顶升基础及桥台支架结构设计与施工:鹤大公路牡丹江至宁安段扩建工程原有分离桥

张永山，闫成柏

(黑龙江省水利四处工程有限责任公司，黑龙江牡丹江157000)

1 工程概况

鹤大公路牡宁段3座主线下穿分离立交式桥顶升施工，桥位桩号分别为K503+647.4、K511+990、K519+606.5。3座分离桥于1998年鹤大公路牡宁段一期(右幅)时完工并通车。现因鹤大公路牡宁段左幅扩建桥下净高不满足新规范的要求，并考虑主线路面维修加厚等因素进行顶升加高利用。其中K503+647.4顶升高度0.35 m，K511+990顶升高度0.75 m，K519+606.5顶升高度为0.70 m。

3座分离桥结构形式完全相同。上部结构为4跨钢筋混凝土连续梁，孔径形式为15+2 m×17+15 m;下部结构为柱式墩，框架式桥台;钻孔桩、承台基础。桥梁全长77.08 m，桥面净宽7 m+2×0.5 m护轮带。

2 顶升加高支架、基础设计

桥梁顶升采用支架集群千斤顶同步顶升加高施工方案。每个墩柱的两侧对应箱梁实体横隔梁处设1个千斤顶及支撑立柱，每个桥台对应腹板处各设1个千斤顶及支撑立柱。桥梁墩台每个支撑立柱下设混凝土基础。通过计算选择支架结构型式、基础的尺寸及千斤顶的吨位。故顶升加高设计程序:计算桥梁上部结构荷载→计算支座反力→选择支架截面型式及尺寸→基础混凝土的尺寸。

2.1 计算桥梁上部结构荷载

根据原分离桥设计上部各结构重量如表1。

2.2 计算简图及支座反力的计算

由于每座墩台处设2个千斤顶，故千斤顶及支架计算简图图1。线荷载集度q=71.8 kN/m。

表1 分离桥上部结构重建一览表

图1 千斤顶支架计算简图

采用位移法求解超静定结构支座反力，取1/2对称结构计算。基本结构图见图2。

图2 支座应力计算基本结构图

经过结构力学计算确定支座反力:

校核:

支座反力合计:R总=RA+RB+Rc+RD+RE=4596.8kN

荷载总计:N总=QL=71.8×64=4595.2kN

R总≈N总，误差0.035%，计算精度满足要求。

图3 支座反力计算图

2.3 支架计算

每座桥台的每个支架荷载为504 kN(支座反力RA=RE=504 kN)，每个支架拟选用双肢普通槽钢a25型，组合截面形式，两肢槽钢连接采用缀条连接。支架高度6 m，下部与基础混凝土上预埋的钢板焊接连接，上部每间隔3m设置斜撑或水平撑加以约束。支架的计算简图如图4。

1)25a型槽钢单肢截面参数:

槽钢高度H=25 cm，槽钢宽度b=7.8 cm，截面面积A=34.92 cm2，截面关于x轴惯性矩Ix=3370 cm4，截面关于y轴惯性矩Iy=176 cm4。

2)组合截面参数:

槽钢高度H=25 cm，槽钢宽度b=27 cm，截面面积A=69.84 cm2，截面关于x轴惯性矩Ix=3370×2=6740 cm4，截面关于y轴惯性矩Iy=9476 cm4。

图4 支架计算简图

3)缀条采用5×1×35 cm钢板，呈60°角斜置与槽钢焊接，间距30 cm，每个支架共计40根缀条。

垂直y轴各斜缀条毛截面面积之和A1y=200 cm2。

4)支架受压强度及稳定验算:

查《钢结构设计规范》GB50017－2003附录C表C－2:

查《钢结构设计规范》GB50017－2003附录C表C－2:

故支架的强度、稳定性满足规范要求。

［1］张劲泉，王文涛.桥梁检测与加固手册(上下册)［K］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］薛光瑾.结构力学［M］.北京:高等教育出版社，1994.