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【工程案例】吴淞大桥上部结构整体顶升技术!


工程概况

吴淞大桥北引桥改建与外环线二期同济路立交相连。由于吴淞大桥的桥面高度低于同济路立交的桥面高度,按传统施工方法需要把北引桥全部拆除,然后再重新建造新桥与同济路立交相连。然而因同济路立交施工工期较紧、吴淞大桥车流量非常高、周边场地狭窄、民宅和商业设施密集等诸多因素,不利于按传统方法施工,故决定采用利用原桥上部结构,将桥面升至设计标高的方法。吴淞大桥北引桥采用20m预应力混凝土空心板梁,桥面连续。整桥为双幅,每幅19片板梁。每侧桥墩立柱采用三柱式钢筋混凝土,盖梁为非预应力钢筋混凝土。其中TJ3的盖梁为倒T形,且盖梁上的靠背倾斜3cm。梁底部支座为板式橡胶支座,梁底用楔形钢板调正纵坡。

采用整体顶升需解决的问题

1 、相邻板梁纵向是铰缝,在板梁整体顶升过程中应避免对铰缝混凝土的损伤。

2、 TJ3盖梁是倒T型结构,在板梁顶升时,一侧板梁与靠背上端相碰,另一侧板梁与靠背的下端相碰,在顶升支架体系时要考虑安全问题。

3 、板梁顶升至设计标高后,由于纵坡会发生较大变化,原板梁下的板式橡胶支座下楔形钢板及橡胶支座将产生局部受压。

4 、顶升盖梁过程中,相邻几跨的纵向水平距离随纵坡变化会增大,使相邻各跨盖梁纵向推移,因而应避免立柱产生轴向偏心。

5、 要使盖梁或板梁整体顶升,集群千斤顶必须达到同步。

 顶升方案选择

1、盖梁顶升法

(1) 优点

盖梁顶升法将千斤顶直接置于盖梁底部,将盖梁顶起使桥面板梁与盖梁同步提升至设计标高。此方法充分利用了原盖梁刚度较大的优势,在顶升过程中使板梁与盖梁的相对位移几乎为零,且对板梁铰缝混凝土没有损伤。

(2)缺点

a.板梁顶升至设计标高后,纵坡发生较大变化,使原板梁下楔形钢板及板式橡胶支座局部受压。

b.顶升过程中,一侧板梁与盖梁靠背上端相碰,另一侧板梁与靠背下端相碰,会使盖梁与立柱产生整体旋转趋势,使顶升支架体系存在不安全隐患。

c.盖梁顶升过程中,一跨的相邻盖梁水平距离会增大,使相邻各跨向纵向推移,立柱产生轴向偏心。

2、板梁顶升法

(1) 优点

将千斤顶直接置于板梁底部,将板梁顶起使桥面板提升至设计标高,再拆除盖梁,待立柱接高后重新浇筑盖梁。支座及楔形钢板按顶升后的纵坡给予替换。

(2) 缺点

a.盖梁施工空间小、施工难度较大。

b.整个顶升从板梁顶起、盖梁敲拆及浇筑、落梁的施工周期较长。

c.若支架承重梁刚度不够,会使铰缝及桥面铺装出现纵向裂缝。经对上述两种顶升法权衡后,决定先采用顶升盖梁、再顶升板梁的盖梁板梁整体施工方案。这种方案的优点是:不拆除桥面铺装,对铰缝混凝土没有损伤;立柱接高的施工较简便;支座可按顶升后的纵坡给予调换;板梁顶升可每跨独立顶升,减少了相邻跨的互相牵扯影响。

施工技术要点

1 、顶升施工前拆除桥面的横向连续缝,保留桥面铺装层,使板梁连成整体,避免板梁纵向铰缝混凝土损伤。

2、 将旧桥承台加固后作为顶升支架的承重基础,确保顶升体系的基础稳定。

3、 盖梁顶升前,将TJ3盖梁上倒T型的靠背上部凿去50cm,以防顶升过程中一侧板梁与靠背上端相碰。

4、 盖梁顶升时,充分利用原盖梁的强大刚度。

5 、采用书580带法兰钢管作为支撑杆,由扁担梁、上横梁、下横梁等组成顶升支撑体系,这套顶升支撑体系既能顶升盖梁将板梁顶升到设计标高,又能顶升板梁替换支座。

6 、为防止盖梁外侧牛腿下的扁担梁在顶升过程中向外滑移,设计了抗水平滑移的止推支撑架。

7、 控制立柱纵向位移措施:TJ4盖梁与TJ2盖梁外侧用钢丝绳紧固,设1只手拉葫芦,顶升盖梁过程中不断收紧钢丝绳;顶升顺序由低至高,即TJ4顶升65cm—TJ3顶升到位_÷TJ4顶升到位一TJ2顶升到位;千斤顶按荷载合理布置。

8 、立柱切割采用钻石钢带切割机截断的施工方法,切割时无震动、速度快。

9 、盖梁顶升到设计标高时,在原立柱截断处上下端35cm范围内凿除立柱混凝土,露出原立柱的竖向主筋。考虑由于盖梁顶升后会产生纵向位移而使立柱偏心3—4cm,采取在原立柱四周外侧种植书16④200的竖向钢筋,种植深度48cm,并在外侧加钢护筒。

1 0 、将原板式橡胶支座替换成球冠支座,在安放支座前,盖梁上先铺1层有一定稠度的环氧砂浆,然后落下板梁顶升支架,依靠板梁的自重来压实支座下的砂浆。


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