橋梁頂升千斤頂布置可靠性分析

劉 永

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121)

橋梁頂升千斤頂布置可靠性分析

劉 永

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121)

以實際工程為研究對象，通過初步設計兩種不同的千斤頂布置方案，并采用有限元計算軟件MIDAS/CIVIL2011進行模擬、分析，從而比選出更為安全、可靠的布置方案，以保證頂升過程中結構安全和施工質量，為類似工程提供參考。

千斤頂，布置，對比，分析

0 引言

橋梁整體頂升技術對既有橋梁進行改造，工期短，投資省，見效快，對交通以及環境影響比較小，可以產生良好的社會以及經濟效益。但是橋梁頂升施工難度、風險較大，因此合理的方案設計是施工成功的關鍵，而精確到位的結構分析又是確定合理施工方案和施工工藝的保證。本文以某大橋整體頂升施工為研究對象，針對千斤頂的布置方案進行了深入研究，掌握千斤頂布設對結構安全的影響，制定出更優的方案，同時對類似工程提供指導及參考。

1 工程概況

某大橋為雙幅分離式大橋，全橋13跨，長295 m。該橋下部結構為三柱墩，上部為5×20 m+3×30 m+5×20 m預應力混凝土空心板梁加預應力混凝土組合小箱梁橋，單幅橋面寬11.25 m。因通航凈空需要，設計整體升高，頂升高度詳見表1。

表1 某大橋各墩臺頂升高度表 m

2 總體頂升方案

首先在橋墩(臺)下部施作抱柱梁作為反力基礎，利用設置在墩柱(樁)兩側的液壓千斤頂直接頂升蓋梁(橋臺)底部，頂升至設計高度后對墩柱(橋臺)進行接長或加高。整個頂升過程均由液壓同步控制系統進行自動操作，確保頂升精度和同步。斷柱采用繩鋸靜態切割，接柱采用微膨脹混凝土。

3 千斤頂布置方案

千斤頂的布置是實現頂升方案的重要環節，對頂升質量和安全至關重要。本方案擬采取千斤頂沿蓋梁軸線對稱布置，機械隨動千斤頂在斷柱后安置。

采用千斤頂沿軸線對稱布置，隨動千斤頂放置在切割后的立柱里側，如圖1所示。

1)計算模型。

考慮頂升施工時蓋梁底面必須做平，以方便千斤頂頂升，因此計算時考慮蓋梁采用等截面梁單元進行模擬，作用在蓋梁上的荷載仍按施工圖給出的實際最大頂升重量840 t考慮，建模時，按線荷載均布在全梁單元上，均布荷載q=8 400 kN/16 m=525 kN/m。計算模型建立如圖2所示。

2)反力計算結果。

千斤頂沿軸線布置，不會產生縱橋向反力，中間千斤頂受力均勻(見圖3)。

3)內力計算結果。

剪力圖見圖4。

彎矩圖見圖5。

千斤頂沿軸線布置，不會產生扭矩，有利于蓋梁穩定及受力。

4)應力圖。

蓋梁上彎矩正應力計算如圖6所示。

5)蓋梁底部混凝土局部受壓承載力計算。

本工程中橋梁整體頂升時，蓋梁支撐在6個千斤頂上，蓋梁底部混凝土局部受壓承載力應該滿足規范要求。

施工采用的千斤頂直徑為220 mm，底部有(10～20)mm的鋼板，計算時按10 mm鋼板考慮，千斤頂傳至上部托盤混凝土的壓應力應按在鋼板的45°角傳力，鋼板底部的混凝土受壓面積圓直徑按220+2×10tan45°=240 mm，C30混凝土：fc=14.5 MPa。

a.局部抗裂性計算如下：

混凝土局部承壓修正系數ηs=1.0。

由：1.3ηsβfcdAln=1.3×1.0×3×13.8×45 216=2 433 525.1 N>Fl=1 611.9 kN。

滿足要求。

b.局部受壓承載力計算：

Flu=0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(1.0×3×13.8+0)×45 216=1 684 748.2 N>Fl=1 611.9 kN。

滿足要求。

故千斤頂頂升時蓋梁底部的混凝土局部受壓承載力可以滿足規范要求。

6)裂縫計算。

b=1 500 mm，h0=1 420 mm。

Es=2×105N/mm2。

則，本方案中：

滿足規范要求。

4 結語

千斤頂沿軸線對稱布置，經過模擬計算，滿足安全質量要求。最終采用此方案進行施工，順利完成橋梁頂升施工，工后各項監測指標均滿足相關規范及設計要求。

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Reliable analysis of bridge lifting jack distribution

LIU Yong

(China Railway Tunnel Group 1st Department Co., Ltd, Chongqing 401121, China)

Taking actual engineering as the research target, the paper preliminarily design two kinds of jack distribution schemes, carries out simulation and analysis by applying finite element software MIDAS/CIVIL2011, and selects safe and reliable distribution scheme, with a view to guarantee structural safety and construction quality in lifting process, which has provided some guidance for similar engineering.

jack, distribution, compare, analysis

1009-6825(2014)31-0185-02

2014-08-26

劉 永(1982- )，男，工程碩士，工程師

U445

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