mm，热棒阵整治后沉降变形得到有效控制。本研究可为寒区同类桥梁桩基融沉病害整治提供借鉴。