湖北楚天联发路桥养护有限公司

杨 洋 ，吴二军 ，蓝戊己2，王建永2 (1．河海大学土木与交通学院，江苏南京210098；

2．上海天演建筑物移位工程有限公司，上海200336) 摘要：结合佛开高速公路北江大桥：tL~I桥7跨连续梁和南引桥6跨连续梁的顶升改造工程，介绍了以 解联后的桥型、内力和变形为解联较优方案的三要素，针对南北引桥分别提出4种解联方案，进行了此 三要素的对比分析，确定了最优方案并给出了解联具体施工过程，为今后类似工程提供参考。 关键词：连续桥梁；顶升改造；解联方案；对比分析 中图分类号：U448．21 5 文献标识码：A 文章编号：1672一l144(2013)06—0035—05 Analysis on Contact-removing Scheme for Lifting and Reconstructing of Continuous Bridge YANG Yang ，WU Er-jun ，LAN Wu．ji2，WANG Jian．yong2 (1．College Q厂Civil and Trafic Engineering，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098，China； 2．Shanghai Tianyan Building胁 Engineering Co．，Lid．，Shanghai 200336，Chi Abstract：Combining with the project for lifting and reconstructing the seven span continuous bridge of the noah ap。 proach and six span continuous bridge of the south approach in Beijiang Bridge of Fokm Expess Highway，the bridge style，intemal force and deformation are introduced as the three factors for choosing the better contact-removing scheme of the bridge．At the same time，four schemes are put forward to the noah and south approach bridge respectively，and the compares and ana1) ses are made for the three factors．In the end，the better scheme and construction process about the cantact—removing of the bridge are given SO as to provide references for the similar projects in the future． Keywords：continuous bridge；lifting and reconstructing；contact—rem oving schem e；comparative analys~0

引 言 随着国内交通事业的发展，连续结构形式在公 路与城市桥梁中的应用越来越普遍，同时由于使用 年限和交通压力的增加，原有连续桥梁需要维修加 固和改造的情况也逐渐增多，可是针对连续桥梁的 维修改造往往比较困难。桥梁顶升从20世纪50年代开始， 顶升技术开始应用于铁路桥梁的架设、位移和落梁 等方面，液压同步顶升技术则从80年代末开始在国 内迅猛发展起来_1j，桥梁顶升技术的出现大大改善 了连续梁桥在维修改造上的问题。桥梁顶升 目前国内已有较多运用顶升技术对连续桥梁改 造的成功案例，例如天津狮子林桥桥面标高改造、南 浦大桥引桥高架改造[ 、北京哑巴河桥支座更换【3 等。但对于某些桥梁改造，采用整体按比例顶升后 其部分桥体标高差与实际标高差之间的误差值明显 较大，桥梁顶升为了更好地协调桥体线形，使顶升高度更接近 实际高差，该部分桥体有先解联再顶升的必要，但现 在很少有介绍解联的相关文献。桥梁的解联顶升主 要是针对连续梁桥，桥梁顶升即以原连续梁桥跨数的组合形 式将原桥分解为两段或两段以上的桥体，再按照各 解联部位墩位顶升高度调至设计高度，其他未解联 部位则为比例顶升。 本文以佛开高速公路北江大桥引桥顶升改造工 程为依托，介绍了桥梁解联的具体施工过程、解联方 案的选取及解联较优方案的确定方法。 佛开高速公路于1996年12月建成通车，全线 长80 km，双向4车道，设计车速为120 km／h。按照 规划要求，对原高速公路按双向八车道的设计标准 进行扩建，并对原路面和桥梁进行必要的改造。同 时，桥梁顶升由于航道整治，北江大桥所跨的顺德水道，航道 等级由国家Ⅳ级，提升到Ⅲ级。因此先在原桥两侧 修建新桥，待完成后转移交通至新建桥，然后顶升、 加固部分旧桥引桥，最后将改造后的旧桥与新桥进 行拼接，形成整体。 本次顶升范围为老桥引桥1 21孔及41～53 孑L共34孔，上部结构为7×20 m+7 X 20 m+7 X 20 m(北引桥佛山岸)+(南引桥开平岸)6×20 in+3 X 20 m+4×15 m=660 m预应力混凝土工字梁，下部 结构为双柱式墩，基础采用钻孔灌注桩。全桥分左 右两幅，每幅桥面净宽11．128 m，单幅桥由4根工字 主梁组成，主梁间距3．2 113．，桥面板厚0．2 m，单幅4 片20 m工字梁，梁高1．1 m，横向梁间距3．2 m，均为 预应力A类构件，桥面铺装采用8 em水泥混凝土。

1 解联过程简介 连续桥梁在解联过程中，其内力和变形会发生 相应的变化，所以解联的方法和技巧对整个改造过 程是非常重要的。本工程桥梁解联施工顺序如下：桥梁顶升 (1)先在盖梁侧面植入锚栓，安装千斤顶支架；桥梁顶升 (2)将梁体微微顶起，使原支座与梁体脱空，抽 出原支座，在梁底放沙筒，如图1(a)； 桥梁顶升(3)凿去墩顶梁间横隔板，并沿原工字梁预制 边界轻轻凿去纵向连接部混凝土，并保留梁体伸出 的纵向连续钢筋如图1(b)；桥梁顶升 (4)通过千斤顶完成桥梁顶升过程，放入与顶 升高度相应的沙筒；桥梁顶升 (5)加高垫石，放入支座；桥梁顶升 (6)安置梁底钢板，绑扎好新隔板及连续段的 钢筋，安装模板，浇筑混凝土；桥梁顶升 (7)待强度达到100％且龄期不少于7天后，拆 除临时支座与千斤顶支架。

2 解联需考虑的问题 桥梁顶升(1)桥面线形对比 当被改造桥梁采用整体按比例顶升，发现顶升 后其部分梁体的标高差与实际标高差之间的误差值 明显过大时，需考虑把这部分桥梁先解联然后再比 例顶升。解联方案的选取可参照被解联桥梁跨数的 组合形式，各解联方案解联部位墩位顶升高度可调 至设计高度，其他未解联部位则为比例顶升。由于 各解联方案中解联部位顶升高度不同，则未解联部 位标高差也不相同。所以解联顶升后各控制点的最 大标高差是选取较优解联方案的考虑因素。 桥梁顶升(2)解联前后的内力和变形变化 由于连续桥梁结构的特殊性，解联后原中间支 座变为端支座，跨数也发生变化，这使得桥梁的内力 和变形随之改变，所以需对原桥和各解联方案的梁 体进行有限元建模计算受力变形，分析解联对桥体 受力和变形的影响，判断解联的可行性及解联前是 否需对原桥进行加固处理。所以解联方案中桥体内 力和变形的变化情况也是选取较优解联方案的考虑 因素。桥梁顶升 (3)技术难度和成本对比 解联方案中解联点越多，桥体顶升高度越接近 实际所需顶升高度。但随着解联点的增加，顶升点 也会增加，更重要是顶升比例变多，每个顶升点处的 位移调整和顶升步骤变复杂了，则导致解联和顶升 过程的风险和成本也随之加大。所以解联次数也是 选取较优解联方案的考虑因素。

3 北江大桥解联方案的线形分析 根据桥梁改造资料，对比新旧桥中线实测高差 与按比例顶升后高差，见图2。北引桥左、右幅7 一14 墩、南引桥左幅4o 46 墩处出现明显弦 差，南引桥右幅新旧桥中线实测高差与按比例顶升 后高差基本一致。为了更好的与新桥线形相协调， 0 2 4 6 8 l0 12 l4 l6 18 2O 墩号 (a)flL引桥左幅新旧桥高差对比图 需对高差误差较大的桥体先解联然后再顶升。解联 方案的选取可参照被解联桥梁跨数的组合形式，现 北引桥7 14 墩为七跨预应力连续梁，有2+5，3 +4，2+2+3，4+3四种解联方案；南引桥左幅40 — 46 墩为六跨连续预应力梁，有2+4，3+3，2+2 +2，4+2四种解联方案，南引桥右幅桥无需解联。 由于各解联方案中解联部位处顶升高度不同， 桥梁顶升则未解联部位标高差也不相同。将各解联方案解联 部位墩位顶升高度调至设计高度，其他未解联部位 则为比例顶升。表1给出了各解联方案顶升后控制 点的最大标高差。图3给出了各方案顶升高度与原 顶升设计高度的对比图。 分析表1中数据，桥梁顶升北引桥除比例顶升标高差较 大外，各方案标高差均较小，优选方案一(2+5)和方 案四(4+3)；南引桥优选方案二(3+3)。对比图3 中各解联方案顶升高差曲线，各方案解联顶升后桥 体的线形皆比整体按比例顶升后桥体线形更与新桥 相协调。

4 解联方案应力和变形变化分析 该桥采用有限元软件Midas／civil建模_4-7j，考 虑到桥面板为整体现浇式，连接四片工字梁使其整 体受力，建模时，将每片工字梁和相应的桥面板合为 一个整体截面，如图4所示(左右截面对称)，然后通 过横向虚拟梁把四片梁体连成整体。横向虚拟梁采 (a)左边孔截面 用实际桥面板混凝土的弹性模量E，整体截面尺寸 与桥面板截面尺寸相同，即模拟实际的横向抗弯刚 度，为了不重复计算桥体自重，定义横向虚拟梁时不 计容重。支座采用一般支撑模拟实际支座情况，支 座与梁体之间采用弹性连接中的刚性连接形 式_8 。同时该桥为预应力桥梁，建模时按照原图 纸布置预应力筋并施加相应的预应力。 通过有限元软件Midas／civil分别计算各方案梁 体在自重、桥面铺装和预应力下的受力状态，然后和 fb)中孔截面 原桥的受力和变形进行对比分析，具体数值见表2、 表3。 表2 北引桥各解联方案桥梁在相同荷载 作用下的最大受力和变形 表3 南引桥各解联方案桥梁在相同荷载 作用下的最大受力和变形 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设 计规范}(JTJD62—2004)第6．5．3条，桥梁顶升预应力混凝土 梁式桥主梁最大挠度处不应超过计算跨径的1／600， 7 ，’n ／= = =0．0333m。南北引桥按各方案解联 后，：lLgI桥方案一(2+5)变形最大，方案三(2+2+ 3)变形最小，南引桥方案一(2+4)和方案四(4+2) 变形最大，方案三(2+2+2)变形最小，且各解联后 桥体变形量皆满足规范要求。 从应力来看，在不考虑顶升误差条件和相同荷 载作用下，与原桥相比，北引桥方案一(2+5)和方案 三(2+2+3)最大正应力增加0．491 MPa，方案二(3 +4)和方案四(4+3)最大正应力减小0．138 MPa；南 引桥方案一(2+4)、方案三(2+2+2)、方案四(4+ 2)最大正应力增加0．485 MPa，方案二(3+3)最大正 应力减小0．419 MPa，桥梁顶升可以看出解联对于梁体的内力 影响不大，故各解联方案从受力角度均能满足顶升 要求。 比较各解联方案的变形和应力变化，且考虑解 联次数对解联和顶升过程的风险和成本的增加，北 引桥优选方案二(3+4)和方案四(4+3)，南引桥优 选方案二(3+3)。

5 结论 连续桥梁各解联方案的可行性分析是确定最优 解联方案的首要因素。在确保解联对桥梁的受力变 化影响在安全范围的情况下，选择最大标高差较小、 解联顶升与设计顶升后桥面整体线形较为接近的方 案，桥梁顶升最后选择其中解联点最少的方案即为较优解联 方案。本工程最终确定北引桥7 ～14 墩选择方案 (4+3)、南引桥40 ～46 墩选择方案(3+3)解联顶 升较优。参考文献： [1] 吴二军，杨洋．桥梁顶升技术的概括与发展[c]／／全 国建筑物鉴定与加固标准技术委员会，全国建筑物鉴 定与加固改造第十一届学术交流会议，北京：中国建筑 工业出版社，2o12：286—291． [2] 雷剑．桥梁整体升高技术在某钢筋混凝土连续钢构 桥改造中的应用[D]．西安：长安大学，2008． [3] 于慧楠．整体同步顶升梁板更换桥梁支座的应用研究 [D]．长春：吉林大学，2007． [4] 郑洪涛．既有桥梁顶升过程监测和数值模拟分析[D]． 哈尔滨：东北林业大学，2012． [5] 马麟．连续梁桥顶升受力分析[J]．城市道桥与防洪， 2011，(6)：99．102． [6] 康皇生．桥梁顶升技术问题初探[J]．江西煤炭科技， 2012，(2)：95—96． [7] 王智慧．连续梁桥体系转换加固顶升过程计算分析 [J]．科技创新与应用，2012，(8)：128．129． [8] 蓝戊己，顾远生，束学智，等．大型桥梁整体顶升平移关 键技术[J]．建筑结构，2010，4o(增刊)：687—689． [9] 桂学．桥梁顶升技术研究[D]．西安：长安大学，2005． [10] 蒋岩峰，蓝戊己．桥梁整体顶升关键技术研究[j]．建 筑结构，2010，37($1)：27．29．

湖北楚天联发路桥养护有限公司承接桥梁支座更换、桥梁检测、桥梁养护、钢箱梁桥梁顶推、桥梁加固、桥检车租赁等等路桥相关工程。湖北楚天联发路桥养护有限公司拥有先进的施工设备，专业的技术人员，丰富的施工经验。有以上工程需求的广大客户随时欢迎来电咨询！

电话：027-83839779

手机：18672350758

上一篇：桥梁改建中的上部结构桥梁顶升施工工艺

下一篇：浅谈煤矿采空区上桥梁顶升加固设计