哈爾濱公濱路主線橋頂升糾偏與仿真

萬俊林 王建榮

(1.哈爾濱市政第二工程公司，黑龍江 哈爾濱 150026； 2.北京特希達(dá)科技有限公司，北京 100037)

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哈爾濱公濱路主線橋頂升糾偏與仿真

萬俊林1王建榮2

(1.哈爾濱市政第二工程公司，黑龍江 哈爾濱 150026； 2.北京特希達(dá)科技有限公司，北京 100037)

以哈爾濱某彎橋工程糾偏為例，總結(jié)了該橋梁偏位原因，提出了糾偏施工流程，并進(jìn)行了相關(guān)仿真分析，驗(yàn)證了該糾偏施工方案的合理性，可用于解決城市彎橋，尤其是大噸位橋梁的頂升糾偏問題。

彎橋糾偏,施工流程,仿真分析，千斤頂

0 引言

目前我國橋梁數(shù)量眾多，日常管理和養(yǎng)護(hù)任務(wù)占據(jù)了相當(dāng)?shù)娜肆臀锪?，然而針對橋梁上部結(jié)構(gòu)的偏位問題關(guān)注較少，調(diào)查顯示，我國曲線橋梁都存在不同程度的橋梁偏位病害[1,2]。

橋梁糾偏技術(shù)是解決目前橋梁偏位問題的主要技術(shù)手段之一。相比于其他改造手段，其具有施工周期短，經(jīng)濟(jì)成本低等優(yōu)勢。頂升糾偏技術(shù)就是運(yùn)用千斤頂系統(tǒng)將部分或整個梁體頂起一定高度，然后再進(jìn)行相應(yīng)的操作，但其施工過程并不簡單，難點(diǎn)主要圍繞著頂升糾偏過程中如何穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力，使之達(dá)到合理的范圍，使得頂升糾偏不會對橋梁再次產(chǎn)生損傷。因此研究合理的施工方案及流程，對增加橋梁使用壽命具有重要意義[3]。

1 工程概況

1.1 工程介紹

哈爾濱公濱路主線橋位于哈爾濱市區(qū)交通主干道上，為兩聯(lián)共13跨連續(xù)箱梁，上下行兩幅梁體通過預(yù)應(yīng)力橫系梁連結(jié)在一起。單個支座的設(shè)計承載力為1 250 t，按支座承載力來計算，最大一聯(lián)箱梁的荷載加上固結(jié)在一起的匝道大約為21 250 t。通過對橋梁進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，其第一聯(lián)～第三聯(lián)均具有不同程度的偏位問題，其中以第二聯(lián)D6號～D9號橋墩間3跨箱梁向外偏移最為明顯，第6號橋墩連續(xù)梁梁端橫向位移至少達(dá)到90 mm。

同時，由于主梁橫向滑移致使6號墩上方橡膠支座與上下鋼板產(chǎn)生滑移，滑移量最大達(dá)93 mm，造成個別板式橡膠支座剪切變形、開裂。G匝道G16號橋墩立柱設(shè)立在兩幅橋分幅間，由于主線橋連續(xù)箱梁橫向爬移導(dǎo)致外圈箱梁外側(cè)翼緣在D8號橋墩位置與G16號橋墩立柱頂死。

1.2 病害分析

根據(jù)已有文獻(xiàn)的分析及橋梁維修加固經(jīng)驗(yàn)可知，連續(xù)彎梁產(chǎn)生變位是由多種因素共同長期作用形成的，其主要有以下兩方面的原因：

1)溫度荷載的影響;2)車輛離心力的作用。

因此，彎梁橋橫向無限位裝置時，在長期車輛、溫度荷載作用下，其偏位會不斷增大。

2 仿真模擬

為進(jìn)一步明確施工過程的合理及安全性，本文采用有限元軟件，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式及施工流程，建立了相應(yīng)的有限元模型，對上述工程的糾偏過程進(jìn)行了仿真分析。

采用梁格模型是一種常用的分析計算方法，其主要思路是將橋梁的上部結(jié)構(gòu)等效為平面的梁格或空間架構(gòu)進(jìn)行模擬。通過橋梁每個區(qū)段內(nèi)的彎曲剛度和抗扭剛度等效為鄰近區(qū)域的梁格中，結(jié)構(gòu)的縱向剛度等效于縱向梁格中，橫向剛度等效于橫向梁格中。

基于上述思路，本文使用Midas/Civil建立了彎橋模型D0～D6區(qū)段的梁格模型，如圖1所示。依據(jù)橋梁尺寸，模型共建立278個節(jié)點(diǎn)，440個單元，2個施工階段。通過結(jié)構(gòu)單元及邊界條件的激活、鈍化來實(shí)現(xiàn)各個施工階段的計算分析[4]。

其中，千斤頂實(shí)際在頂升糾偏施工過程中，克服了結(jié)構(gòu)自重抬高梁體，如果通過施加集中荷載模擬千斤頂頂升過程，計算結(jié)果不精確且容易出現(xiàn)計算不收斂的情況，因此本文采用位移荷載，即使用強(qiáng)制位移模擬橋梁豎向頂升過程；該橋梁的支座邊界條件使用受壓彈簧模擬橡膠支座。橋梁在水平頂推糾偏過程中，主梁豎向邊界使用受壓的彈簧剛性支撐模擬。

考慮結(jié)構(gòu)恒載及施工荷載，按照對橋梁的糾偏施工過程進(jìn)行模擬分析，其結(jié)果如圖1所示。

由圖1計算結(jié)果可知，本工程150 t水平千斤頂可以滿足頂升糾偏要求，且在頂升過程中結(jié)構(gòu)最大拉應(yīng)力為2 MPa，尚未達(dá)到混凝土極限開裂應(yīng)力值。

3 結(jié)語

本文結(jié)合哈爾濱公濱路主線橋糾偏工程的若干問題進(jìn)行了分析，本橋處在哈爾濱市區(qū)交通主干道上，施工期間沒有中斷交通，取得了良好的社會效益。該方案的設(shè)計與施工過程的順利進(jìn)行，對我國城市橋梁大噸位頂升糾偏工程具有重大意義。

[1] 馬 建，孫守增，楊 琦．中國橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J]．中國公路學(xué)報，2014(5):1-96.

[2] 李俊超．中小跨徑橋梁加固優(yōu)選方案研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[3] 周 亮．曲線梁橋梁體偏位分析與處治方法研究[D]．重慶：重慶交通大學(xué)，2011.

[4] 王新定，丁漢山，吉 林，等.混凝土連續(xù)彎梁橋側(cè)向位移分析及對策研究[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

萬俊林(1961- )，男，高級工程師； 王建榮(1969- ),男，高級工程師

U445

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