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        橋梁整體同步頂升及監(jiān)測技術(shù)

        2021-09-29 09:28:22肖宏宇劉薇
        公路與汽運 2021年5期
        關(guān)鍵詞:立面圖梁底主墩

        肖宏宇,劉薇

        (江西省瑞尋高速公路有限責(zé)任公司, 江西 會昌 342600)

        橋梁整體同步頂升技術(shù)在既有橋梁提高通航凈空、調(diào)整橋梁縱向線形等改造工程中應(yīng)用較多,相比拆除重建,該技術(shù)在施工周期、造價、交通組織等方面優(yōu)勢明顯。浙江省湖州市長興縣港口村長和公路上港口大橋整體同步頂升3.0 m,高度較大,施工、監(jiān)測方案的制訂及實施關(guān)系到項目質(zhì)量、安全能否達(dá)到目標(biāo)要求。

        1 工程背景

        港口大橋原橋長471 m,主橋為(45+80+45) m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁,兩側(cè)引橋為20 m簡支板梁和30 m先簡支后連續(xù)組合箱梁結(jié)構(gòu),全橋配跨為3×20 m+2×30 m+(45+80+45) m+6×30 m。主橋主墩采用群樁基礎(chǔ)加承臺,下部結(jié)構(gòu)采用實體橋墩;引橋基礎(chǔ)采用單排樁基礎(chǔ),無承臺,下部結(jié)構(gòu)為雙柱橋墩加蓋梁,橋臺采用樁接蓋梁式臺。

        該橋上跨長湖申線航道,目前通行凈空不能滿足Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)。為此,將全橋整體同步頂升3.0 m,兩岸各增設(shè)3跨20 m空心板梁橋接順引道。同步頂升重量見表1,工藝流程見圖1。

        表1 港口大橋全橋同步頂升重量

        圖1 全橋整體同步頂升施工流程

        2 各墩頂升千斤頂布置與荷載托換方案

        2.1 主橋主墩6#、7#墩

        主墩采用直接頂升法,利用承臺作為反力基礎(chǔ),在承臺與梁底之間安裝液壓千斤頂、交替機械千斤頂、支撐系統(tǒng)進(jìn)行頂升。在梁底安裝鋼分配梁,鋼分配梁采用雙拼36a工字鋼,調(diào)平后固定。鋼分配梁與梁底間縫隙采用高強度灌漿料填充,強度40 MPa。單墩布置200 t墩頂升千斤頂和交替機械千斤頂各20臺(見圖2、圖3)。

        圖2 主橋主墩頂升布置立面圖(單位:cm)

        圖3 主橋主墩頂升布置平面圖(單位:cm)

        2.2 主引橋過渡墩5#、8#墩

        主引橋過渡墩采用直接頂升法,過渡墩兩側(cè)分屬2個施工段。利用承臺作為反力基礎(chǔ),在承臺與梁底之間安裝液壓千斤頂、交替機械千斤頂、支撐系統(tǒng)進(jìn)行頂升。在梁底安裝鋼分配梁,調(diào)平后固定,鋼分配梁與梁底間縫隙采用高強灌漿料填充。引橋一側(cè)布置200 t頂升頂和交替機械千斤頂各4臺,主橋一側(cè)布置200 t頂升頂和交替機械千斤頂各4臺(見圖4~7)。

        圖4 引橋側(cè)頂升布置正立面圖(單位:cm)

        2.3 引橋橋墩

        引橋橋墩采用斷柱頂升法,由于基礎(chǔ)未設(shè)置承臺,在橋墩適當(dāng)高度澆筑鋼筋砼抱柱梁,為頂升提供反力,在抱柱梁與蓋梁之間安裝液壓千斤頂、交替機械千斤頂、支撐結(jié)構(gòu),切斷橋墩完成荷載托換,蓋梁倒角植筋澆筑砼找平。箱梁單墩布置500 t墩頂升千斤頂和400 t交替機械千斤頂各4臺,板梁單墩布置200 t墩頂升千斤頂和200 t交替機械千斤頂各4臺(見圖8)。

        圖5 主橋側(cè)頂升布置正立面圖(單位:cm)

        圖6 過渡墩頂升側(cè)立面圖(單位:cm)

        圖7 過渡墩頂升平面圖(單位:cm)

        圖8 引橋橋墩頂升立面圖(單位:cm)

        2.4 引橋橋臺

        如圖9所示,橋臺采用直接頂升法,在承臺跨內(nèi)側(cè)施工10根靜壓錨桿樁,在樁頂施工鋼筋砼地基梁作為頂升反力基礎(chǔ)。在梁底安裝鋼分配梁作為頂升受力點,在地基梁與鋼分配梁之間安裝千斤頂進(jìn)行頂升。單臺布置200 t墩頂升千斤頂和交替機械千斤頂各4臺;靜壓錨桿樁采用300 mm×300 mm砼方樁,單臺布置10根。

        圖9 橋臺頂升立面圖(單位:cm)

        2.5 千斤頂配置(見表2)

        表2 千斤頂配置

        3 施工監(jiān)測

        橋梁頂升過程中由于縱、橫向各支點理論上無法達(dá)到完全同步施工,還存在縱、橫向位移的可能性,給橋梁頂升施工帶來一定風(fēng)險。加上該橋施工頂升力和位移均較大,為保證施工安全和質(zhì)量,對主橋(6~8跨)進(jìn)行施工監(jiān)測。

        3.1 監(jiān)測方案

        (1) 位移及線形監(jiān)測。該橋頂升設(shè)計維持原設(shè)計縱坡,整體頂升3.0 m。頂升前對既有橋梁進(jìn)行全面測量,獲得線形初始值,以此為基準(zhǔn)計算線形控制目標(biāo)值。梁體整體脫空離開原支座后,以位移控制為主,頂升過程中保持頂升的同步性,隨時監(jiān)測梁體頂升過程中的位移。橋面植入膨脹釘布置測點,梁底及墩頂布置小棱鏡、LXW精密拉繩位移傳感器測點。

        (2) 高程監(jiān)測。橋梁的高程控制即控制頂升過程中高差是施工控制重點,其目標(biāo)是保證橋梁頂升過程的同步性和穩(wěn)定性,確保安全并達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。

        (3) 應(yīng)力監(jiān)測。根據(jù)理論計算分析,應(yīng)力測點布置本著“少而精”的原則。對于頂升施工的連續(xù)梁橋,施工過程中主梁中支點的彎矩最大,且在不同施工工序下主梁頂、底板應(yīng)力變化幅度最大,故選擇中支點截面作為主要應(yīng)力測試斷面;由于邊跨2/3位置截面高度小,當(dāng)邊支點頂升過程中位移誤差較大時,該截面的應(yīng)力變化幅度也較大,在此處設(shè)置應(yīng)力測試斷面可輔助判斷結(jié)構(gòu)的受力情況;跨中合龍段作為連續(xù)梁橋的關(guān)鍵節(jié)段,有必要進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測。應(yīng)力監(jiān)測從頂升開始,逐段監(jiān)測,一直到頂升到位、支座安裝完成。

        3.2 監(jiān)測頻率(見表3)

        表3 頂升施工監(jiān)測頻率 次/d

        3.3 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

        建立該橋主橋連續(xù)梁有限元計算模型,計算理論控制值(見表4)。

        表4 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)和實測值

        3.4 監(jiān)測結(jié)論

        全橋頂升共歷經(jīng)11 d,累計頂升高度為3.0 m,監(jiān)測結(jié)果見表4。該橋頂升高度為國內(nèi)較高值,頂升施工完成后未發(fā)現(xiàn)新增橋梁結(jié)構(gòu)病害,施工過程中監(jiān)測實測值在理論值控制范圍內(nèi)。

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