多跨連續(xù)梁橋曲線段同步頂升及大偏位糾偏技術(shù)

李權(quán)軍 劉法波

(四川路橋橋梁工程有限責任公司，四川 成都 610071)

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多跨連續(xù)梁橋曲線段同步頂升及大偏位糾偏技術(shù)

李權(quán)軍 劉法波

(四川路橋橋梁工程有限責任公司，四川 成都 610071)

針對綿陽三匯高架橋受原橋設(shè)計參數(shù)、超重超載車、支座損壞及地震等影響，第一聯(lián)梁段橫向偏移的問題，確立了PLC多點同步頂升系統(tǒng)糾偏方案，并采用鋼管立柱結(jié)合承臺的支撐體系，通過優(yōu)化頂升糾偏技術(shù)，加強過程監(jiān)控，順利完成了梁體糾偏。

多跨連續(xù)梁，偏移量，同步頂升技術(shù)，支撐體系

1 工程概述

三匯高架橋初建于1996年，位于綿陽市一環(huán)路西段，全長681.26 m，為36跨共七聯(lián)等截面鋼筋混凝土連續(xù)板梁。本橋第一聯(lián)為曲線段，曲線半徑為100 m，共8跨，長159.2 m，總重4 300余噸。2015年8月檢測發(fā)現(xiàn)該橋第一聯(lián)曲線段向彎道外側(cè)偏移140 mm，2016年5月，檢測單位對該橋進行二次檢測，最大偏移量由140 mm發(fā)展為152 mm，病害進一步加劇，如圖1所示。針對梁體橫向偏移病害進行了分析，主要原因有以下幾點：1)1號～8號軸(第一聯(lián))處于彎道橋，且曲線半徑小，為100 m，在長期離心力的作用下，發(fā)生了向橋梁外側(cè)的不可恢復的變位；2)隨著城市交通的發(fā)展，實際運行的車輛荷載大于原橋設(shè)計荷載，更加劇了離心力效應；3)原橋依據(jù)老規(guī)范設(shè)計，道路橫坡較小，離心力效應明顯；4)橫向限位功能弱，不能有效的限制橋梁橫向變位；5)該橋位于地震區(qū)，受5·12地震余震的影響。

2 總體實施方案及重難點

根據(jù)設(shè)計文件要求及專家意見，采用國內(nèi)先進的PLC同步頂升技術(shù)，將第一聯(lián)159.2 m整體頂升約10 mm后，利用側(cè)向水平頂升系統(tǒng)頂推復位法，恢復其原貌，由于各墩處橫向偏移距離不同，復位時按各墩糾偏總量進行分級分組同步控制。

橋梁頂升、橫向復位是一項復雜且?guī)в幸欢ㄎｋU性的工程，如何確保梁體頂升過程中不受損壞是橋梁同步頂升、橫移的關(guān)鍵。本工程重難點如下：1)第一聯(lián)主梁位于平面曲線上，施工工況復雜；2)橫向位移量較大，墩頂橫向復位力復雜；3)在頂升過程中，須采取措施控制頂升過程中梁體的縱向位移、保證伸縮縫的寬度不變；4)為確保頂升過程中梁體的位移軌跡始終在設(shè)計值及誤差范圍內(nèi)，須加強縱橫向限位設(shè)計，確保縱橫向裝置具有足夠的剛度，滿足縱橫向限位的要求，并應有足夠的安全儲備。

3 頂升糾偏支撐體系設(shè)計

根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場實際情況，豎向頂升支撐體系采用鋼管支撐結(jié)合墩柱組合體系，橫向糾偏支撐體系除0號橋臺處是在橋臺上埋設(shè)反力架外，其余的1號～8號墩則在豎向頂升支撐體系的下分配梁上焊接反力架支撐。

3.1 支撐體系基礎(chǔ)

第一聯(lián)橋2號～5號墩基礎(chǔ)的處理方法為：增加樁基后加大承臺尺寸，墩柱采用在原墩柱上植筋后加大墩柱截面。因此2號～5號墩支撐體系基礎(chǔ)直接利用承臺預埋連接埋件。

在盡量不破壞既有路面的原則下，1號墩，6號墩～8號墩采用直接在既有路面上澆筑50 cm～80 cm厚鋼筋混凝土作為支撐基礎(chǔ)并預埋鋼立柱連接埋件。

0號橋臺則根據(jù)頂升點的布置，直接在橋臺上鑿出U形槽，利用橋臺前墻做支撐基礎(chǔ)。

3.2 鋼管支撐體系

鋼管支撐體系由鋼管支撐和墩柱加強體系組成。鋼管支撐由帶法蘭盤φ820×12 mm鋼管、型鋼水平撐、型鋼剪刀撐、下分配梁、滑動體系、自平式千斤頂、上分配梁等組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示，墩柱加強體系由抱箍、型鋼連接桿等組成，如圖3所示。

3.3 橫向糾偏及滑移體系

橫向糾偏體系由反力牛腿、水平千斤頂、墊梁、限位擋塊等組成，滑移體系由不銹鋼板、四氟滑板、滑動鋼板等組成，如圖4所示。

3.4 頂升糾偏支撐體系結(jié)構(gòu)計算

1)頂升鋼支撐計算。根據(jù)設(shè)計，單個墩柱支反力最不利工況450 t，并考慮1.2倍系數(shù)，設(shè)計值取450×1.2=540 t，平均分配到每個鋼管支墩為540/8=67.5 t，每個鋼管支墩作用點中心距單根φ820×12 mm鋼管支撐中心為0.5 m。

組合最大應力56.1 MPa，小于Q235設(shè)計值210 MPa，安全儲備系數(shù)為210/56.1=3.7，滿足設(shè)計要求。

最大剪應力47.5 MPa，小于Q235設(shè)計值125 MPa，安全儲備系數(shù)為125/47.5=2.6，滿足設(shè)計要求。

最大變形為1.6 mm，滿足設(shè)計要求。

同時對單鋼立柱進行了穩(wěn)定性驗算，均滿足規(guī)范要求。

2)橫向糾偏固定牛腿計算。一側(cè)固定牛腿水平糾偏力按450/2×0.12=27 t計算，單個墩柱最不利工況支反力450 t，考慮滑動面摩擦系數(shù)取0.12。采用MIDAS CIVIL建模計算得：

組合最大應力50.9 MPa，小于JP2Q235抗拉、壓設(shè)計值210 MPa，安全儲備系數(shù)為210/50.9=4.1，滿足設(shè)計要求。

剪應力19.7 MPa，小于Q235抗剪設(shè)計值125 MPa，滿足設(shè)計要求。

最大變形為0.07 mm，滿足設(shè)計要求。

3.5 限位設(shè)計

為避免頂升過程中橋梁產(chǎn)生橫、縱向偏移，需設(shè)立限位裝置。限位裝置包括縱向牽引限位裝置、墩柱處的縱橫向限位支架、梁底橫向限位牛腿。

1)縱向限位采用螺旋千斤頂橋面牽拉限位裝置，如圖5所示。每個裝置可承受30 t水平力。每個裝置由兩個反力支架與兩塊拉板焊接成一個整體構(gòu)成，反力支架通過植M24化學螺栓錨固在伸縮縫側(cè)。2)墩柱橫向限位采用在墩柱的四個角點處安裝分肢型鋼構(gòu)成格構(gòu)柱來限制墩柱的橫橋向和縱橋向的位移。3)利用梁下原限位牛腿限位，并在橫向限位牛腿與墩柱之間設(shè)置墊板。4)橫向滑移體系鋼支撐頂分配梁上設(shè)置限位擋塊確保頂升糾偏限位。5)對于糾偏設(shè)置側(cè)向鋼管限位支撐。

4 頂升糾偏施工技術(shù)

4.1 頂升施工

本工程采用PLC多點同步頂升液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)同步頂升(落梁)精度較高，可控制在±0.5 mm。第一聯(lián)0號墩～8號墩同步頂升控制72臺頂升千斤頂，每個墩配置1臺從站控制8臺頂升頂，0號墩～8號墩共計9臺從站，由2臺主站和主控機控制。

曲線連續(xù)梁0號墩～8號墩各墩同步頂升10 mm,托換至設(shè)置的鋼管支墩的滑板面上。待橫向糾偏完成并更換支座后，同步落梁至設(shè)計橋面標高。

4.2 橫向糾偏施工

橫向糾偏采用PLC多點同步頂升液壓系統(tǒng)，第一聯(lián)0號墩～8號墩同步頂升控制36臺頂升千斤頂，每個墩配置1臺從站控制4臺頂升頂，0號墩～8號墩共計9臺從站，由2臺主站和主控機控制。

在梁體整體頂升完成后，驅(qū)動各墩柱水平千斤頂分兩組7級逐級同步復位。

假定0號～8號墩柱頂升支反力依次分別為F0，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8,四氟滑板滑動面最大靜摩擦系數(shù)取0.12,0號～8號墩柱水平糾偏力依次分別為0，0.12F1，0.12F2，0.12F3，0.12F4，0.12F5，0.12F6，0.12F7，0.12F8,分7級每級依次分別為0，0.12F1/7，0.12F2/7，0.12F3/7，0.12F4/7，0.12F5/7，0.12F6/7，0.12F7/7，0.12F8/7,對應每級相對糾偏量分別為0 mm，2.6 mm，5.1 mm，7.6 mm，10.3 mm，12.7 mm，15.3 mm，18 mm，20 mm。

糾偏實施：先同步驅(qū)動5號～8號墩柱(第一組)水平千斤頂，頂升力達到第一級后停止頂推，再同步驅(qū)動0號～4號墩柱(第二組)水平千斤頂，頂推力達到第一級后停止頂推，再驅(qū)動第一組千斤頂進行第二級頂推，依次交替進行，直至梁體完全復位。

頂升糾偏施工工藝流程如圖6所示。

5 結(jié)語

根據(jù)綿陽三匯高架橋第一聯(lián)連續(xù)梁的特點，提出采用鋼管支撐和墩柱相結(jié)合的支撐體系，利用鋼支撐體系下分配梁施作橫向糾偏反力支撐體系。同時在橫向糾偏頂推實施中，采用了分組分級的頂推方式，有效的避免了0號～8號墩柱同步頂推時部分分力相互抵消而造成的支撐體系頂部水平力過大使得支撐體系失穩(wěn)的安全隱患。現(xiàn)場檢測結(jié)果表明：各墩柱頂升和頂推力與計算模型誤差控制在10%以內(nèi)，各點同步位移控制在±1.0 mm內(nèi)，頂升過程中梁體應力值均未超過規(guī)范限值，整個支撐體系變形均在計算控制值以內(nèi)。本曲線連續(xù)梁段頂升糾偏的成功實施，充分的驗證了各項技術(shù)的可靠性，其經(jīng)驗可在類似曲線連續(xù)梁橋的維修加固及頂升糾偏中推廣應用。

[1] 蔣巖峰，藍戊已.橋梁整體頂升關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2007，37(S2)：27-30.

[2] 陳 舟，余曉琳，顏全勝，等.北江大橋弓I橋整體頂升施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2014，44(1)：114-121.

[3] 周水興.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社,2001.

Synchronous jacking-up and large deviation rectifying techniques of curved section of the multi-span continuous girder

Li Quanjun Liu Fabo

(SichuanHighway&BridgeEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610071,China)

In light of the horizontal deviation problems of the first joint girder section of Sanhui viaduct in Mianyang city influenced by original bridge design parameters, over-loading and over-weight car, bearing damage and earthquake, the paper establishes PLC multi-point synchronous jacking-up system deviating scheme, and applies the bearing system by combining steel-tube vertical-column with bearing cushion. Through optimizing jacking-up deviation techniques and strengthening process monitoring, it smoothly finishes the girder deviation rectifying work.

multi-span continuous girder, offset, synchronous jacking-up technique, bearing system

1009-6825(2016)32-0176-03

2016-09-03

李權(quán)軍(1977- )，男，高級工程師； 劉法波(1979- )，男，高級工程師

U448.215

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