瓶窖互通7号桥复位施工技术

2022-03-10徐思成中铁十六局集团第三工程有限公司浙江湖州313000

安徽建筑 2022年2期

徐思成（中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江湖州 313000）

1 桥梁概况

瓶窑互通7号桥位于杭（州）长（兴）高速公路瓶窑互通F匝道上，上跨瓶仓线，中心桩号为FK0+454.05。左半幅孔跨布置为：（5×25）+（21+25+23）+（4×17）+（3×16）m；右半幅孔跨布置为：（5×25）+（23+25+21）+（4×17）+（3×16）m，桥梁全长315.7m，全桥处于曲线上。第2联下部结构均采用柱式墩、钻孔灌注桩基础。第1联上部结构采用预应力混凝土小箱梁，第2联采用等截面预应力混凝土连续梁，第3、4联采用等截面普通钢筋混凝土连续箱梁。本桥第1联采用圆板式橡胶支座，其余均采用盆式支座。0#、5#、8#墩台处设GQF-80异型钢伸缩缝。桥梁第2联立面示意见图1所示。

图1 桥梁第2联立面示意图

2 桥梁移位情况及原因分析

2.1 桥梁移位情况

2.1.1 伸缩缝位置移位情况

瓶窑互通7号桥连续箱梁第2联箱梁向大桩号方向滑移，即5#墩向8#墩方向滑移，导致小桩号侧5#墩墩顶伸缩缝拉开，伸缩缝宽8cm～9cm，曲线内侧窄外侧宽，伸缩缝橡胶条已拉裂。而8#墩伸缩缝宽0.6 cm～1cm，伸缩缝基本顶死。

2.1.2 支座位置偏移情况

支座偏移量见表1所示。

2.2 桥梁移位原因分析

根据现场调查情况及前期检测报告，瓶窑互通7号桥第2联箱梁发生位移的主要原因如下：

①由于瓶窑互通7号桥第2联箱梁处于下坡曲线地段，该桥距收费站较近，车辆出收费站后会加速行驶，驶入该桥下坡曲线地段就会减速慢行，车辆减速会产生较大制动力，在制动力长期作用下使连续箱梁产生移位；

②连续箱梁纵向约束集中在7#墩，7#墩为单桩独柱墩，桥位浅层软土地层较厚，长期积累导致连续箱梁整体偏位、伸缩缝及支座病害；

③支座安装水平度误差导致箱梁产生附加水平力，加剧了连续箱梁位移。

3 纠偏复位施工思路

纠偏复位施工采用如下思路：为了维持本联箱梁原设计受力特性，避免次生内力对梁体产生不利影响，纠偏复位后，使本联箱梁纵坡、横坡达到原有设计要求，保持线形一致。

①对F匝道桥道路交通进行封闭，交通临时通过其他匝道通行。

②清理5#墩顶伸缩缝橡胶条、8#墩顶伸缩缝缝内填充物，对可能阻碍顶升的防撞护栏伸缩缝钢板拆除，必要时先行拆除5#墩、8#墩顶伸缩缝。在5#、8#墩顶箱梁两侧设置横向位移限制装置。

③在6#、7#、8#墩柱顶左右幅设置箱梁临时限位装置，在盖梁及立柱顶面布置千斤顶，对箱梁进行竖向整体同步顶升。

④在F匝道桥箱梁底部及立柱侧设置同步纵向纠偏设备，对整联箱梁进行纠偏，纵向纠偏往5#墩侧4cm。通过6#、7#、8#墩进行纠偏。

⑤更换第2联全部支座。

⑥纠偏到设计位置后，卸载落梁，并在6#、7#墩增设永久纵向限位装置，重新恢复安装伸缩缝。

4 施工准备与竖向顶升

4.1 施工准备

①施工进场前对桥梁现有技术状况进行复查，重点对中线、高程、坡度、箱梁结构、立柱及盖梁状况进行复查，根据实际情况制定施工方案。

②对顶升所用的千斤顶、油泵、油管、百分表、传感器等设备应配套校验，此工作应在法定的计量技术检测机构进行，保证到达现场的所有设备可立即投入使用，并保证有足够的施工备用设备。搭设施工操作平台应满足以下要求：一是施工作业人员上下及施工作业；二是放置顶升设备及小型工具；三是堆放部分材料及拆除支座等。

③清理立柱顶面及盖梁顶面与箱梁之间的沙石及垃圾，凿除表面松散混凝土，并用吹风机吹净，对千斤顶、垫块安放位置进行平整度检查，如有凹凸不平，可采用高标号环氧砂浆进行修复平整。清理5#墩顶伸缩缝橡胶条、8#墩顶伸缩缝缝内填充物，对可能阻碍顶升的防撞护栏伸缩缝钢板拆除。

④在盖梁上安放千斤顶。5#、8#墩千斤顶布置在盖梁上，千斤顶尽量靠近支座。千斤顶上下采用钢板支垫，确保钢板与箱体、盖梁密贴接触，千斤顶的安放要求与原梁底面平行紧贴。5#墩盖梁上布置4对200t千斤顶，8#墩左右幅各布置2对200t千斤顶，共4对千斤顶。

⑤在钢抱箍上安放千斤顶。6#、7#墩千斤顶布置立柱及钢抱箍上，利用立柱及钢抱箍共同受力。立柱顶面及钢抱箍顶面均布置钢板。安装钢抱箍前，用高压橡胶皮对立柱（钢抱箍范围内）混凝土表面进行保护。钢抱箍间采用对拉螺栓连接。6#、7#墩左右幅各布置4对300t千斤顶。立柱上钢抱箍设置见图2所示。

支座偏移量（mm）表1

图2 钢抱箍设置示意图

⑥纠偏过程监测点位布置。连续箱梁水平位移和竖向位移监测点位布置；梁体结构内力监测点位布置；墩柱垂直度监测点位布置；连续箱梁中线、纵坡、横坡监测点位的布置；7#墩地面扰动监测点位布置；支撑体系和反力架装置变形、变位监测点位布置。

4.2 竖向顶升施工

①在正式顶升前，根据计算的顶升力，对应每个顶升点，测定出每个顶升点的实际顶升力。按照逐级加载原则，使每个点的顶升压力与其上部荷载基本达到平衡，将每个点的实测值顶升力与理论计算的顶升力进行比较，计算其差异量，并最终确定每个顶升点顶升时的基准顶升力。

②千斤顶等安装完毕后，按规定进行试顶。5#、8#墩顶恒载约4000kN（4个支座合计），6#、7#墩顶恒载约9000kN（2个支座合计），试顶时应分级逐步增加顶升力，试顶可先顶升2㎜，让扁形千斤顶和现浇连续梁以及立柱、盖梁等之间，整体均衡受力。顶升之后观测桥面、立柱、箱梁的受力变化情况和受力后的均衡状态，以及查看千斤顶、油泵是否工作正常，油路是否通畅。达到规定持荷观测时间后，再次对桥面、箱梁、立柱及顶升设备进行检查确认，无问题出现即可进入正式顶升。

③在顶升时，千斤顶应根据顶升量、顶升力来确定分级。在分级同步进行顶升时，不得出现部分顶升点先受力，部分顶升点后受力的情况，或存在时间滞后或超前间隔等。顶升过程中对顶升力和顶升位移实行双控，任何一项不得超过限值或任何一项未达到规定值。

④按分级进行顶升，每分级顶升量为5mm，顶升速度控制在1mm/min。顶升过程中应及时观测立柱（盖梁）和现浇连续梁的受力变化及受力均衡状态，无异常后，再进行下一级顶升。每阶段顶升到位后，应安放临时支撑，临时支撑的放置位置应考虑支座安装时的作业空间等因素。

⑤每完成一级顶升，须对钢抱箍顶面钢板变形情况，对拉螺栓的变形情况，钢抱箍的滑移情况等进行检查。

⑥每完成一级顶升，须对临时支撑稳固程度、密贴程度、压缩程度等进行检查，如有不一致，立即进行调整。

⑦本联箱梁左右幅横坡较大，顶升时要保持横坡不变，须按设计顶升力和顶升量进行顶升，否则会产生左右幅顶升不同步。

⑧临时支撑顶面与梁底之间采用硅脂润滑的不锈钢板、四氟板组合体系，以便纠偏时箱梁能自由滑动，减小水平顶推难度。

5 纵向复位施工

5.1 反力装置设置

①立柱上设置反力装置。在立柱上设置钢抱箍，在钢抱箍上焊接受力钢板，形成顶推反力装置。在6#墩、7#墩上设置，左右幅各1套。立柱上反力装置见图3所示。

图3 立柱上反力装置示意图

②盖梁上设置反力装置。在盖梁上植入钢筋，采用螺栓连接受力钢板，形成顶推反力装置。在8#墩上设置，共4套。盖梁上反力装置见图4所示。

图4 盖梁上反力装置示意图

5.2 确定顶推力与试顶推

根据箱梁结构、跨度、所处的坡度和曲线半径等，水平摩阻系数取0.04，计算确定总顶推力，再计算确定各个千斤顶的顶推力。复位千斤顶、反力装置、限位装置等安装完毕后，按规定进行试顶。试顶时应分级逐步增加顶推力，顶推之后应观察立柱及盖梁上的反力装置是否有较大的变形，观测箱梁的受力变化及受力均衡状态，一切工作正常后即可进入正式顶推纠偏。