论文部分内容阅读
上海先为土木工程有限公司 上海 200235
摘要：本文以清水河大桥为例，简单介绍了清水河大桥顶升工程的概况及特点、难点，阐述了滑动钢板在清水河大桥改造中的运用。滑动钢板的成功应用是本工程的一大亮点，它在清水河大桥的成功顶升中扮演着非常重要的角色，希望本文能给同类工况下的桥梁改造提供一些参考价值。
关键词：调坡顶升；滑动钢板；倾斜；千斤顶；垫块
1 工程概况
清水河大桥为二环路直行机动车道上跨大石西路交叉路口和清水河，主跨采用26+70+70+26m，独塔自锚式悬索桥，全长192米，南北两侧引桥均为3*25米预应力混凝土连续箱梁。主桥范围内设置R=2000m竖曲线，引桥段最大坡度4.5%，全桥为平面直线桥。桥梁单幅全宽14.75m，桥面组成为2*1.0（花池）+2*0.5（防撞墙）+11.75（车道宽）。机动车道为双向6车道。引桥梁体采用3×25m的连续箱梁，梁顶宽14.75m，梁底宽11.15m，梁高1.5m，两侧设1.8m的悬臂，悬臂端部高0.15m，悬臂根部高0.45m。箱梁截面形式为单箱三室截面，顶底板厚0.25m，腹板厚0.45m。采用1.5%的单向横坡。
本工程将两侧引桥进行调坡顶升，两侧引桥纵坡分别调整至下坡-0.8%（南侧）和上坡0.5%（北侧），以便与两侧的新建高架相接，同时对主桥竖曲线进行了局部调整。南侧最大顶升高度为2.34m，北侧最大顶升高度为1.965m。其他墩按等比例进行顶升。
图1 顶升前与完成的清水河大桥现场对比照片
2 工程特点、难点
（1）该桥为箱梁结构，如何有效的利用现有基础，同时又不改变桥梁上部结构的传力体系，需合理选择支撑布置。
（2）在顶升和更换垫块过程中，要防止液压系统突然漏油或暴管引起结构物突然下落，为此要有可靠跟随装置始终保证上部结构绝对安全。
（3）顶升中各跨顶升高度不一，对控制系统要求更高，顶升控制系统需具备同一个墩同步顶升和不同号墩成线型变化，顶升时需始终保证原有箱梁的线型，需采用角速度一致的等比例调坡顶升。
（4）顶升过程中，桥梁上部刚度较大可能出现平动和转动，必须采取措施避免产生偏移。如何更有效的选用限位措施是一个难点。
（5）顶升过程中由于坡度变化，梁的水平位置发生改变，水平方向长度将会变长，需考虑水平方向变长对顶升带来的不利影响。
（6）顶升过程中由于坡度的变化，导致千斤顶在顶升过程中与支撑不垂直，且千斤顶产生纵向移位，与顶升支撑中心不重合，如何解决此问题是本工程的关键。
（7）桥台前后两侧均需增加钻孔灌注桩，内侧受施工高度的限制，只能采用人工挖孔桩，成桩周期较长，是控制本工程总工程的关键工序。
3 滑动钢板
3.1 滑动钢板的选用
为适应顶升过程中坡度及梁长水平投影长度的变化，需采取措施保证千斤顶的位置和垂直度变化在可控的范围之内。
将吊放千斤顶的钢板螺栓孔沿桥长方向设成椭圆孔，顶升过程中可根据需要前后调整千斤顶的位置，本工程在10#桥台位置顶升点水平位移最大，为71mm，可在顶升过程中分阶段调整千斤顶位置。因千斤顶球头可转动5度，理论上可承受32mm位移而不致与支撑间产生滑动，本工程千斤顶垂直度倾斜控制在0.5度以内。本工程初步考虑分24行程完成顶升，每个行程10#台顶升点的纵向水平位置约为3mm，考虑每三个行程调整一次千斤顶位置，每次调整位置量约10mm，0#桥台也可照此执行。1#、2#、8#、9#桥墩顶升点纵向偏移量较小，可适当减少调整次数。
3.2 尺寸的确定
经理论计算，本工程中顺桥向水平位移最大约7.1cm，故滑槽长度设计须大于此值，本工程中设计10.3cm长的滑槽；采用18mm的螺栓，拟设计滑槽宽度为20mm。因液压千斤顶的底径为244mm，此滑动钢板须保证液压千斤顶能正常滑动，故平面尺寸设置为400*490mm，厚度为20mm。
4 受力分析
为了保证顶升方案切实可行，为了验证滑动钢板尺寸合理，加工前对选用的螺杆、滑动钢板的强度等进行了计算。
模型采用midas建模，选用梁单元，模型中共有38节点，39个单元。
图4-1 计算分析模型
4.1 螺杆强度计算
摘要：本文以清水河大桥为例，简单介绍了清水河大桥顶升工程的概况及特点、难点，阐述了滑动钢板在清水河大桥改造中的运用。滑动钢板的成功应用是本工程的一大亮点，它在清水河大桥的成功顶升中扮演着非常重要的角色，希望本文能给同类工况下的桥梁改造提供一些参考价值。
关键词：调坡顶升；滑动钢板；倾斜；千斤顶；垫块
1 工程概况
清水河大桥为二环路直行机动车道上跨大石西路交叉路口和清水河，主跨采用26+70+70+26m，独塔自锚式悬索桥，全长192米，南北两侧引桥均为3*25米预应力混凝土连续箱梁。主桥范围内设置R=2000m竖曲线，引桥段最大坡度4.5%，全桥为平面直线桥。桥梁单幅全宽14.75m，桥面组成为2*1.0（花池）+2*0.5（防撞墙）+11.75（车道宽）。机动车道为双向6车道。引桥梁体采用3×25m的连续箱梁，梁顶宽14.75m，梁底宽11.15m，梁高1.5m，两侧设1.8m的悬臂，悬臂端部高0.15m，悬臂根部高0.45m。箱梁截面形式为单箱三室截面，顶底板厚0.25m，腹板厚0.45m。采用1.5%的单向横坡。
本工程将两侧引桥进行调坡顶升，两侧引桥纵坡分别调整至下坡-0.8%（南侧）和上坡0.5%（北侧），以便与两侧的新建高架相接，同时对主桥竖曲线进行了局部调整。南侧最大顶升高度为2.34m，北侧最大顶升高度为1.965m。其他墩按等比例进行顶升。
图1 顶升前与完成的清水河大桥现场对比照片
2 工程特点、难点
（1）该桥为箱梁结构，如何有效的利用现有基础，同时又不改变桥梁上部结构的传力体系，需合理选择支撑布置。
（2）在顶升和更换垫块过程中，要防止液压系统突然漏油或暴管引起结构物突然下落，为此要有可靠跟随装置始终保证上部结构绝对安全。
（3）顶升中各跨顶升高度不一，对控制系统要求更高，顶升控制系统需具备同一个墩同步顶升和不同号墩成线型变化，顶升时需始终保证原有箱梁的线型，需采用角速度一致的等比例调坡顶升。
（4）顶升过程中，桥梁上部刚度较大可能出现平动和转动，必须采取措施避免产生偏移。如何更有效的选用限位措施是一个难点。
（5）顶升过程中由于坡度变化，梁的水平位置发生改变，水平方向长度将会变长，需考虑水平方向变长对顶升带来的不利影响。
（6）顶升过程中由于坡度的变化，导致千斤顶在顶升过程中与支撑不垂直，且千斤顶产生纵向移位，与顶升支撑中心不重合，如何解决此问题是本工程的关键。
（7）桥台前后两侧均需增加钻孔灌注桩，内侧受施工高度的限制，只能采用人工挖孔桩，成桩周期较长，是控制本工程总工程的关键工序。
3 滑动钢板
3.1 滑动钢板的选用
为适应顶升过程中坡度及梁长水平投影长度的变化，需采取措施保证千斤顶的位置和垂直度变化在可控的范围之内。
将吊放千斤顶的钢板螺栓孔沿桥长方向设成椭圆孔，顶升过程中可根据需要前后调整千斤顶的位置，本工程在10#桥台位置顶升点水平位移最大，为71mm，可在顶升过程中分阶段调整千斤顶位置。因千斤顶球头可转动5度，理论上可承受32mm位移而不致与支撑间产生滑动，本工程千斤顶垂直度倾斜控制在0.5度以内。本工程初步考虑分24行程完成顶升，每个行程10#台顶升点的纵向水平位置约为3mm，考虑每三个行程调整一次千斤顶位置，每次调整位置量约10mm，0#桥台也可照此执行。1#、2#、8#、9#桥墩顶升点纵向偏移量较小，可适当减少调整次数。
3.2 尺寸的确定
经理论计算，本工程中顺桥向水平位移最大约7.1cm，故滑槽长度设计须大于此值，本工程中设计10.3cm长的滑槽；采用18mm的螺栓，拟设计滑槽宽度为20mm。因液压千斤顶的底径为244mm，此滑动钢板须保证液压千斤顶能正常滑动，故平面尺寸设置为400*490mm，厚度为20mm。
4 受力分析
为了保证顶升方案切实可行，为了验证滑动钢板尺寸合理，加工前对选用的螺杆、滑动钢板的强度等进行了计算。
模型采用midas建模，选用梁单元，模型中共有38节点，39个单元。
图4-1 计算分析模型
4.1 螺杆强度计算