空心板纵向纠偏技术工程中的应用

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一、工程概况

(一)桥梁概况

温溪大桥建成于2004年，位于青田县境内S333省道K30+977处，桥梁全长687.0m，桥梁右偏角90°。本桥所在S333为山区二级公路，双向两车道。

全桥共23跨，上部结构为：11×20m(空心板)+1×36m(钢箱梁)+3×20m(空心板)+7×50m(T梁)+1×10m(喇叭板)。其中第1～11、13～15跨为20m简支预应力砼空心板。标准空心板宽1m，边板悬挑0.5m，每跨共计12片梁板。支座采用GJZF4、GJZ200×250×42mm两种板式橡胶支座。

(二)桥梁现状

梁板滑移、顶死：根据本桥竣工图，除了23#桥台处采用简易伸缩缝，其余均采用80型伸缩缝，梁端间距宽4cm左右。第1～11跨空心板梁纵坡为3%，存在较多梁板纵向滑移，部分顶死；11#墩钢箱与空心板伸缩缝处存在挤压。

表1-1 伸缩缝现状宽度表

二、病害原因分析

(一)预应力砼空心板滑移(20m板)

①桥梁纵坡影响(1～11跨为3%纵坡)。本桥横坡、纵坡靠空心板梁端三角垫层调整，而桥梁中心线处中板梁端未设三角垫层(根据原桥竣工图描述)，加上已设置的梁端三角垫层局部也可能存在不平整状态，因而导致上部恒载在水平分力作用下产生下滑力。在汽车荷载水平分力作用下加上制动力产生下滑力(最不利下滑力约213KN)。

②局部支座安装不平整。支座在施工就位时的不平整将导致支座局部或全部脱空，对桥梁整体受力产生较大的影响，减弱纵桥向抗滑能力。

③支座选用不当，抗滑最小承压力RGK偏小。根据计算本桥上部最大恒载(按边板算)分到一个支座的支反力为102KN

④梁体施工就位偏差及支座本身质量缺陷。

三、空心板纠偏设计

(一)空心板纵向纠偏

1.纠偏目标及原则

①本桥纠偏目标：桥梁梁位恢复到原设计图时工作状态，防止梁体滑移且能在温度作用下自由伸缩。②纠偏量：从小桩号至大桩号方向，第一跨顺推4cm；第二跨顺推7cm;第三跨顺推9cm；第四跨顺推4cm。(以上数据根据施工时温度适当调整)。③在桥梁上部结构顶升、降落以及纵桥向纠偏的过程中严格采用计算机控制多点同步顶升的方式进行(以位移为第一监控要素)，保证即使在桥梁上部结构各支点反力不同的状态下，仍然能够确保整个梁体同步位移，且在顶升过程中不会出现新的病害和结构安全隐患。④所有的施工程序及方案措施必须建立在桥梁结构计算和内力分析的基础上，以保证结构安全和施工过程顺利，避免盲目施工。⑤施工实施过程中所有操作均应在可靠监控手段保证的基础上进行。

2.纠偏计算

(1)纵桥向纠偏工况：上部荷载采用偏大一级的公路-Ⅰ级，2004规范控制。最不利边板横向分布系数取0.277。冲击系数0.265。①工况一：交通封闭，仅恒载作用；②工况二：交通不封闭，汽车荷载均衡布置(梁端反力相同)；③工况三：交通不封闭，汽车荷载作用下一端支点反力最大布置；④工况四：交通不封闭，汽车荷载作用下一端支点反力最小布置；⑤工况五：交通不封闭，汽车荷载作用下梁端支点反力差距最大布置；⑥工况六：交通不封闭，汽车仅均布荷载作用下梁端支点反力差距最大布置。

(2)结论汇总：

表3-1 同步顶升计算结果汇总表 单位KN

(4)千斤顶选用：

表3-2 竖向千斤顶选型表

表3-3 水平千斤顶选型表(一跨梁板)

注：在结构内力计算安全前提下，千斤顶型号及钢牛腿尺寸根据实际施工情况可适当调整。

(5)限位装置：限位装置：螺旋压缩弹簧

选取弹簧型号：YA 16×100×120 GB/T 2089型螺旋压缩弹簧。安装弹簧预压缩量为22mm，安装长度为98mm，预压缩力约5.7KN。弹簧与钢座可在工厂制作、组装，之后将其锚固在盖梁侧面。

螺旋压缩弹簧可主动卸载抵消部分下滑力，具有吸能、缓冲特点；安装方便，受力明确；可随梁体因温度变化而自由伸缩；制作要求简单。

(6)支座更换：①纠偏时视取下支座的病害情况进行利用或更换。支座更换以横向一排为整体的原则，在一排中出现有破损、老化或剪切塑性变形等病害的支座将整排全部更换成新支座，具体数量按实际情况计量。新换支座与原支座同规格：a伸缩缝处采用GJZF4200×250×44mm。b桥梁连续处采用GJZ200×250×42mm。②支座安放时应平置，必须保证支座与上、下结构紧密接触，不得出现脱空现象。支座更换前，应对盖梁顶有病害部位采用聚合物砂浆修复并整平，更换偏位、变形的钢板。更换的钢板采用环氧树脂胶与结构粘贴。

四、空心板纠偏施工工序

(一)梁板纵向纠偏

本桥梁体纠偏按照一联为一个整体进行。顶升(或降落)过程中，桥梁结构同步误差以及累计顶升同步误差应控制在0.5mm内。纠偏步骤如下：(1)施工准备：纠偏前应对梁板的实际滑移尺寸进行测量、放样并标记。(2)钢制牛腿及千斤顶的安装。在盖梁两侧植入M24(10.9级)高强螺栓，安装竖向钢制牛腿与50t千斤顶，钢制牛腿与千斤顶之间垫一层3～4mm橡胶块，以防止千斤顶滑动，牛腿顶距梁底距离视千斤顶高度而定，千斤顶本体高与梁底距离控制在10～15mm为宜。(3)同步顶升：试顶。将各千斤顶同步顶高3mm，持续30分钟，以观测梁体各部受力状况及是否有异常现象出现。(4)同步顶升：正式顶升。千斤顶应按设计的行程同步顶升，起梁(或回落)速度应控制在1mm/min之内，应对梁体起顶高度和千斤顶的起顶力实行双控。每一次同步顶升完成后应保持30min，桥梁结构和施力系统稳定后再进行下一次顶升。梁体整体同步顶升4～6mm后，取出原有板式支座。(5)设置滑道，将梁落在滑道上。(6)安装水平牛腿、反力架及布置水平千斤顶。(7)纵向纠偏。水平千斤顶应按设计的行程同步起顶，应严格监控梁板端头距桥墩中心线的距离，通过梁两端水平千斤顶调试最终使梁板位置达到设计要求。纠偏完成后撤出水平千斤顶。(8)竖向顶升、更换支座并拆除临时水平牛腿、反力架。(9)安装纵向弹簧。选取弹簧型号：YA 16×100×120 GB/T 2089型螺旋压缩弹簧。(10)桥梁纠偏施工时桥上车辆可照常通行，但要求行车速度控制在40Km/h以下。对存在高差的梁端伸缩缝处采用垫楔形木条及麻草袋进行过渡。