滑動鋼板在橋梁調坡頂升中的應用

上海先為土木工程有限公司 上海 200235

摘要：本文以清水河大橋為例，簡單介紹了清水河大橋頂升工程的概況及特點、難點，闡述了滑動鋼板在清水河大橋改造中的運用。滑動鋼板的成功應用是本工程的一大亮點，它在清水河大橋的成功頂升中扮演著非常重要的角色，希望本文能給同類工況下的橋梁改造提供一些參考價值。

關鍵詞：調坡頂升；滑動鋼板；傾斜；千斤頂；墊塊

1 工程概況

清水河大橋為二環路直行機動車道上跨大石西路交叉路口和清水河，主跨采用26+70+70+26m，獨塔自錨式懸索橋，全長192米，南北兩側引橋均為3*25米預應力混凝土連續箱梁。主橋范圍內設置R=2000m豎曲線，引橋段最大坡度4.5%，全橋為平面直線橋。橋梁單幅全寬14.75m，橋面組成為2*1.0（花池）+2*0.5（防撞墻）+11.75（車道寬）。機動車道為雙向6車道。引橋梁體采用3×25m的連續箱梁，梁頂寬14.75m，梁底寬11.15m，梁高1.5m，兩側設1.8m的懸臂，懸臂端部高0.15m，懸臂根部高0.45m。箱梁截面形式為單箱三室截面，頂底板厚0.25m，腹板厚0.45m。采用1.5%的單向橫坡。

本工程將兩側引橋進行調坡頂升，兩側引橋縱坡分別調整至下坡-0.8%（南側）和上坡0.5%（北側），以便與兩側的新建高架相接，同時對主橋豎曲線進行了局部調整。南側最大頂升高度為2.34m，北側最大頂升高度為1.965m。其他墩按等比例進行頂升。

圖1 頂升前與完成的清水河大橋現場對比照片

2 工程特點、難點

（1）該橋為箱梁結構，如何有效的利用現有基礎，同時又不改變橋梁上部結構的傳力體系，需合理選擇支撐布置。

（2）在頂升和更換墊塊過程中，要防止液壓系統突然漏油或暴管引起結構物突然下落，為此要有可靠跟隨裝置始終保證上部結構絕對安全。

（3）頂升中各跨頂升高度不一，對控制系統要求更高，頂升控制系統需具備同一個墩同步頂升和不同號墩成線型變化，頂升時需始終保證原有箱梁的線型，需采用角速度一致的等比例調坡頂升。

（4）頂升過程中，橋梁上部剛度較大可能出現平動和轉動，必須采取措施避免產生偏移。如何更有效的選用限位措施是一個難點。

（5）頂升過程中由于坡度變化，梁的水平位置發生改變，水平方向長度將會變長，需考慮水平方向變長對頂升帶來的不利影響。

（6）頂升過程中由于坡度的變化，導致千斤頂在頂升過程中與支撐不垂直，且千斤頂產生縱向移位，與頂升支撐中心不重合，如何解決此問題是本工程的關鍵。

（7）橋臺前后兩側均需增加鉆孔灌注樁，內側受施工高度的限制，只能采用人工挖孔樁，成樁周期較長，是控制本工程總工程的關鍵工序。

3 滑動鋼板

3.1 滑動鋼板的選用

為適應頂升過程中坡度及梁長水平投影長度的變化，需采取措施保證千斤頂的位置和垂直度變化在可控的范圍之內。

將吊放千斤頂的鋼板螺栓孔沿橋長方向設成橢圓孔，頂升過程中可根據需要前后調整千斤頂的位置，本工程在10#橋臺位置頂升點水平位移最大，為71mm，可在頂升過程中分階段調整千斤頂位置。因千斤頂球頭可轉動5度，理論上可承受32mm位移而不致與支撐間產生滑動，本工程千斤頂垂直度傾斜控制在0.5度以內。本工程初步考慮分24行程完成頂升，每個行程10#臺頂升點的縱向水平位置約為3mm，考慮每三個行程調整一次千斤頂位置，每次調整位置量約10mm，0#橋臺也可照此執行。1#、2#、8#、9#橋墩頂升點縱向偏移量較小，可適當減少調整次數。

3.2 尺寸的確定

經理論計算，本工程中順橋向水平位移最大約7.1cm，故滑槽長度設計須大于此值，本工程中設計10.3cm長的滑槽；采用18mm的螺栓，擬設計滑槽寬度為20mm。因液壓千斤頂的底徑為244mm，此滑動鋼板須保證液壓千斤頂能正常滑動，故平面尺寸設置為400*490mm，厚度為20mm。

4 受力分析

為了保證頂升方案切實可行，為了驗證滑動鋼板尺寸合理，加工前對選用的螺桿、滑動鋼板的強度等進行了計算。

模型采用midas建模，選用梁單元，模型中共有38節點，39個單元。

圖4-1 計算分析模型

4.1 螺桿強度計算