曲线连续梁桥顶推复位技术的

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【摘要】本文以某多联混凝土弯箱梁桥为工程背景，分析了这种类型桥梁产生向外滑移后顶推复位的关键技术，可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。

【关键词】多联连续弯箱梁桥 滑移量 顶升支架 循环顶推

一、工程概况

某曲线梁由三联连续箱梁桥组成，桥跨组合为4×20m+（30+40+30）m+3×20m，其中第一联位于半径为120m的圆曲线上，第二联部分桥跨位于半径为120m的圆曲线，部分桥跨位于缓和曲线段和直线段，第三联桥跨位于直线段。第一联与第三联通过牛腿搭接在第二联上。下部结构为肋板式轻型桥台和柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。桥面全宽16.5m，双向4车道，桥面布置：0.5m防撞墙+7.25m车行道+1m防撞墙+7.25m车行道+0.5m防撞墙，采用水泥混凝土桥面铺装。

例行检查中发现该桥第一联和第二联绕固定支座发生了偏转，第二联4号墩位置梁体最大偏转量为19cm，该位置盆式橡胶支座四氟板被挤出，固定支座所在墩柱（2号墩与6号墩）均出现了环向裂缝。弯桥发生移位影响到桥梁的正常运营，必须对移位的结构进行复位，再做必要的加固处理。

二、顶推复位技术难点

（一）顶升支架的设计与布置

对梁体的顶推复位必须通过顶升支架来实现，由于部分滑动支座已经被破坏（四氟板被挤出），再依靠这些被破坏的支座进行滑移是不可能的，因此，这部分顶升支架必须能够实现竖向顶升（使得梁体脱开支座）和水平顶推（使得梁体复位）两项功能。本桥第3联处于直线段，不需要进行顶推复位，顶升支架仅在第1联与第2联设置，为了降低造价，对于支座未破坏且滑移量较小的1号墩，不设顶升支座，3号墩仅设置垂直顶升支架，不设置水平顶推台座。

顶升支架采用万能杆件进行拼装而成，杆件上方设置工字钢横梁平台，在平台上进行顶梁和临时支撑，临时支撑上方设置四氟板，与梁底所粘贴的不锈钢板构成滑道，便于水平顶推复位。

顶升支架的设计包括两个要点，一是梁体的顶升高度计算，防止顶升高度过大而产生墩顶位置梁体上缘拉应力超过限值后开裂，二是对顶升支架承受竖向力和水平力的计算，保证支架在竖向顶升力和水平顶升力的作用下杆件应力不超限。

对于第一点，由于该桥在顶升过程中需封闭交通，因此，只需要保持顶升荷载引起的梁体内力不大于活载引起的最大内力即可，按照这一原则，同时考虑到施工的可行性，计算最大顶升高度如下：

对于支架自身的计算，通过建立有限元模型，计算竖向顶升和水平顶升过程中杆件的应力，竖向顶升力通过顶升最大高度计算时确定，一般为支座反力的1.1～1.2倍，顶升高度越大，所需的竖向顶升力就越大。水平顶升力需要克服梁体与支架之间的摩阻力，取四氟板与不锈钢板的摩擦系数为0.04，按照该桥的竖向顶升力，水平顶力最大为500kN。

分析得出，支架杆件最大应力为168MPa，出现在竖杆，应力状态能够满足使用要求。但需要注意的是，竖杆的应力与斜杆有较大关系，水平方向的顶推力通过斜杆进行了分配，大大减小了竖杆的应力，这也是在竖杆的底部新增两根短斜杆的原因，分配到最下一排水平杆的水平力能够通过短斜杆来平衡，同时多点超静定体系也能提高结构的整体稳定性。

（二）梁体移位值的分析

该桥的梁体移位见图2所示，从移位值来看，梁体的移位总的来说由3部分组成，第一部分为梁体绕固定支座的转动，第二部分为整体向外侧平动，第三部分为，由于第1联与第2联搭接位置间隙较小，梁体在转动时该位置容易顶住，一联的转动会带动另外一联的转动，具体分析如下：

第1联梁体与第2联梁体的第5、6跨均只有一个位置设置固定支座，外荷载作用下，梁体绕固定支座转动，但这个转动量并不是梁体移位值的全部，这从0号台位置梁体的移位（4cm～6.5cm）与第1联4号墩位置梁体的移位（13.5cm～14.5cm）差异较大可以看出，第1联梁体除绕固定支座转动外，还有一部分向外侧的平动，2号墩外侧支座向外侧移位3cm，可以认为是平动所造成的（使得2号墩内侧墩柱开裂），扣除这部分影响，0号墩位置梁体由于转动所引起的移位应该在7cm～9.5cm之间，第1联4号墩位置梁体由于转动所引起的移位应该在10.5cm～11.5cm之间。

第1联4号墩位置梁体移位和第2联4号墩、5号墩位置梁体移位明显较其余位置大，其原因在于两联梁之间顶死后，一联的转动带动另外一联的转动，由于梁长较长，梁体纵向刚度较小，这部分转动并未引起整联梁绕固定支座的转动，而只是对搭接位置附近梁段影响较大，这也是第1联1号墩位置转动量较小的一个主要原因。

（三）顶推复位的施工要点

由于梁体移位值过大，部分位置如0号台梁端与背墙之间、第1联梁体与第2联梁体之间，甚至部分支座上钢板螺栓也出现与钢盆卡死的现象，同时，第1联梁体和第2联梁体的在顶推复位的过程中会互相制约，因此，需要采取循环顶推的方法来进行梁体顶推复位，同时做好梁体与支架移位的监测，遇到有顶推力增大但梁体移位值不变、支架变形加大的情况，则代表顶推的梁体有额外的约束，应立即停止顶推，千斤顶回油，找到约束的位置，解除其约束后，再继续顶推，直到将梁体转动所引起的移位量完全恢复。

三、结论

对弯桥移位后的顶推复位关键在于顶推支架的设计与布置，既要达到将梁体安全复位，又要达到节省造价的目的。支架采用万能杆件进行拼装，施工速度快且杆件受力均匀，可在同类型施工中推广；弯桥的滑移是由多个因素引起的，本桥的滑移量也是由多个部分组成的，特别在梁体纵向刚度较小的情况下，其移位还不能完全归结为整体转动和整体平动；弯桥的移位是一个累积的过程，同样，弯桥的顶推复位不能一蹴而就，应该采取循环顶推复位的方法进行，实践证明，该桥在采取循环顶推复位后，4号墩和5号墩位置梁体支座上钢板与墩柱中心偏位仅为2cm，达到设计要求。