陳屋高架橋橋梁偏位處治方案設(shè)計(jì)

文／江西省高速集團(tuán)吉安管理中心 胡子全

1 橋梁概述

陳屋高架橋位于江西省興國(guó)縣鼎龍鄉(xiāng)龍頭村，橋梁上部采用15×25m裝配式預(yù)應(yīng)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(tái)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(gè)墩采用2根Ф160墩柱，樁基采用Ф180樁。橋臺(tái)采用Ф150樁。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：公路-I 級(jí)。

該橋于2017年定期檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該橋存在主梁整體滑移現(xiàn)象，并于17年底對(duì)橋下填土進(jìn)行卸載，2018年對(duì)卸載后橋梁第3聯(lián)左右幅進(jìn)行外觀檢查、實(shí)體檢測(cè)、結(jié)構(gòu)模擬分析計(jì)算和工作狀況評(píng)估。評(píng)估結(jié)論如下：

（1）綜合伸縮縫寬度檢測(cè)、支座檢測(cè)和橋墩豎直度檢測(cè)結(jié)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(hào)方向），14#橋墩可能出現(xiàn)了約3cm的縱向位移（往小樁號(hào)方向）。

（2）第3聯(lián)主梁、10#墩、15#橋臺(tái)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(dá)到斷樁等嚴(yán)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(duì)橋梁的安全和耐久性均有不利影響。

圖1 橋梁立面照片

2 橋梁偏移處治方案設(shè)計(jì)

施工工藝流程：臨時(shí)支架基礎(chǔ)施工→臨時(shí)支架搭設(shè)→安裝頂升系統(tǒng)→箱梁頂升→安裝臨時(shí)支座→0#、5#墩臺(tái)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(shí)支座→箱梁縱向頂推復(fù)位→10#墩處伸縮塞墊→14#墩至11#墩逐個(gè)進(jìn)行傾斜糾偏→支座更換→支架拆除→現(xiàn)場(chǎng)清理。

2.1 臨時(shí)鋼管支架設(shè)計(jì)

鋼管立柱支架共設(shè)三道平聯(lián)、斜撐，采用[28a槽鋼通過(guò)螺栓與鋼管立柱的連接板連接。

圖2 臨時(shí)支架立面示意圖

采用Midas-Civil建模進(jìn)行支架受力分析計(jì)算，主要計(jì)算承載和穩(wěn)定性是否滿足要求。具體計(jì)算結(jié)果如下：

圖3 臨時(shí)支架驗(yàn)算結(jié)果

鋼管最大應(yīng)力在鋼管底部為52.2MPa＜203MPa，滿足要求。對(duì)鋼管的穩(wěn)定性（是否失穩(wěn)）進(jìn)行屈曲分析，分析結(jié)果如上圖，分析結(jié)果顯示為臨界荷載系數(shù)為e=10.8＞4，安全儲(chǔ)備足夠。

2.2 箱梁頂推復(fù)位

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(gòu)造，在鋼管支撐上安裝臨時(shí)支座將其自重轉(zhuǎn)換至臨時(shí)支架上，使得橋墩處于自由狀態(tài)不小48小時(shí)。在10#～15#墩臺(tái)支座墊石上按四氟滑板，在10#墩伸縮縫凹槽內(nèi)安裝縱向頂推液壓千斤頂，縱向頂推將主梁復(fù)位，在主梁復(fù)位至滿足設(shè)計(jì)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(shè)置臨時(shí)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(fù)位→臨時(shí)固定。

2.3 橋墩傾斜糾偏

橋墩糾偏應(yīng)待上部主梁完成復(fù)位后，塞墊10#墩伸縮縫，約束縱向位移；在小里程側(cè)梁端安裝臨時(shí)反力座及頂推系統(tǒng)，從14#墩開始至11#墩逐個(gè)進(jìn)行縱向頂推對(duì)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(gè)頂推點(diǎn)上分別施加1t荷載共4t水平荷載，在墩底將產(chǎn)生2.00MPa拉應(yīng)力，C30混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為2.01MPa，考慮臨時(shí)荷載1.25的增大系數(shù)，建議頂推過(guò)程中采用位移進(jìn)行控制，總水平頂推力控制在5t以內(nèi)。

2.4 支座更換

箱梁支座為板式橡膠支座。支座更換與橋墩糾偏同步逐個(gè)墩臺(tái)進(jìn)行，橋墩糾偏完成后安裝相應(yīng)橋墩上支座，最后安裝10#、15#墩臺(tái)支座。

3 結(jié)論

陳屋高架橋橋墩高度近20m，且為縱橫雙向坡的曲線橋梁，對(duì)主梁復(fù)位頂推施工技術(shù)限制條件嚴(yán)格。目前國(guó)內(nèi)主梁糾偏工程，可參考的同類型施工案例少，經(jīng)有限元驗(yàn)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。