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        杭申線滬杭高速公路橋頂升改造工程實踐

        2016-11-15 09:28:08鄢余文
        城市道橋與防洪 2016年9期
        關(guān)鍵詞:加粗坡頂限位

        鄢余文,阮 杰

        (上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)

        杭申線滬杭高速公路橋頂升改造工程實踐

        鄢余文,阮 杰

        (上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)

        總結(jié)杭申線滬杭高速公路橋頂升改造的工程實踐經(jīng)驗,該工程具有頂升面積大、頂升聯(lián)較長、支撐系統(tǒng)和頂升高度大,涉及跨運營鐵路頂升等特點。介紹了頂升支撐系統(tǒng)設(shè)計、頂升限位措施、千斤頂布置方式、調(diào)坡頂升方案、承臺及立柱改造等,可為類似工程提供借鑒。

        頂升;支撐系統(tǒng);限位措施;調(diào)坡頂升

        1 工程概況

        杭申線(上海段)航道位于上海西南部,橫穿青浦區(qū)、松江區(qū),是上海市“一環(huán)十射”規(guī)劃干線航道之一,是溝通浙江北部杭嘉湖地區(qū)與上海的重要國家級集裝箱運輸主通道,見圖1。

        杭申線按Ⅲ級航道標準整治,涉及跨航道的現(xiàn)狀滬杭高速公路橋、滬昆鐵路橋通航凈空尺度不滿足新的通航要求。

        滬杭高速公路橋建成于1998年,橋梁總長1.57 m,由南向北依次上跨老滬昆鐵路、在建新滬昆鐵路、杭申線(大蒸港)航道,并下穿S32高速公路。

        因杭申線通航凈高以及新滬昆鐵路凈行凈空的提高,滬杭高速公路橋需進行改建。改建內(nèi)容包括主橋改建、引橋頂升、引橋拆除上部結(jié)構(gòu)重建、引橋拼寬、引橋新建接長等[1-3]。

        2 頂升項目特點

        為盡量減小對老滬昆鐵路運營的影響,并充分利用老橋結(jié)構(gòu),減少廢棄工程,對滬杭高速公路跨鐵路部份及其南側(cè)高度較低的引橋采用頂升改造。頂升分為3聯(lián),各聯(lián)分別整體頂升。

        老橋為分離式兩幅橋布置,單幅橋?qū)?5.75 m(見圖2);上部結(jié)構(gòu)為空心板梁、簡支T梁;下部結(jié)構(gòu)為框架式橋墩,預(yù)制方樁,具體詳見表1。

        本工程橋梁頂升改造具有以下特點:

        (1)為保持滬杭高速公路通行,需分幅分批實施,先頂升改造東幅橋,西幅橋保持通車。

        (2)受老滬昆鐵路運營制約,第三聯(lián)頂升只能利用每天夜間2 h的鐵路運行天窗時間進行頂升作業(yè),施工周期長,并需采取可靠的頂升支撐及維護措施,確保橋下鐵路通行安全。

        (3)頂升改造規(guī)模大,頂升面積達15 057 m2。且為長聯(lián)頂升,最大為第二聯(lián)9跨引橋整體頂升,千斤頂數(shù)量多,同步控制要求高。

        (4)老橋高度大,最高為17.45 m,頂升高度大,最大為4.65 m,均位于頂升第三聯(lián)。

        (5)橋梁改造前后縱坡調(diào)整,需調(diào)坡頂升。老橋為簡支空心板和T梁結(jié)構(gòu),頂升時橋面連續(xù)縫及伸縮縫需拆除,并進行逐跨調(diào)坡頂升。

        3 頂升方案設(shè)計

        3.1頂升支撐設(shè)計

        根據(jù)本工程特點,采用斷柱頂升,并考慮方便上部結(jié)構(gòu)限位設(shè)置、承臺加厚、立柱加粗接高等因素,在現(xiàn)狀立柱底部以上2.5 m處截斷。頂升支撐設(shè)置于加厚后的承臺上,在支撐頂部設(shè)置墊塊及千斤頂,采用頂蓋梁的方式將橋面頂至設(shè)計高程。

        按照控制鋼管支撐高度不超過6 m的原則,頂升支撐較低的第一聯(lián)采用609鋼管支撐,頂升支撐較高的第二、三聯(lián)先設(shè)置混凝土平臺,在平臺上支撐鋼管進行頂升,見圖3、圖4。

        圖2 頂升橋梁平面圖

        表1 頂升橋梁概況表

        圖3 混凝土平臺+鋼管支撐

        圖4 第三聯(lián)頂升現(xiàn)場

        此外,由于蓋梁寬度受限,為橫向布置千斤頂,部分橋墩蓋梁底部設(shè)置了分配梁。

        混凝土平臺采用薄壁空心截面,以減輕自重,節(jié)約材料用量。設(shè)置混凝土平臺降低了鋼管支撐高度,其具有支撐剛度大、穩(wěn)定性好、施工空間大等優(yōu)點,確保了頂升支撐的安全。

        對于上跨現(xiàn)狀滬昆鐵路的第三聯(lián)頂升,采用混凝土平臺支撐,有效地降低了鐵路列車振動對支撐體系的影響,也將頂升施工對鐵路運營的影響降至最低。

        3.2頂升限位方案

        頂升過程中橋梁上部結(jié)構(gòu)接近于機動體系,針對上部結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)縱橫向的位移,必須采取可靠的限位措施。

        (1)立柱限位(見圖5)

        圖5 立柱限位措施

        鋼管支撐體系:在鋼管支撐與立柱間設(shè)置型鋼,形成限位措施。

        混凝土平臺體系:在平臺立柱間設(shè)置2~3道混凝土限位板,限位板與立柱之間設(shè)置橡膠擋塊,并保持5~10 m m間隙以起到限位作用。

        (2)梁端限位(見圖6)

        頂升聯(lián)橋面為單向縱坡,為防止頂升中梁體滑動,在低端梁體端部采用限位角鋼進行限位。

        圖6 梁端及跨間限位措施

        (3)跨間限位(見圖6)

        老橋為簡支結(jié)構(gòu),為調(diào)坡頂升,各橋跨間的連續(xù)縫或伸縮縫均拆除。頂升中在橋面上布置限位牛腿和粗鋼筋,將相鄰兩跨結(jié)構(gòu)進行聯(lián)系,有利于下滑力分配到各個橋墩,防止單跨梁體發(fā)生縱向滑移。

        3.3千斤頂布置

        本工程采用液壓驅(qū)動跟隨頂升方案。工作頂為液壓千斤頂,并采用同步頂升PLC系統(tǒng)進行控制。同時采用具有機械鎖定功能的跟隨頂,作為頂升過程中的保護措施及工作頂換肩時的支撐措施,千斤頂主要參數(shù)見表2。

        表2 千斤頂布置情況表

        工作頂和跟隨頂對稱布置在立柱兩側(cè),通過工作頂和跟隨頂交替循環(huán),實現(xiàn)橋梁頂升,見圖7。

        圖7 千斤頂平面布置圖

        考慮到第三聯(lián)結(jié)合鐵路運行天窗,每天只能頂一個行程,為加快施工進度,采用了行程30 cm的大行程千斤頂,每天頂升20 cm。實際頂升作業(yè)時,每幅橋頂升了26個行程。每個行程頂升后將千斤頂自鎖,防止結(jié)構(gòu)在非頂升期間變位。

        3.4調(diào)坡頂升方案

        第一步整體頂升:按老橋縱坡一聯(lián)整體同步頂升,頂升高度為低端橋墩至設(shè)計標高為止。

        第二步調(diào)坡頂升:從低端到高端依次調(diào)坡頂升,所有未達到設(shè)計標高的橋墩應(yīng)同步頂升。頂升期間,低端達到標高的橋墩應(yīng)及時澆注橋墩立柱混凝土,形成固結(jié)。最終將各橋墩頂升至改建橋面設(shè)計標高,見圖8。

        圖8 調(diào)坡頂升示意圖

        4 承臺改造設(shè)計

        橋梁頂升抬高后,根據(jù)樁基計算需要,并結(jié)合頂升支撐布置要求,部分橋墩需增補鉆孔灌注樁,并對承臺進行幫寬、加厚改造。

        為加強新老承臺連接,確保共同受力,需對老承臺側(cè)面及頂面鑿毛、植筋,并將補樁承臺伸入老承臺底部起到“兜底”作用,承臺改造方式見圖9。

        圖9 承臺改造設(shè)計圖

        5 立柱改造設(shè)計

        立柱改造包括斷柱頂升后的立柱接長,以及根據(jù)靜力及抗震計算需要對立柱底部以上一定范圍進行加粗,見圖10。

        立柱接長通過機械連接方式將原立柱主筋一一對應(yīng)連接。立柱加粗考慮受力需要及施工間距,加粗厚度取150 m m,并根據(jù)計算確定立柱加粗高度及加粗部份受力主筋布置。

        為加強立柱加粗部份與老立柱的連接,需對老立柱表面進行鑿毛、植筋,鑿毛要求為不小于6 m m的凹凸面。

        圖10 立柱改造設(shè)計及施工實景圖

        6 結(jié)語

        杭申線滬杭高速公路橋頂升改造已順利完成施工,頂升過程安全可靠,達到預(yù)期目的。橋梁整體頂升技術(shù)逐步成熟,可在類似橋梁改建工程中進行推廣。本工程頂升支撐、限位措施、千斤頂布置、調(diào)坡頂升方案、承臺及立柱改造等關(guān)鍵技術(shù)可作類似工程的參考。

        [1]上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司.杭申線(上海段)航道整治工程—滬杭高速公路橋改建工程施工圖設(shè)計文件[Z],2013.

        [2]湯岳飛.滬杭高速公路橋改建工程總體設(shè)計特色與技術(shù)創(chuàng)新[J].城市道橋與防洪[J].2013(7):61-66.

        [3]馬骉,龔慈中,黃虹,等.成都市二環(huán)路既有橋梁頂升改造設(shè)計總結(jié)[J].勘察設(shè)計[J].2014,32(7):93-96.

        U445

        B

        1009-7716(2016)09-0186-04

        2016-05-30

        鄢余文(1978-),男,江西上饒人,高級工程師,從事橋梁工程設(shè)計工作。

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