文/江西省高速集團吉安管理中心 胡子全
陳屋高架橋位于江西省興國縣鼎龍鄉(xiāng)龍頭村,橋梁上部采用15×25m裝配式預應力混凝土箱形連續(xù)梁。橋梁分左右幅,單幅每孔橫向布置4片箱梁。每幅分為3聯(lián),橋臺位置處伸縮縫為D80型伸縮縫,其余分聯(lián)端為D160型伸縮縫。橋面鋪裝為10cm瀝青混凝土+10cm防水混凝土。下部采用柱式墩,每個墩采用2根Ф160墩柱,樁基采用Ф180樁。橋臺采用Ф150樁。設計荷載等級:公路-I 級。
該橋于2017年定期檢查時發(fā)現(xiàn)該橋存在主梁整體滑移現(xiàn)象,并于17年底對橋下填土進行卸載,2018年對卸載后橋梁第3聯(lián)左右幅進行外觀檢查、實體檢測、結構模擬分析計算和工作狀況評估。評估結論如下:
(1)綜合伸縮縫寬度檢測、支座檢測和橋墩豎直度檢測結果,推斷第3聯(lián)主梁及11#~13#橋墩可能出現(xiàn)了約5cm的縱向位移(往小樁號方向),14#橋墩可能出現(xiàn)了約3cm的縱向位移(往小樁號方向)。
(2)第3聯(lián)主梁、10#墩、15#橋臺均未見因棄土推力引起的明顯病害。
(3)最高棄土狀態(tài)下11#~14#墩墩底及樁基均可能出現(xiàn)裂縫,樁基最大裂縫寬度可能超規(guī)范,但未達到斷樁等嚴重程度;目前狀態(tài)下11#~14#墩柱及樁正常使用極限狀態(tài)均滿足規(guī)范要求,墩柱承載能力滿足規(guī)范要求。但其大部分墩底和樁基可能出現(xiàn)了裂縫,因而對橋梁的安全和耐久性均有不利影響。
圖1 橋梁立面照片
施工工藝流程:臨時支架基礎施工→臨時支架搭設→安裝頂升系統(tǒng)→箱梁頂升→安裝臨時支座→0#、5#墩臺處伸縮塞墊→安裝四氟板及縱向頂推系統(tǒng)→箱梁頂升拆除臨時支座→箱梁縱向頂推復位→10#墩處伸縮塞墊→14#墩至11#墩逐個進行傾斜糾偏→支座更換→支架拆除→現(xiàn)場清理。
鋼管立柱支架共設三道平聯(lián)、斜撐,采用[28a槽鋼通過螺栓與鋼管立柱的連接板連接。
圖2 臨時支架立面示意圖
采用Midas-Civil建模進行支架受力分析計算,主要計算承載和穩(wěn)定性是否滿足要求。具體計算結果如下:
圖3 臨時支架驗算結果
鋼管最大應力在鋼管底部為52.2MPa<203MPa,滿足要求。對鋼管的穩(wěn)定性(是否失穩(wěn))進行屈曲分析,分析結果如上圖,分析結果顯示為臨界荷載系數為e=10.8>4,安全儲備足夠。
在橋墩蓋梁安裝箱梁的頂升系統(tǒng),利用頂升系統(tǒng)頂升上部構造,在鋼管支撐上安裝臨時支座將其自重轉換至臨時支架上,使得橋墩處于自由狀態(tài)不小48小時。在10#~15#墩臺支座墊石上按四氟滑板,在10#墩伸縮縫凹槽內安裝縱向頂推液壓千斤頂,縱向頂推將主梁復位,在主梁復位至滿足設計要求后停止頂推,在10#墩伸縮縫塞墊限制主梁縱向位移。
工藝流程為:安裝頂升系統(tǒng)→同步頂升→設置臨時支撐→安裝四氟滑板及橫限位(橋墩處于自由狀態(tài)48h)→安裝縱向頂推千斤頂→落梁后縱向頂推箱梁復位→臨時固定。
橋墩糾偏應待上部主梁完成復位后,塞墊10#墩伸縮縫,約束縱向位移;在小里程側梁端安裝臨時反力座及頂推系統(tǒng),從14#墩開始至11#墩逐個進行縱向頂推對墩柱傾斜糾偏,主要施工方式采用千斤頂頂推。
在11#橋墩頂面施加四個頂推點上分別施加1t荷載共4t水平荷載,在墩底將產生2.00MPa拉應力,C30混凝土抗拉強度標準值為2.01MPa,考慮臨時荷載1.25的增大系數,建議頂推過程中采用位移進行控制,總水平頂推力控制在5t以內。
箱梁支座為板式橡膠支座。支座更換與橋墩糾偏同步逐個墩臺進行,橋墩糾偏完成后安裝相應橋墩上支座,最后安裝10#、15#墩臺支座。
陳屋高架橋橋墩高度近20m,且為縱橫雙向坡的曲線橋梁,對主梁復位頂推施工技術限制條件嚴格。目前國內主梁糾偏工程,可參考的同類型施工案例少,經有限元驗算,本文提出的處治方案安全可靠,可為同類型主梁糾偏工程提供參考。