哈尔滨公滨路主线桥顶升纠偏与仿真

万俊林 王建荣

(1.哈尔滨市政第二工程公司，黑龙江 哈尔滨 150026； 2.北京特希达科技有限公司，北京 100037)



哈尔滨公滨路主线桥顶升纠偏与仿真

万俊林1王建荣2

(1.哈尔滨市政第二工程公司，黑龙江 哈尔滨 150026； 2.北京特希达科技有限公司，北京 100037)

以哈尔滨某弯桥工程纠偏为例，总结了该桥梁偏位原因，提出了纠偏施工流程，并进行了相关仿真分析，验证了该纠偏施工方案的合理性，可用于解决城市弯桥，尤其是大吨位桥梁的顶升纠偏问题。

弯桥纠偏,施工流程,仿真分析，千斤顶

0 引言

目前我国桥梁数量众多，日常管理和养护任务占据了相当的人力和物力，然而针对桥梁上部结构的偏位问题关注较少，调查显示，我国曲线桥梁都存在不同程度的桥梁偏位病害[1,2]。

桥梁纠偏技术是解决目前桥梁偏位问题的主要技术手段之一。相比于其他改造手段，其具有施工周期短，经济成本低等优势。顶升纠偏技术就是运用千斤顶系统将部分或整个梁体顶起一定高度，然后再进行相应的操作，但其施工过程并不简单，难点主要围绕着顶升纠偏过程中如何稳定控制结构的位移、应力，使之达到合理的范围，使得顶升纠偏不会对桥梁再次产生损伤。因此研究合理的施工方案及流程，对增加桥梁使用寿命具有重要意义[3]。

1 工程概况

1.1 工程介绍

哈尔滨公滨路主线桥位于哈尔滨市区交通主干道上，为两联共13跨连续箱梁，上下行两幅梁体通过预应力横系梁连结在一起。单个支座的设计承载力为1 250 t，按支座承载力来计算，最大一联箱梁的荷载加上固结在一起的匝道大约为21 250 t。通过对桥梁进行检测发现，其第一联～第三联均具有不同程度的偏位问题，其中以第二联D6号～D9号桥墩间3跨箱梁向外偏移最为明显，第6号桥墩连续梁梁端横向位移至少达到90 mm。

同时，由于主梁横向滑移致使6号墩上方橡胶支座与上下钢板产生滑移，滑移量最大达93 mm，造成个别板式橡胶支座剪切变形、开裂。G匝道G16号桥墩立柱设立在两幅桥分幅间，由于主线桥连续箱梁横向爬移导致外圈箱梁外侧翼缘在D8号桥墩位置与G16号桥墩立柱顶死。

1.2 病害分析

根据已有文献的分析及桥梁维修加固经验可知，连续弯梁产生变位是由多种因素共同长期作用形成的，其主要有以下两方面的原因：

1)温度荷载的影响;2)车辆离心力的作用。

因此，弯梁桥横向无限位装置时，在长期车辆、温度荷载作用下，其偏位会不断增大。

2 仿真模拟

为进一步明确施工过程的合理及安全性，本文采用有限元软件，根据桥梁结构形式及施工流程，建立了相应的有限元模型，对上述工程的纠偏过程进行了仿真分析。

采用梁格模型是一种常用的分析计算方法，其主要思路是将桥梁的上部结构等效为平面的梁格或空间架构进行模拟。通过桥梁每个区段内的弯曲刚度和抗扭刚度等效为邻近区域的梁格中，结构的纵向刚度等效于纵向梁格中，横向刚度等效于横向梁格中。

基于上述思路，本文使用Midas/Civil建立了弯桥模型D0～D6区段的梁格模型，如图1所示。依据桥梁尺寸，模型共建立278个节点，440个单元，2个施工阶段。通过结构单元及边界条件的激活、钝化来实现各个施工阶段的计算分析[4]。

其中，千斤顶实际在顶升纠偏施工过程中，克服了结构自重抬高梁体，如果通过施加集中荷载模拟千斤顶顶升过程，计算结果不精确且容易出现计算不收敛的情况，因此本文采用位移荷载，即使用强制位移模拟桥梁竖向顶升过程；该桥梁的支座边界条件使用受压弹簧模拟橡胶支座。桥梁在水平顶推纠偏过程中，主梁竖向边界使用受压的弹簧刚性支撑模拟。

考虑结构恒载及施工荷载，按照对桥梁的纠偏施工过程进行模拟分析，其结果如图1所示。

由图1计算结果可知，本工程150 t水平千斤顶可以满足顶升纠偏要求，且在顶升过程中结构最大拉应力为2 MPa，尚未达到混凝土极限开裂应力值。

3 结语

本文结合哈尔滨公滨路主线桥纠偏工程的若干问题进行了分析，本桥处在哈尔滨市区交通主干道上，施工期间没有中断交通，取得了良好的社会效益。该方案的设计与施工过程的顺利进行，对我国城市桥梁大吨位顶升纠偏工程具有重大意义。

[1] 马 建，孙守增，杨 琦．中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]．中国公路学报，2014(5):1-96.

[2] 李俊超．中小跨径桥梁加固优选方案研究[D].西安：长安大学，2010.

[3] 周 亮．曲线梁桥梁体偏位分析与处治方法研究[D]．重庆：重庆交通大学，2011.

[4] 王新定，丁汉山，吉 林，等.混凝土连续弯梁桥侧向位移分析及对策研究[J].公路交通科技，2006(11):64-67．

The technology of rectification and simulation of bridge in Harbin

Wan Junlin1Wang Jianrong2

(1.Harbin Municipal Second Engineering Company, Harbin 150026, China; 2.Beijing Texida Technology Co., Ltd, Beijing 100037, China)

In this paper, a bridge rectification project in Harbin is introduced as an example, the reason of bridge deviation is concluded, and deviation rectification construction process validated by FEA is proposed， the rationality of the correction process is verified. Point out this method can be used to solve the problem of roof bending correction, especially the large tonnage bridge.

bridge rectification, construction process, FEA simulation, jack

1009-6825(2017)12-0143-02

2017-02-15

万俊林(1961- )，男，高级工程师； 王建荣(1969- ),男，高级工程师

U445

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