旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)找橫坡弧形鋼箱梁支座托空處理措施

李粵東，夏崇滔，張翼，巫正偉

（重慶建工城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶400015）

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)找橫坡弧形鋼箱梁支座托空處理措施

李粵東，夏崇滔，張翼，巫正偉

（重慶建工城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶400015）

鋼箱梁結(jié)構(gòu)因其自身的特性在市政工程建設(shè)得到大量運(yùn)用，鋼箱梁吊裝施工中空間就位及空形態(tài)的控制問題較為突出，其中帶縱坡的弧形鋼箱梁通過旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)找橫坡就使得鋼箱梁在施工過程中整體空間形態(tài)要有控制技術(shù)難度更高，極易造成鋼箱梁支座托空。該文結(jié)合工程實(shí)例，就有縱坡且旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)找橫坡弧形鋼箱梁吊裝后產(chǎn)生支座托空的處理措施進(jìn)行論述。

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；弧形；鋼箱梁；支座托空；措施

0 引言

鋼箱梁結(jié)構(gòu)因其現(xiàn)場(chǎng)施工工期短，對(duì)交通影響較現(xiàn)澆混凝土箱梁小，故在橋梁跨越開放交通道路時(shí)被廣泛采用。但因鋼箱梁結(jié)構(gòu)自身特性，施工中將產(chǎn)生與現(xiàn)澆混凝土箱梁截然不同的困難與不良狀況，其中以弧形鋼箱梁的空間就位難較為突出。通過對(duì)重慶黃桷灣立交工程中橫跨內(nèi)環(huán)快速路的M匝道橋，來闡述旋轉(zhuǎn)自身結(jié)構(gòu)找橫坡帶縱坡的弧形鋼箱梁空間就位帶來了橋梁支座托空后采用同步頂升數(shù)據(jù)驗(yàn)算處理方式的正確性，以及糾正通過旋轉(zhuǎn)帶縱坡的橋梁弧形鋼箱結(jié)構(gòu)找橫坡容易造成的對(duì)空間結(jié)構(gòu)形態(tài)的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。

1 黃桷灣立交工程M匝道橋鋼箱梁設(shè)計(jì)概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

黃桷灣立交M匝道橋設(shè)計(jì)共五聯(lián)，第1聯(lián)為鋼筋混凝土連續(xù)梁，第2聯(lián)為兩跨22+27m的鋼箱梁，第3聯(lián)為鋼筋混凝土連續(xù)梁，第4聯(lián)和5聯(lián)為混凝土連續(xù)梁。

橋墩MP4-MP6鋼箱梁橋平面位于R=50m圓曲線，豎向位于-5.4%下坡段上，設(shè)計(jì)為由結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)找坡，橫坡為6%。鋼箱梁總長(zhǎng)度為49m，其中MP4-MP5為22m，MP5-MP6為27m。見圖1。

圖1 鋼箱梁設(shè)計(jì)平面布置圖

鋼箱梁采用斜腹式單箱單室斷面，頂板寬為6.8m，底寬3.0m；梁高（含18cm混凝土墊層）為2.0m。頂、底板厚16mm，腹板厚14mm，跨中隔板厚12mm，支座處隔板厚16mm。隔板間距2.5m，在過渡墩處距離梁端4m范圍內(nèi)采用鐵砂混凝土進(jìn)行壓重，混凝土容重不得低于34kN/m3。

1.2 M匝道橋鋼箱梁施工情況介紹

因山城地勢(shì)狹窄，鋼箱梁共分12個(gè)節(jié)段：4460mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，3000mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，4000mm，4460mm。MP4和MP6設(shè)計(jì)為雙支座，MP5設(shè)計(jì)為單支座。

為減輕交通影響M匝道跨越內(nèi)環(huán)高速路段鋼箱梁施工采用吊裝方式，鋼箱梁在現(xiàn)場(chǎng)拼裝成24m和25m兩個(gè)節(jié)段后進(jìn)行吊裝焊接，當(dāng)兩節(jié)段吊裝焊接完成后出現(xiàn)了MP6處的內(nèi)支座(即5-1支座)脫空情況，脫空高度為18cm，其余四個(gè)支座均與調(diào)平鋼板落實(shí)受力。經(jīng)對(duì)5個(gè)支座的高程進(jìn)行多次復(fù)測(cè)，高程誤差與設(shè)計(jì)要求在規(guī)范要求內(nèi)，排除了因高程問題產(chǎn)生的脫空判斷。一個(gè)支點(diǎn)調(diào)整后，其余支點(diǎn)反力、標(biāo)高同時(shí)變動(dòng)。經(jīng)分析，鋼箱梁結(jié)段過多、內(nèi)環(huán)快速路下通車無法實(shí)行嵌補(bǔ)段、焊接時(shí)溫度及環(huán)境溫度等均對(duì)支座托空有影響[1-2]，并且旋轉(zhuǎn)帶縱坡的弧形鋼箱梁結(jié)構(gòu)找橫坡在空間形態(tài)上并不是簡(jiǎn)單將平面弧形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)即可，整個(gè)鋼箱梁均呈空間曲面結(jié)構(gòu)，空間旋轉(zhuǎn)造成的標(biāo)高誤差主要是來自縱坡的影響，而非旋轉(zhuǎn)形成橫坡。

2 總體解決方案

要解決支座脫空，除整體調(diào)整鋼箱梁空間結(jié)構(gòu)形態(tài)外，同時(shí)要兼顧各支座受力滿足設(shè)計(jì)要求，故總體措施方案為先對(duì)各支座作同步頂升測(cè)反力（各測(cè)點(diǎn)需能單獨(dú)調(diào)頂升高度），掌握反力數(shù)據(jù)后制定鋼箱梁結(jié)構(gòu)調(diào)整措施，調(diào)整完畢的支座落實(shí)后再做同步頂升試驗(yàn)。滿足設(shè)計(jì)要求即處理成功。

2.1 同步頂升測(cè)反力

首先確定頂升測(cè)力安裝位置，安裝測(cè)力裝置，檢查防止橋梁位移裝置，確保測(cè)試過程的施工安全，采用橋梁整體同步頂升的方式頂升橋梁，頂升高度控制在3～5mm范圍內(nèi)，及時(shí)讀取測(cè)試值[3]，并做好詳細(xì)記錄。同步頂升支座測(cè)力支撐點(diǎn)分布如圖2所示。

圖2 同步頂升支座測(cè)力支撐點(diǎn)分布圖

同步頂升施工工序?yàn)椋簷z查橋梁限位裝置→確定頂升測(cè)力點(diǎn)→安裝調(diào)試頂升測(cè)力設(shè)備→整體同步頂升→支座反力觀察與調(diào)整→安裝臨時(shí)支撐→卸壓還原拆除測(cè)試設(shè)備。

綜合考慮各種不利因素的影響，整體同步頂升所選用的頂升設(shè)備取用計(jì)算測(cè)試重量的1.5倍以上作為選取設(shè)備的依據(jù)。

根據(jù)同步頂升試驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)如表1。

表1 支座反力測(cè)試表

2.2 處理措施

根據(jù)支反力同步頂升數(shù)據(jù)擬定調(diào)整方案如下。

在目前支反力及高程的基礎(chǔ)上，將MP5支座支撐位置繼續(xù)往高抬升4cm，使得該處的支反力在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再增加350kN，達(dá)到850kN。施工單位要注意在頂升過程中要實(shí)現(xiàn)位移和力雙控，有一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求就停止施工，并將另一指標(biāo)的實(shí)測(cè)值報(bào)送設(shè)計(jì)院以確定是否繼續(xù)調(diào)整。即在調(diào)整過程中尋求力與位移兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)因素均滿足設(shè)計(jì)要求。

在MP5高程確定后，量得MP4、MP6此時(shí)脫空支座處的脫空高度；根據(jù)實(shí)測(cè)的脫空高度將該處支座墊高，墊高高度比實(shí)測(cè)的脫空值大1cm。將所有脫空的支座均按上述方法墊高后，此時(shí)的線形就為箱梁結(jié)構(gòu)的最終的線形，然后通過調(diào)整鋪裝層使鋼混結(jié)合部的路面接順[4-5]。

將內(nèi)側(cè)防撞護(hù)欄底座由普通混凝土調(diào)整為容重34kN/m3的鐵砂混凝土。

在完成鋪裝后，再次同步頂升測(cè)出各支座支反力以了解箱梁的最終受力狀態(tài)。

2.3 施工實(shí)施步驟

為方便闡述，對(duì)本橋各支座進(jìn)行編號(hào)，MP4外側(cè)支座編號(hào)4-1、內(nèi)側(cè)支座編號(hào)4-2，MP5支座編號(hào)5，MP6外側(cè)支座編號(hào)6-1、內(nèi)側(cè)支座編號(hào)6-2，具體如圖3所示。

圖3 支座編號(hào)示意圖

步驟一：在鋼箱梁端部（支座位置）加焊新增鋼板1和新增鋼板2，以增強(qiáng)鋼箱梁位移后新形成的箱梁底部支座處鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所有新增鋼板焊縫采用全熔透焊。見圖4。

圖4 鋼箱梁結(jié)構(gòu)增強(qiáng)設(shè)計(jì)平面圖

步驟二：在原設(shè)計(jì)N16b、N19橫隔板兩側(cè)、大里程側(cè)N9鋼板及新增鋼板兩側(cè)焊接間距30cm的抗剪栓釘（成梅花形布置）。

步驟三：保證4-2支座與6-1支座組合高度均為35cm不變，旋轉(zhuǎn)主梁，旋轉(zhuǎn)軸（4-2）-（6-1），MP5支座抬高4CM，實(shí)際量測(cè)雙控?cái)?shù)據(jù)與方案吻合。見圖5。

圖5 鋼箱梁調(diào)整示意圖

最終得出如下結(jié)果：

MP4內(nèi)側(cè)梁底標(biāo)高234.777m，MP4外側(cè)梁底標(biāo)高235.125m，橫坡8.657%；

MP5梁底標(biāo)高234.138m，橫坡6.93%；

MP6內(nèi)側(cè)梁底標(biāo)高232.251m，MP6外側(cè)梁底標(biāo)高232.375m，橫坡3.1%。

步驟四：澆筑鐵砂混凝土，墊實(shí)MP4與MP6托空高度。接順混凝土箱梁與鋪裝層。解決支座托空。

根據(jù)以上措施調(diào)整處理后，再做同步頂升實(shí)驗(yàn)，測(cè)得值符合設(shè)計(jì)要求。見表2。

3 結(jié)語

表2 支座反力驗(yàn)證表

帶縱坡旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)找橫坡弧形鋼箱梁橋梁段無法從平面結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)平達(dá)到橫坡設(shè)計(jì)要求，旋轉(zhuǎn)后弧形鋼箱梁整體空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，鋼箱梁的各個(gè)面在立體空間內(nèi)均為曲面。

解決旋轉(zhuǎn)帶縱坡的弧形鋼箱梁結(jié)構(gòu)找橫坡的支座托空，需做各支撐點(diǎn)獨(dú)立調(diào)整的同步頂升，使各支座反力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同步頂升還要結(jié)合鋼箱梁結(jié)構(gòu)整體調(diào)整相配合，才能求得滿足設(shè)計(jì)受力條件下的鋼箱梁空間形態(tài)。

[1]劉添俊，關(guān)安峰，張洪彬.城市復(fù)雜環(huán)境下大跨度鋼箱梁施工技術(shù)研究[J].城市道橋與防洪，2010（8）.

[2]張寶鴻，楊鳳鶴，姜峰.中環(huán)線大柏樹立交跨越逸線路高架的鋼梁吊裝技術(shù)[J].上海公路，2008（1）.

[3]鄭洪濤，孫全勝.橋梁同步頂升技術(shù)的應(yīng)用與分析[J].低溫建筑技術(shù)，2012(01).

[4]CJJ 37-2012城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[5]鄔曉光，李參偉，趙彥東.在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測(cè)與量化評(píng)估及加固關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2011（02）.

責(zé)任編輯：孫蘇

Treatment Measures for Empty Bearing of Arc Steel Box Girderwith Cross Slope for Rotating Structure

Steelbox girder structure is widely applied nowadays for its virtues,but the controlling problems in space location and spatialform in its construction are severe,and the finding ofcross slope through rotating structure by arc steelbox girder with longitudinalslope renders controlling technology ofsteelbox girderoverspatialform harder,easily causing empty bearing ofsteelbox girder.The treatmentmeasures for such problem are presented in detail.

rotating structure；arc；steelbox girder；empty bearing；measures

TU997

A

1671-9107（2014）10-0034-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.10.034

2014-08-08

李粵東(1971-)，男，重慶人，本科，工程師，主要從事市政工程項(xiàng)目管理。