鉴于顶升前狮子林桥老桥已有近30年的历史,原结构有一定的损坏和变形,预应力钢束存在不同程度的锈蚀,加之简支单悬臂带挂孔的特殊结构型式,顶升过程中结构安全风险高。
在实际施工中,很难保证千斤顶的绝对竖直,因此会产生水平分力。而桥梁在顶升过程中处于飘浮状态,纵桥向及横桥向均未固定,由于液压缸安装的垂直误差等因素,在顶升过程中可能会出现微小的水平位移,为避免出现水平偏位,需在桥梁纵横向设置平面限位装置以限制桥体的水平位移,限位装置应有足够的强度和刚度。根据以往施工经验,水平力按竖直顶升力的3%考虑。在此基础上,采取一套有效的控制水平位移的施工方案,其关键点在于桥梁整体抬升过程中能否保证桥梁纵向稳定性、横向稳定性以及挂孔的稳定性,针对抬升过程中的梁体稳定性问题分别设置纵向限位装置、横向限位装置及挂孔限位措施。
图5-14 老桥顶升后中墩支承垫石布置图
图5-15 新桥顶升后支承垫石布置图
图5-16 支承垫石与墩身连接图
(1)纵向限位装置。
经现场查勘,原有老桥桥台台前的浆砌片石护坡已经发生水平向开裂,推断原台后重力式挡土墙已经发生位移。纵向限位装置设计时,在原桥头两侧浆砌片石重力式挡土墙之后增加一排钻孔灌注桩作为挡土结构,钻孔桩长16.5m,采用高压注浆的方法将钻孔桩前的土和重力式挡土墙连成一体。灌注桩顶浇注盖梁,一方面作为纵向限位装置的后背墙,另一方面也作为桥头搭板的枕梁。在桥头箱梁立面利用膨胀螺栓固定槽钢,纵向限位装置一侧顶住槽钢,一侧顶住盖梁,以限制桥体的纵向位移。为了减小摩擦,在槽钢与纵向限位装置之间涂抹黄油。桥台位置纵向限位装置如图5-17所示。
图5-17 纵向限位装置(www.daowen.com)
(2)横向限位装置。
横向限位装置为焊接钢结构,安装在中墩的桥体两侧,利用TM20螺栓嵌入中墩混凝土,使其与中墩连接成整体,依靠钢结构的整体抗剪和高强螺栓的抗拔力抵抗水平分力,横向限位装置布置图如图5-18所示。(
图5-18 老桥及新桥中墩横向限位装置布置图
3)挂孔限位措施。
将原桥挂孔伸缩缝摘除,用木楔块将缝隙塞实限制挂孔的位移。将百分表固定于伸缩缝两边,在顶升过程中由专人监测,如发现较大相对位移应及时停止顶升作业,如图5-19所示。
(4)限位措施在实际施工中的作用。
图5-19 挂孔梁处限位措施
桥梁在顶升施工过程中,出现了比较明显的纵向位移,此时,限位装置对桥梁姿态的保证起到了关键作用。限位措施在顶升过程中有效地控制了两侧简支单悬臂结构的水平位移,根据落梁后的实际测量,桥梁整体横向位移和纵向位移分别小于5mm和6mm,达到了限位目的。顶升实践证明,限位装置非常重要,是设计人员必须重视的问题。
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