旋轉結構找橫坡弧形鋼箱梁支座托空處理措施

李粵東，夏崇滔，張翼，巫正偉

（重慶建工城建控股（集團）有限責任公司，重慶400015）

旋轉結構找橫坡弧形鋼箱梁支座托空處理措施

李粵東，夏崇滔，張翼，巫正偉

（重慶建工城建控股（集團）有限責任公司，重慶400015）

鋼箱梁結構因其自身的特性在市政工程建設得到大量運用，鋼箱梁吊裝施工中空間就位及空形態的控制問題較為突出，其中帶縱坡的弧形鋼箱梁通過旋轉結構找橫坡就使得鋼箱梁在施工過程中整體空間形態要有控制技術難度更高，極易造成鋼箱梁支座托空。該文結合工程實例，就有縱坡且旋轉結構找橫坡弧形鋼箱梁吊裝后產生支座托空的處理措施進行論述。

旋轉結構；弧形；鋼箱梁；支座托空；措施

0 引言

鋼箱梁結構因其現場施工工期短，對交通影響較現澆混凝土箱梁小，故在橋梁跨越開放交通道路時被廣泛采用。但因鋼箱梁結構自身特性，施工中將產生與現澆混凝土箱梁截然不同的困難與不良狀況，其中以弧形鋼箱梁的空間就位難較為突出。通過對重慶黃桷灣立交工程中橫跨內環快速路的M匝道橋，來闡述旋轉自身結構找橫坡帶縱坡的弧形鋼箱梁空間就位帶來了橋梁支座托空后采用同步頂升數據驗算處理方式的正確性，以及糾正通過旋轉帶縱坡的橋梁弧形鋼箱結構找橫坡容易造成的對空間結構形態的認識誤區。

1 黃桷灣立交工程M匝道橋鋼箱梁設計概況

1.1 設計概況

黃桷灣立交M匝道橋設計共五聯，第1聯為鋼筋混凝土連續梁，第2聯為兩跨22+27m的鋼箱梁，第3聯為鋼筋混凝土連續梁，第4聯和5聯為混凝土連續梁。

橋墩MP4-MP6鋼箱梁橋平面位于R=50m圓曲線，豎向位于-5.4%下坡段上，設計為由結構旋轉找坡，橫坡為6%。鋼箱梁總長度為49m，其中MP4-MP5為22m，MP5-MP6為27m。見圖1。

圖1 鋼箱梁設計平面布置圖

鋼箱梁采用斜腹式單箱單室斷面，頂板寬為6.8m，底寬3.0m；梁高（含18cm混凝土墊層）為2.0m。頂、底板厚16mm，腹板厚14mm，跨中隔板厚12mm，支座處隔板厚16mm。隔板間距2.5m，在過渡墩處距離梁端4m范圍內采用鐵砂混凝土進行壓重，混凝土容重不得低于34kN/m3。

1.2 M匝道橋鋼箱梁施工情況介紹

因山城地勢狹窄，鋼箱梁共分12個節段：4460mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，3000mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，4000mm，4460mm。MP4和MP6設計為雙支座，MP5設計為單支座。

為減輕交通影響M匝道跨越內環高速路段鋼箱梁施工采用吊裝方式，鋼箱梁在現場拼裝成24m和25m兩個節段后進行吊裝焊接，當兩節段吊裝焊接完成后出現了MP6處的內支座(即5-1支座)脫空情況，脫空高度為18cm，其余四個支座均與調平鋼板落實受力。經對5個支座的高程進行多次復測，高程誤差與設計要求在規范要求內，排除了因高程問題產生的脫空判斷。一個支點調整后，其余支點反力、標高同時變動。經分析，鋼箱梁結段過多、內環快速路下通車無法實行嵌補段、焊接時溫度及環境溫度等均對支座托空有影響[1-2]，并且旋轉帶縱坡的弧形鋼箱梁結構找橫坡在空間形態上并不是簡單將平面弧形結構旋轉即可，整個鋼箱梁均呈空間曲面結構，空間旋轉造成的標高誤差主要是來自縱坡的影響，而非旋轉形成橫坡。

2 總體解決方案

要解決支座脫空，除整體調整鋼箱梁空間結構形態外，同時要兼顧各支座受力滿足設計要求，故總體措施方案為先對各支座作同步頂升測反力（各測點需能單獨調頂升高度），掌握反力數據后制定鋼箱梁結構調整措施，調整完畢的支座落實后再做同步頂升試驗。滿足設計要求即處理成功。

2.1 同步頂升測反力

首先確定頂升測力安裝位置，安裝測力裝置，檢查防止橋梁位移裝置，確保測試過程的施工安全，采用橋梁整體同步頂升的方式頂升橋梁，頂升高度控制在3～5mm范圍內，及時讀取測試值[3]，并做好詳細記錄。同步頂升支座測力支撐點分布如圖2所示。

圖2 同步頂升支座測力支撐點分布圖

同步頂升施工工序為：檢查橋梁限位裝置→確定頂升測力點→安裝調試頂升測力設備→整體同步頂升→支座反力觀察與調整→安裝臨時支撐→卸壓還原拆除測試設備。

綜合考慮各種不利因素的影響，整體同步頂升所選用的頂升設備取用計算測試重量的1.5倍以上作為選取設備的依據。

根據同步頂升試驗，獲得數據如表1。

表1 支座反力測試表

2.2 處理措施

根據支反力同步頂升數據擬定調整方案如下。

在目前支反力及高程的基礎上，將MP5支座支撐位置繼續往高抬升4cm，使得該處的支反力在現有基礎上再增加350kN，達到850kN。施工單位要注意在頂升過程中要實現位移和力雙控，有一項指標達到要求就停止施工，并將另一指標的實測值報送設計院以確定是否繼續調整。即在調整過程中尋求力與位移兩個相互關聯的動態因素均滿足設計要求。

在MP5高程確定后，量得MP4、MP6此時脫空支座處的脫空高度；根據實測的脫空高度將該處支座墊高，墊高高度比實測的脫空值大1cm。將所有脫空的支座均按上述方法墊高后，此時的線形就為箱梁結構的最終的線形，然后通過調整鋪裝層使鋼混結合部的路面接順[4-5]。

將內側防撞護欄底座由普通混凝土調整為容重34kN/m3的鐵砂混凝土。

在完成鋪裝后，再次同步頂升測出各支座支反力以了解箱梁的最終受力狀態。

2.3 施工實施步驟

為方便闡述，對本橋各支座進行編號，MP4外側支座編號4-1、內側支座編號4-2，MP5支座編號5，MP6外側支座編號6-1、內側支座編號6-2，具體如圖3所示。

圖3 支座編號示意圖

步驟一：在鋼箱梁端部（支座位置）加焊新增鋼板1和新增鋼板2，以增強鋼箱梁位移后新形成的箱梁底部支座處鋼結構強度，所有新增鋼板焊縫采用全熔透焊。見圖4。

圖4 鋼箱梁結構增強設計平面圖

步驟二：在原設計N16b、N19橫隔板兩側、大里程側N9鋼板及新增鋼板兩側焊接間距30cm的抗剪栓釘（成梅花形布置）。

步驟三：保證4-2支座與6-1支座組合高度均為35cm不變，旋轉主梁，旋轉軸（4-2）-（6-1），MP5支座抬高4CM，實際量測雙控數據與方案吻合。見圖5。

圖5 鋼箱梁調整示意圖

最終得出如下結果：

MP4內側梁底標高234.777m，MP4外側梁底標高235.125m，橫坡8.657%；

MP5梁底標高234.138m，橫坡6.93%；

MP6內側梁底標高232.251m，MP6外側梁底標高232.375m，橫坡3.1%。

步驟四：澆筑鐵砂混凝土，墊實MP4與MP6托空高度。接順混凝土箱梁與鋪裝層。解決支座托空。

根據以上措施調整處理后，再做同步頂升實驗，測得值符合設計要求。見表2。

3 結語

表2 支座反力驗證表

帶縱坡旋轉結構找橫坡弧形鋼箱梁橋梁段無法從平面結構旋轉平達到橫坡設計要求，旋轉后弧形鋼箱梁整體空間結構發生變化，鋼箱梁的各個面在立體空間內均為曲面。

解決旋轉帶縱坡的弧形鋼箱梁結構找橫坡的支座托空，需做各支撐點獨立調整的同步頂升，使各支座反力達到設計要求。同步頂升還要結合鋼箱梁結構整體調整相配合，才能求得滿足設計受力條件下的鋼箱梁空間形態。

[1]劉添俊，關安峰，張洪彬.城市復雜環境下大跨度鋼箱梁施工技術研究[J].城市道橋與防洪，2010（8）.

[2]張寶鴻，楊鳳鶴，姜峰.中環線大柏樹立交跨越逸線路高架的鋼梁吊裝技術[J].上海公路，2008（1）.

[3]鄭洪濤，孫全勝.橋梁同步頂升技術的應用與分析[J].低溫建筑技術，2012(01).

[4]CJJ 37-2012城市道路工程設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[5]鄔曉光，李參偉，趙彥東.在役預應力混凝土橋梁檢測與量化評估及加固關鍵技術[M].北京：人民交通出版社，2011（02）.

責任編輯：孫蘇

Treatment Measures for Empty Bearing of Arc Steel Box Girderwith Cross Slope for Rotating Structure

Steelbox girder structure is widely applied nowadays for its virtues,but the controlling problems in space location and spatialform in its construction are severe,and the finding ofcross slope through rotating structure by arc steelbox girder with longitudinalslope renders controlling technology ofsteelbox girderoverspatialform harder,easily causing empty bearing ofsteelbox girder.The treatmentmeasures for such problem are presented in detail.

rotating structure；arc；steelbox girder；empty bearing；measures

TU997

A

1671-9107（2014）10-0034-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.10.034

2014-08-08

李粵東(1971-)，男，重慶人，本科，工程師，主要從事市政工程項目管理。