多跨连续梁桥曲线段同步顶升及大偏位纠偏技术

李权军 刘法波

(四川路桥桥梁工程有限责任公司，四川 成都 610071)



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多跨连续梁桥曲线段同步顶升及大偏位纠偏技术

李权军 刘法波

(四川路桥桥梁工程有限责任公司，四川 成都 610071)

针对绵阳三汇高架桥受原桥设计参数、超重超载车、支座损坏及地震等影响，第一联梁段横向偏移的问题，确立了PLC多点同步顶升系统纠偏方案，并采用钢管立柱结合承台的支撑体系，通过优化顶升纠偏技术，加强过程监控，顺利完成了梁体纠偏。

多跨连续梁，偏移量，同步顶升技术，支撑体系

1 工程概述

三汇高架桥初建于1996年，位于绵阳市一环路西段，全长681.26 m，为36跨共七联等截面钢筋混凝土连续板梁。本桥第一联为曲线段，曲线半径为100 m，共8跨，长159.2 m，总重4 300余吨。2015年8月检测发现该桥第一联曲线段向弯道外侧偏移140 mm，2016年5月，检测单位对该桥进行二次检测，最大偏移量由140 mm发展为152 mm，病害进一步加剧，如图1所示。针对梁体横向偏移病害进行了分析，主要原因有以下几点：1)1号～8号轴(第一联)处于弯道桥，且曲线半径小，为100 m，在长期离心力的作用下，发生了向桥梁外侧的不可恢复的变位；2)随着城市交通的发展，实际运行的车辆荷载大于原桥设计荷载，更加剧了离心力效应；3)原桥依据老规范设计，道路横坡较小，离心力效应明显；4)横向限位功能弱，不能有效的限制桥梁横向变位；5)该桥位于地震区，受5·12地震余震的影响。

2 总体实施方案及重难点

根据设计文件要求及专家意见，采用国内先进的PLC同步顶升技术，将第一联159.2 m整体顶升约10 mm后，利用侧向水平顶升系统顶推复位法，恢复其原貌，由于各墩处横向偏移距离不同，复位时按各墩纠偏总量进行分级分组同步控制。

桥梁顶升、横向复位是一项复杂且带有一定危险性的工程，如何确保梁体顶升过程中不受损坏是桥梁同步顶升、横移的关键。本工程重难点如下：1)第一联主梁位于平面曲线上，施工工况复杂；2)横向位移量较大，墩顶横向复位力复杂；3)在顶升过程中，须采取措施控制顶升过程中梁体的纵向位移、保证伸缩缝的宽度不变；4)为确保顶升过程中梁体的位移轨迹始终在设计值及误差范围内，须加强纵横向限位设计，确保纵横向装置具有足够的刚度，满足纵横向限位的要求，并应有足够的安全储备。

3 顶升纠偏支撑体系设计

根据设计及现场实际情况，竖向顶升支撑体系采用钢管支撑结合墩柱组合体系，横向纠偏支撑体系除0号桥台处是在桥台上埋设反力架外，其余的1号～8号墩则在竖向顶升支撑体系的下分配梁上焊接反力架支撑。

3.1 支撑体系基础

第一联桥2号～5号墩基础的处理方法为：增加桩基后加大承台尺寸，墩柱采用在原墩柱上植筋后加大墩柱截面。因此2号～5号墩支撑体系基础直接利用承台预埋连接埋件。

在尽量不破坏既有路面的原则下，1号墩，6号墩～8号墩采用直接在既有路面上浇筑50 cm～80 cm厚钢筋混凝土作为支撑基础并预埋钢立柱连接埋件。

0号桥台则根据顶升点的布置，直接在桥台上凿出U形槽，利用桥台前墙做支撑基础。

3.2 钢管支撑体系

钢管支撑体系由钢管支撑和墩柱加强体系组成。钢管支撑由带法兰盘φ820×12 mm钢管、型钢水平撑、型钢剪刀撑、下分配梁、滑动体系、自平式千斤顶、上分配梁等组成，结构如图2所示，墩柱加强体系由抱箍、型钢连接杆等组成，如图3所示。

3.3 横向纠偏及滑移体系

横向纠偏体系由反力牛腿、水平千斤顶、垫梁、限位挡块等组成，滑移体系由不锈钢板、四氟滑板、滑动钢板等组成，如图4所示。

3.4 顶升纠偏支撑体系结构计算

1)顶升钢支撑计算。根据设计，单个墩柱支反力最不利工况450 t，并考虑1.2倍系数，设计值取450×1.2=540 t，平均分配到每个钢管支墩为540/8=67.5 t，每个钢管支墩作用点中心距单根φ820×12 mm钢管支撑中心为0.5 m。

组合最大应力56.1 MPa，小于Q235设计值210 MPa，安全储备系数为210/56.1=3.7，满足设计要求。

最大剪应力47.5 MPa，小于Q235设计值125 MPa，安全储备系数为125/47.5=2.6，满足设计要求。

最大变形为1.6 mm，满足设计要求。

同时对单钢立柱进行了稳定性验算，均满足规范要求。

2)横向纠偏固定牛腿计算。一侧固定牛腿水平纠偏力按450/2×0.12=27 t计算，单个墩柱最不利工况支反力450 t，考虑滑动面摩擦系数取0.12。采用MIDAS CIVIL建模计算得：

组合最大应力50.9 MPa，小于JP2Q235抗拉、压设计值210 MPa，安全储备系数为210/50.9=4.1，满足设计要求。

剪应力19.7 MPa，小于Q235抗剪设计值125 MPa，满足设计要求。

最大变形为0.07 mm，满足设计要求。

3.5 限位设计

为避免顶升过程中桥梁产生横、纵向偏移，需设立限位装置。限位装置包括纵向牵引限位装置、墩柱处的纵横向限位支架、梁底横向限位牛腿。

1)纵向限位采用螺旋千斤顶桥面牵拉限位装置，如图5所示。每个装置可承受30 t水平力。每个装置由两个反力支架与两块拉板焊接成一个整体构成，反力支架通过植M24化学螺栓锚固在伸缩缝侧。2)墩柱横向限位采用在墩柱的四个角点处安装分肢型钢构成格构柱来限制墩柱的横桥向和纵桥向的位移。3)利用梁下原限位牛腿限位，并在横向限位牛腿与墩柱之间设置垫板。4)横向滑移体系钢支撑顶分配梁上设置限位挡块确保顶升纠偏限位。5)对于纠偏设置侧向钢管限位支撑。

4 顶升纠偏施工技术

4.1 顶升施工

本工程采用PLC多点同步顶升液压系统，该系统同步顶升(落梁)精度较高，可控制在±0.5 mm。第一联0号墩～8号墩同步顶升控制72台顶升千斤顶，每个墩配置1台从站控制8台顶升顶，0号墩～8号墩共计9台从站，由2台主站和主控机控制。

曲线连续梁0号墩～8号墩各墩同步顶升10 mm,托换至设置的钢管支墩的滑板面上。待横向纠偏完成并更换支座后，同步落梁至设计桥面标高。

4.2 横向纠偏施工

横向纠偏采用PLC多点同步顶升液压系统，第一联0号墩～8号墩同步顶升控制36台顶升千斤顶，每个墩配置1台从站控制4台顶升顶，0号墩～8号墩共计9台从站，由2台主站和主控机控制。

在梁体整体顶升完成后，驱动各墩柱水平千斤顶分两组7级逐级同步复位。

假定0号～8号墩柱顶升支反力依次分别为F0，F1，F2，F3，F4，F5，F6，F7，F8,四氟滑板滑动面最大静摩擦系数取0.12,0号～8号墩柱水平纠偏力依次分别为0，0.12F1，0.12F2，0.12F3，0.12F4，0.12F5，0.12F6，0.12F7，0.12F8,分7级每级依次分别为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,对应每级相对纠偏量分别为0 mm，2.6 mm，5.1 mm，7.6 mm，10.3 mm，12.7 mm，15.3 mm，18 mm，20 mm。

纠偏实施：先同步驱动5号～8号墩柱(第一组)水平千斤顶，顶升力达到第一级后停止顶推，再同步驱动0号～4号墩柱(第二组)水平千斤顶，顶推力达到第一级后停止顶推，再驱动第一组千斤顶进行第二级顶推，依次交替进行，直至梁体完全复位。

顶升纠偏施工工艺流程如图6所示。

5 结语

根据绵阳三汇高架桥第一联连续梁的特点，提出采用钢管支撑和墩柱相结合的支撑体系，利用钢支撑体系下分配梁施作横向纠偏反力支撑体系。同时在横向纠偏顶推实施中，采用了分组分级的顶推方式，有效的避免了0号～8号墩柱同步顶推时部分分力相互抵消而造成的支撑体系顶部水平力过大使得支撑体系失稳的安全隐患。现场检测结果表明：各墩柱顶升和顶推力与计算模型误差控制在10%以内，各点同步位移控制在±1.0 mm内，顶升过程中梁体应力值均未超过规范限值，整个支撑体系变形均在计算控制值以内。本曲线连续梁段顶升纠偏的成功实施，充分的验证了各项技术的可靠性，其经验可在类似曲线连续梁桥的维修加固及顶升纠偏中推广应用。

[1] 蒋岩峰，蓝戊已.桥梁整体顶升关键技术研究[J].建筑结构，2007，37(S2)：27-30.

[2] 陈 舟，余晓琳，颜全胜，等.北江大桥弓I桥整体顶升施工技术[J].桥梁建设，2014，44(1)：114-121.

[3] 周水兴.路桥施工计算手册[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

李权军(1977- )，男，高级工程师； 刘法波(1979- )，男，高级工程师

U448.215

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