桥梁顶升千斤顶布置可靠性分析

刘 永

(中铁隧道集团一处有限公司，重庆 401121)

桥梁顶升千斤顶布置可靠性分析

刘 永

(中铁隧道集团一处有限公司，重庆 401121)

以实际工程为研究对象，通过初步设计两种不同的千斤顶布置方案，并采用有限元计算软件MIDAS/CIVIL2011进行模拟、分析，从而比选出更为安全、可靠的布置方案，以保证顶升过程中结构安全和施工质量，为类似工程提供参考。

千斤顶，布置，对比，分析

0 引言

桥梁整体顶升技术对既有桥梁进行改造，工期短，投资省，见效快，对交通以及环境影响比较小，可以产生良好的社会以及经济效益。但是桥梁顶升施工难度、风险较大，因此合理的方案设计是施工成功的关键，而精确到位的结构分析又是确定合理施工方案和施工工艺的保证。本文以某大桥整体顶升施工为研究对象，针对千斤顶的布置方案进行了深入研究，掌握千斤顶布设对结构安全的影响，制定出更优的方案，同时对类似工程提供指导及参考。

1 工程概况

某大桥为双幅分离式大桥，全桥13跨，长295 m。该桥下部结构为三柱墩，上部为5×20 m+3×30 m+5×20 m预应力混凝土空心板梁加预应力混凝土组合小箱梁桥，单幅桥面宽11.25 m。因通航净空需要，设计整体升高，顶升高度详见表1。

表1 某大桥各墩台顶升高度表 m

2 总体顶升方案

首先在桥墩(台)下部施作抱柱梁作为反力基础，利用设置在墩柱(桩)两侧的液压千斤顶直接顶升盖梁(桥台)底部，顶升至设计高度后对墩柱(桥台)进行接长或加高。整个顶升过程均由液压同步控制系统进行自动操作，确保顶升精度和同步。断柱采用绳锯静态切割，接柱采用微膨胀混凝土。

3 千斤顶布置方案

千斤顶的布置是实现顶升方案的重要环节，对顶升质量和安全至关重要。本方案拟采取千斤顶沿盖梁轴线对称布置，机械随动千斤顶在断柱后安置。

采用千斤顶沿轴线对称布置，随动千斤顶放置在切割后的立柱里侧，如图1所示。

1)计算模型。

考虑顶升施工时盖梁底面必须做平，以方便千斤顶顶升，因此计算时考虑盖梁采用等截面梁单元进行模拟，作用在盖梁上的荷载仍按施工图给出的实际最大顶升重量840 t考虑，建模时，按线荷载均布在全梁单元上，均布荷载q=8 400 kN/16 m=525 kN/m。计算模型建立如图2所示。

2)反力计算结果。

千斤顶沿轴线布置，不会产生纵桥向反力，中间千斤顶受力均匀(见图3)。

3)内力计算结果。

剪力图见图4。

弯矩图见图5。

千斤顶沿轴线布置，不会产生扭矩，有利于盖梁稳定及受力。

4)应力图。

盖梁上弯矩正应力计算如图6所示。

5)盖梁底部混凝土局部受压承载力计算。

本工程中桥梁整体顶升时，盖梁支撑在6个千斤顶上，盖梁底部混凝土局部受压承载力应该满足规范要求。

施工采用的千斤顶直径为220 mm，底部有(10～20)mm的钢板，计算时按10 mm钢板考虑，千斤顶传至上部托盘混凝土的压应力应按在钢板的45°角传力，钢板底部的混凝土受压面积圆直径按220+2×10tan45°=240 mm，C30混凝土：fc=14.5 MPa。

a.局部抗裂性计算如下：

混凝土局部承压修正系数ηs=1.0。

由：1.3ηsβfcdAln=1.3×1.0×3×13.8×45 216=2 433 525.1 N>Fl=1 611.9 kN。

满足要求。

b.局部受压承载力计算：

Flu=0.9(ηsβfcd+kρvβcorfsd)Aln=0.9(1.0×3×13.8+0)×45 216=1 684 748.2 N>Fl=1 611.9 kN。

满足要求。

故千斤顶顶升时盖梁底部的混凝土局部受压承载力可以满足规范要求。

6)裂缝计算。

b=1 500 mm，h0=1 420 mm。

Es=2×105N/mm2。

则，本方案中：

满足规范要求。

4 结语

千斤顶沿轴线对称布置，经过模拟计算，满足安全质量要求。最终采用此方案进行施工，顺利完成桥梁顶升施工，工后各项监测指标均满足相关规范及设计要求。

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Reliable analysis of bridge lifting jack distribution

LIU Yong

(China Railway Tunnel Group 1st Department Co., Ltd, Chongqing 401121, China)

Taking actual engineering as the research target, the paper preliminarily design two kinds of jack distribution schemes, carries out simulation and analysis by applying finite element software MIDAS/CIVIL2011, and selects safe and reliable distribution scheme, with a view to guarantee structural safety and construction quality in lifting process, which has provided some guidance for similar engineering.

jack, distribution, compare, analysis

1009-6825(2014)31-0185-02

2014-08-26

刘 永(1982- )，男，工程硕士，工程师

U445

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