李權(quán)軍 劉法波

(四川路橋橋梁工程有限責(zé)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(zé)任公司，四川 成都 610071)

針對(duì)綿陽(yáng)三匯高架橋受原橋設(shè)計(jì)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(wèn)題，確立了PLC多點(diǎn)同步頂升系統(tǒng)糾偏方案，并采用鋼管立柱結(jié)合承臺(tái)的支撐體系，通過(guò)優(yōu)化頂升糾偏技術(shù)，加強(qiáng)過(guò)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(yáng)市一環(huán)路西段，全長(zhǎng)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(zhǎng)159.2 m，總重4 300余噸。2015年8月檢測(cè)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(cè)單位對(duì)該橋進(jìn)行二次檢測(cè)，最大偏移量由140 mm發(fā)展為152 mm，病害進(jìn)一步加劇，如圖1所示。針對(duì)梁體橫向偏移病害進(jìn)行了分析，主要原因有以下幾點(diǎn)：1)1號(hào)～8號(hào)軸(第一聯(lián))處于彎道橋，且曲線半徑小，為100 m，在長(zhǎng)期離心力的作用下，發(fā)生了向橋梁外側(cè)的不可恢復(fù)的變位；2)隨著城市交通的發(fā)展，實(shí)際運(yùn)行的車輛荷載大于原橋設(shè)計(jì)荷載，更加劇了離心力效應(yīng)；3)原橋依據(jù)老規(guī)范設(shè)計(jì)，道路橫坡較小，離心力效應(yīng)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(shí)施方案及重難點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求及專家意見，采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)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(fù)位法，恢復(fù)其原貌，由于各墩處橫向偏移距離不同，復(fù)位時(shí)按各墩糾偏總量進(jìn)行分級(jí)分組同步控制。

橋梁頂升、橫向復(fù)位是一項(xiàng)復(fù)雜且?guī)в幸欢ㄎｋU(xiǎn)性的工程，如何確保梁體頂升過(guò)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(diǎn)如下：1)第一聯(lián)主梁位于平面曲線上，施工工況復(fù)雜；2)橫向位移量較大，墩頂橫向復(fù)位力復(fù)雜；3)在頂升過(guò)程中，須采取措施控制頂升過(guò)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(guò)程中梁體的位移軌跡始終在設(shè)計(jì)值及誤差范圍內(nèi)，須加強(qiáng)縱橫向限位設(shè)計(jì)，確?？v橫向裝置具有足夠的剛度，滿足縱橫向限位的要求，并應(yīng)有足夠的安全儲(chǔ)備。

3 頂升糾偏支撐體系設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(hào)橋臺(tái)處是在橋臺(tái)上埋設(shè)反力架外，其余的1號(hào)～8號(hào)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(hào)～5號(hào)墩基礎(chǔ)的處理方法為：增加樁基后加大承臺(tái)尺寸，墩柱采用在原墩柱上植筋后加大墩柱截面。因此2號(hào)～5號(hào)墩支撐體系基礎(chǔ)直接利用承臺(tái)預(yù)埋連接埋件。

在盡量不破壞既有路面的原則下，1號(hào)墩，6號(hào)墩～8號(hào)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(yù)埋鋼立柱連接埋件。

0號(hào)橋臺(tái)則根據(jù)頂升點(diǎn)的布置，直接在橋臺(tái)上鑿出U形槽，利用橋臺(tái)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(qiáng)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(dòng)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(qiáng)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(dòng)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(jì)算

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

組合最大應(yīng)力56.1 MPa，小于Q235設(shè)計(jì)值210 MPa，安全儲(chǔ)備系數(shù)為210/56.1=3.7，滿足設(shè)計(jì)要求。

最大剪應(yīng)力47.5 MPa，小于Q235設(shè)計(jì)值125 MPa，安全儲(chǔ)備系數(shù)為125/47.5=2.6，滿足設(shè)計(jì)要求。

最大變形為1.6 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

同時(shí)對(duì)單鋼立柱進(jìn)行了穩(wěn)定性驗(yàn)算，均滿足規(guī)范要求。

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

組合最大應(yīng)力50.9 MPa，小于JP2Q235抗拉、壓設(shè)計(jì)值210 MPa，安全儲(chǔ)備系數(shù)為210/50.9=4.1，滿足設(shè)計(jì)要求。

剪應(yīng)力19.7 MPa，小于Q235抗剪設(shè)計(jì)值125 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

最大變形為0.07 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5 限位設(shè)計(jì)

為避免頂升過(guò)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(gè)裝置可承受30 t水平力。每個(gè)裝置由兩個(gè)反力支架與兩塊拉板焊接成一個(gè)整體構(gòu)成，反力支架通過(guò)植M24化學(xué)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(gè)角點(diǎn)處安裝分肢型鋼構(gòu)成格構(gòu)柱來(lái)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(duì)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(diǎn)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(hào)墩～8號(hào)墩同步頂升控制72臺(tái)頂升千斤頂，每個(gè)墩配置1臺(tái)從站控制8臺(tái)頂升頂，0號(hào)墩～8號(hào)墩共計(jì)9臺(tái)從站，由2臺(tái)主站和主控機(jī)控制。

曲線連續(xù)梁0號(hào)墩～8號(hào)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(jì)橋面標(biāo)高。

4.2 橫向糾偏施工

橫向糾偏采用PLC多點(diǎn)同步頂升液壓系統(tǒng)，第一聯(lián)0號(hào)墩～8號(hào)墩同步頂升控制36臺(tái)頂升千斤頂，每個(gè)墩配置1臺(tái)從站控制4臺(tái)頂升頂，0號(hào)墩～8號(hào)墩共計(jì)9臺(tái)從站，由2臺(tái)主站和主控機(jī)控制。

在梁體整體頂升完成后，驅(qū)動(dòng)各墩柱水平千斤頂分兩組7級(jí)逐級(jí)同步復(fù)位。

假定0號(hào)～8號(hào)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(dòng)面最大靜摩擦系數(shù)取0.12,0號(hào)～8號(hào)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(jí)每級(jí)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(duì)應(yīng)每級(jí)相對(duì)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(shí)施：先同步驅(qū)動(dòng)5號(hào)～8號(hào)墩柱(第一組)水平千斤頂，頂升力達(dá)到第一級(jí)后停止頂推，再同步驅(qū)動(dòng)0號(hào)～4號(hào)墩柱(第二組)水平千斤頂，頂推力達(dá)到第一級(jí)后停止頂推，再驅(qū)動(dòng)第一組千斤頂進(jìn)行第二級(jí)頂推，依次交替進(jìn)行，直至梁體完全復(fù)位。

頂升糾偏施工工藝流程如圖6所示。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)綿陽(yáng)三匯高架橋第一聯(lián)連續(xù)梁的特點(diǎn)，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(shí)在橫向糾偏頂推實(shí)施中，采用了分組分級(jí)的頂推方式，有效的避免了0號(hào)～8號(hào)墩柱同步頂推時(shí)部分分力相互抵消而造成的支撐體系頂部水平力過(guò)大使得支撐體系失穩(wěn)的安全隱患?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明：各墩柱頂升和頂推力與計(jì)算模型誤差控制在10%以內(nèi)，各點(diǎn)同步位移控制在±1.0 mm內(nèi)，頂升過(guò)程中梁體應(yīng)力值均未超過(guò)規(guī)范限值，整個(gè)支撐體系變形均在計(jì)算控制值以內(nèi)。本曲線連續(xù)梁段頂升糾偏的成功實(shí)施，充分的驗(yàn)證了各項(xiàng)技術(shù)的可靠性，其經(jīng)驗(yàn)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(yīng)用。

[1] 蔣巖峰，藍(lán)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.

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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(jí)工程師； 劉法波(1979- )，男，高級(jí)工程師

U448.215

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