頂升基礎及橋臺支架結構設計與施工:鶴大公路牡丹江至寧安段擴建工程原有分離橋

張永山，閆成柏

(黑龍江省水利四處工程有限責任公司，黑龍江牡丹江157000)

1 工程概況

鶴大公路牡寧段3座主線下穿分離立交式橋頂升施工，橋位樁號分別為K503+647.4、K511+990、K519+606.5。3座分離橋于1998年鶴大公路牡寧段一期(右幅)時完工并通車。現因鶴大公路牡寧段左幅擴建橋下凈高不滿足新規范的要求，并考慮主線路面維修加厚等因素進行頂升加高利用。其中K503+647.4頂升高度0.35 m，K511+990頂升高度0.75 m，K519+606.5頂升高度為0.70 m。

3座分離橋結構形式完全相同。上部結構為4跨鋼筋混凝土連續梁，孔徑形式為15+2 m×17+15 m;下部結構為柱式墩，框架式橋臺;鉆孔樁、承臺基礎。橋梁全長77.08 m，橋面凈寬7 m+2×0.5 m護輪帶。

2 頂升加高支架、基礎設計

橋梁頂升采用支架集群千斤頂同步頂升加高施工方案。每個墩柱的兩側對應箱梁實體橫隔梁處設1個千斤頂及支撐立柱，每個橋臺對應腹板處各設1個千斤頂及支撐立柱。橋梁墩臺每個支撐立柱下設混凝土基礎。通過計算選擇支架結構型式、基礎的尺寸及千斤頂的噸位。故頂升加高設計程序:計算橋梁上部結構荷載→計算支座反力→選擇支架截面型式及尺寸→基礎混凝土的尺寸。

2.1 計算橋梁上部結構荷載

根據原分離橋設計上部各結構重量如表1。

2.2 計算簡圖及支座反力的計算

由于每座墩臺處設2個千斤頂，故千斤頂及支架計算簡圖圖1。線荷載集度q=71.8 kN/m。

表1 分離橋上部結構重建一覽表

圖1 千斤頂支架計算簡圖

采用位移法求解超靜定結構支座反力，取1/2對稱結構計算。基本結構圖見圖2。

圖2 支座應力計算基本結構圖

經過結構力學計算確定支座反力:

校核:

支座反力合計:R總=RA+RB+Rc+RD+RE=4596.8kN

荷載總計:N總=QL=71.8×64=4595.2kN

R總≈N總，誤差0.035%，計算精度滿足要求。

圖3 支座反力計算圖

2.3 支架計算

每座橋臺的每個支架荷載為504 kN(支座反力RA=RE=504 kN)，每個支架擬選用雙肢普通槽鋼a25型，組合截面形式，兩肢槽鋼連接采用綴條連接。支架高度6 m，下部與基礎混凝土上預埋的鋼板焊接連接，上部每間隔3m設置斜撐或水平撐加以約束。支架的計算簡圖如圖4。

1)25a型槽鋼單肢截面參數:

槽鋼高度H=25 cm，槽鋼寬度b=7.8 cm，截面面積A=34.92 cm2，截面關于x軸慣性矩Ix=3370 cm4，截面關于y軸慣性矩Iy=176 cm4。

2)組合截面參數:

槽鋼高度H=25 cm，槽鋼寬度b=27 cm，截面面積A=69.84 cm2，截面關于x軸慣性矩Ix=3370×2=6740 cm4，截面關于y軸慣性矩Iy=9476 cm4。

圖4 支架計算簡圖

3)綴條采用5×1×35 cm鋼板，呈60°角斜置與槽鋼焊接，間距30 cm，每個支架共計40根綴條。

垂直y軸各斜綴條毛截面面積之和A1y=200 cm2。

4)支架受壓強度及穩定驗算:

查《鋼結構設計規范》GB50017－2003附錄C表C－2:

查《鋼結構設計規范》GB50017－2003附錄C表C－2:

故支架的強度、穩定性滿足規范要求。

［1］張勁泉，王文濤.橋梁檢測與加固手冊(上下冊)［K］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］薛光瑾.結構力學［M］.北京:高等教育出版社，1994.