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作者：張毅             

1工程概況

  武漢長江二橋位于武漢長江大橋下游約6.8km處，是長江連接漢口與武昌的一座特大型城市橋梁。主橋?yàn)?80 m+400 m+180 m雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁斜拉橋。兩側(cè)引橋?yàn)?83+130+125)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)ΨQ布置于主橋斜拉橋兩側(cè)，漢口側(cè)引橋位于7～10號(hào)墩間，單腿為9號(hào)墩，箱梁在10號(hào)墩附近支撐于斜拉橋主梁的S m懸臂牛腿上；武昌側(cè)引橋位于13～16號(hào)墩間，梁在1 3號(hào)墩附近支撐于斜拉橋主梁的5m懸臂牛腿上，單腿位于14號(hào)墩。主梁懸臂牛腿上設(shè)可縱向活動(dòng)的盆式橡膠支座，以傳遞來自毗鄰剛構(gòu)的豎向反力、縱向水平摩阻力及橫向水平力。

  經(jīng)檢測，主橋邊墩牛腿附近梁體腹板和底板存在較多裂縫且5m范圍下?lián)献冃屋^大。為了減小牛腿支座支反力，改善斜拉橋牛腿及懸臂段受力狀態(tài)，此次加固維修工程將在主橋邊墩墩頂處分別增設(shè)6根剛性梁，共對(duì)邊墩牛腿提供4 000K N預(yù)頂力，從而將部分恒載置換到剛性梁上．并傳遞至橋墩。主橋邊墩牛腿處加固構(gòu)造見圖1。

  2  剛性梁安裝方案

  剛性梁采用鋼箱梁構(gòu)造形式，10，13號(hào)每個(gè) 橋墩設(shè)置6根剛性梁，分為4根A型與2根B型，橫向布置見圖1。剛性梁設(shè)計(jì)梁高均為1 047mm，頂板與底板厚38 mm，腹板厚22 mm。其中，單根剛性梁A長13. 44 m，寬1 800 mm，重22.3 t；單根剛性梁B長11.9 m，寬1480 mm，重17．0t。

  剛性梁高1 047 mm，而梁底與墩頂?shù)膬艨崭叨葍H有1140 mm，要將剛性梁喂入墩頂與梁底之間，需要完成提升和喂入2個(gè)動(dòng)作：6根剛性梁可以一次或者分多次安裝就位，結(jié)合舊橋施工特點(diǎn)，要求盡量減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷．而且6根剛性梁總重僅123.2 t，完全可以采用一次提升到位的方案而不影響橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全：

  在考慮各方面因素后確定，剛性梁采用”整體提升、分步滑移到位”的方案：

3  剛性梁提升及滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  剛性梁提升及滑移系統(tǒng)需要完成6根剛性梁的整體提升作業(yè)、以及提升到位后沿縱橋向逐根滑移就位2個(gè)操作。該系統(tǒng)由4臺(tái)1 000 k N連續(xù)千斤頂、8-ɸ15. 24鋼絞線和提升（滑移）操作平臺(tái)等組成，具體布置見圖2。4臺(tái)連續(xù)千斤頂作為整個(gè)系統(tǒng)豎向提升的動(dòng)力，其支點(diǎn)設(shè)置在斜拉橋混凝土梁兩側(cè)避開斜拉索的區(qū)域，可避免剛性梁施工過程對(duì)交通的影響；操作平臺(tái)距邊墩外邊緣1.3 m，可避開邊墩旁既有的維修平臺(tái)，而且能利用既有的平臺(tái)結(jié)構(gòu)作為剛性梁施工人員走行通道；在操作平臺(tái)與邊墩之間設(shè)置撐桿，承受剛性梁滑移過程產(chǎn)生的水平力。

3.1  提升支點(diǎn)設(shè)計(jì)

  連續(xù)提升千斤頂支點(diǎn)布置在主梁頂板兩側(cè)的翼緣板上，鋼絞線通過在橋面主梁頂板兩側(cè)的翼緣板上鉆孔下放至提升平臺(tái)的提升吊點(diǎn)上和吊掛橫梁連接。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在非設(shè)計(jì)有孔處開孔，應(yīng)進(jìn)行局部強(qiáng)度驗(yàn)算和對(duì)該橫斷面進(jìn)行橫向強(qiáng)度驗(yàn)算。

3.2提升（滑移）操作平臺(tái)設(shè)計(jì)

  操作平臺(tái)作為剛性梁提升及滑移的作業(yè)平臺(tái)，主要結(jié)構(gòu)包括：①吊掛橫梁：共2組，其中心間距為8.0 m。單組吊掛橫梁由6片加強(qiáng)型貝雷梁構(gòu)成，橫梁計(jì)算跨度為27.8 m;②滑道梁：共12根，分別對(duì)應(yīng)每個(gè)剛性梁的腹板位置，采用型鋼HN500×200，長度均為15 m�；�道梁與剛性梁之間設(shè)置滑塊，滑道梁頂面打磨光滑并涂抹黃油，以減小滑移阻力；③橫梁吊點(diǎn)：由型鋼[40a和[32a，及ɸ 32ɸ mm精軋螺紋鋼組成，見圖3，精軋螺紋鋼預(yù)張拉200 k N以保持吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)與橫梁之間的固定。

3.3提升（滑移）操作平臺(tái)檢算工況

  操作平臺(tái)分提升和滑移2個(gè)步驟，在滑移過程中，剛性梁是通過滑塊作為集中荷載作用到操作平臺(tái)上的，故按照實(shí)際施工選擇6種控制工況分別對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行檢算：①剛性梁提升到位；②剛性梁A上墩前；③剛性梁A后支點(diǎn)在滑道梁跨中；④剛性梁A頂推到位；⑤剛性梁B上墩前；⑥剛性梁B頂推到位。

4  剛性梁安裝施工

4.1  提升（滑移）系統(tǒng)設(shè)置

  操作平臺(tái)在碼頭拼裝完成后，將剛性梁逐個(gè)放置在滑道梁上并臨時(shí)固定，整體吊裝至運(yùn)輸船上。連續(xù)提升千斤頂布置在主梁頂板兩側(cè)的翼緣板上，鋼絞線通過在橋面主梁頂板兩側(cè)的翼緣板上鉆孔下放至提升平臺(tái)的提升吊點(diǎn)上和吊掛橫梁連接。

4.2  剛性梁提升

  剛性梁船運(yùn)至吊裝位置后，下放鋼絞線（8-Q15. 24），通過吊點(diǎn)與吊掛梁連接，由布置在橋面臨近人行道上的4臺(tái)1 000 k N千斤頂連續(xù)提升，直至剛性梁提升至安裝高度，此時(shí)操作平臺(tái)的滑道頂面和墩頂?shù)雀叨�。然后，將操作平臺(tái)與墩頂之間設(shè)置臨時(shí)支撐，并抄墊頂緊，確保操作平臺(tái)的穩(wěn)定，并鎖定千斤頂，在提升過程中確保4點(diǎn)同步，同時(shí)在剛性梁尾部設(shè)置錨梁將剛性梁連接成一個(gè)整體，防止在提升過程中出現(xiàn)剛性梁的滑移。

4.3  剛性梁滑移

  采用倒鏈逐次單根拖拉鋼箱梁至設(shè)計(jì)位置，先安裝兩側(cè)A型剛性梁再安裝中間B型剛性梁。利用主梁底板支座預(yù)埋鋼板作為錨圈點(diǎn)，倒鏈一端固定在該錨固點(diǎn)上，另一端固定在剛性梁上。剛性梁與提升平臺(tái)之間設(shè)置3個(gè)滑塊，見圖4，分前中后布置，滑塊和剛性梁之間設(shè)置卡槽防止其相對(duì)滑動(dòng)，滑塊隨剛性梁一起滑動(dòng)。

  拖拉時(shí)剛性梁帶動(dòng)滑塊在操作平臺(tái)頂面（即滑道梁上）滑動(dòng)，直至剛性梁伸入邊墩一定長度后，利用薄型千斤頂臨時(shí)起頂剛性梁端頭設(shè)置好的起頂點(diǎn)，塞入滑塊1，繼續(xù)拉動(dòng)倒鏈，剛性梁繼續(xù)向岸側(cè)滑移。

  待剛性梁前端離墩前，臨時(shí)起頂，塞入滑塊2，并取出滑塊1，繼續(xù)拉動(dòng)倒鏈，直至剛性梁基本到達(dá)設(shè)計(jì)位置。通過手持螺旋千斤頂及倒鏈等精確調(diào)整好其平面位置和高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

  剛性梁底部支座隨剛性梁一起滑移到位，剛性梁被頂升后將滑塊拖出撤掉，剛性梁下放，此時(shí)剛性梁中間部位的支座就位，剛性梁呈河側(cè)端低、岸側(cè)高的狀態(tài)，采用臨時(shí)措施進(jìn)行固定。

4.4靠河側(cè)支座安裝

  在剛性梁提升平臺(tái)施工通道上將河側(cè)支座按照設(shè)計(jì)位置安放，并臨時(shí)固定，支座應(yīng)與剛性梁密貼，安裝后的間隙可采用0. 5～2 mm鋼板填平，當(dāng)間隙大于3 mm時(shí)可采用灌注環(huán)氧樹脂抄墊密實(shí)。

4.5牛腿側(cè)支座安裝

  靠河側(cè)支座按照設(shè)計(jì)位置安裝后，對(duì)懸臂梁牛腿側(cè)采用12臺(tái)500 k N的超薄型千斤頂分別施加333 k N的豎向力，6個(gè)剛性梁進(jìn)行同步頂升，安放該位置支座后落梁，要求如下：①檢測主梁牛腿部位表面混凝土平整度及強(qiáng)度，同時(shí)檢測混凝土質(zhì)量，避免存在缺陷影響頂升；②頂升千斤頂應(yīng)選用同型號(hào)同規(guī)格的千斤頂，以保障千斤頂頂出量、回落量基本一致；千斤頂應(yīng)有鎖定保險(xiǎn)裝置，防止漏油時(shí)突然回落；千斤頂在正式使用前應(yīng)與油壓表、油泵進(jìn)行配套校驗(yàn)標(biāo)定．保證工作性能正常、頂升時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；③每個(gè)墩頂6根剛性梁總頂升力4 000 k N，共布置12臺(tái)千斤頂：單個(gè)千斤頂頂升力為333 k N，頂升共分為3級(jí)進(jìn)行；第一級(jí)頂升力1 320 k N(110 k N×12)一第二級(jí)2 640k N(220 k N×12)一第三級(jí)4 000 k N( 333 k N×12)。為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，剛性梁岸側(cè)支座安裝時(shí)6根同時(shí)頂升。千斤頂?shù)钠痦斄客ㄟ^位移傳感器精確測量，并通過PLC控制其同步性，實(shí)現(xiàn)剛性梁的牛腿側(cè)起頂位置受力相同、變形一致。支座應(yīng)與剛性梁緊密接觸，安裝后的間隙可采用0. 5～2 mm鋼板填平，當(dāng)間隙大于3 mm時(shí)可采用灌注環(huán)氧樹脂抄墊密實(shí)。安裝抄墊密實(shí)后將千斤頂卸載，支座即自動(dòng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的受力值；④頂升時(shí)應(yīng)對(duì)頂升力、剛性梁位移與應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止頂升，查明原因后再進(jìn)行下步操作。

5  剛性梁支座安裝注意事項(xiàng)

  在支座安裝工程中，為確保剛性梁支座受力滿足設(shè)計(jì)精度要求同時(shí)達(dá)到同步受力狀態(tài)及預(yù)期的荷載分擔(dān)效果，在支座安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照以下步驟和措施實(shí)施：①在試驗(yàn)室測出同類同批次支座在設(shè)計(jì)頂升力下的平均壓縮量δ ；②采用PLC同步頂升系統(tǒng)同步頂升6個(gè)剛性梁，達(dá)到設(shè)計(jì)頂升力大小持荷，測量出每個(gè)支座安裝位置的間隙高度h1；③根據(jù)實(shí)測的支座安裝位置的間隙高度，計(jì)算出需要墊鋼板的厚度h2=h1-h（支座自然厚度）+;④繼續(xù)同步頂升合適高度(約h+2 mm)以便支座安裝就位；⑤支座安放好后，同步落頂就位。測量受力后，通過對(duì)支座高度與(h-δ )進(jìn)行比較來評(píng)定每個(gè)支座的受力情況。

6結(jié)語

武漢長江二橋混凝土懸臂梁牛腿加固剛性梁采用整體提升、并逐步滑移到位的方案，利用大跨度吊掛橫梁作為提升平臺(tái)，以及滑移施工時(shí)的作業(yè)平臺(tái)；吊掛橫梁吊點(diǎn)設(shè)置于混凝土箱梁兩端人行道旁，不影響上部交通；利用邊墩已有檢修平臺(tái)作為人員通道，未破壞既有結(jié)構(gòu)設(shè)置預(yù)埋件；通過3個(gè)滑塊的倒換完成剛性梁越過操作平臺(tái)與邊墩之間的間隙。該橋剛性梁安裝施工的順利進(jìn)行為今后類似工程提供了參考。

7摘要武漢長江二橋主橋兩端邊墩處承托相鄰單腿剛構(gòu)的5m懸臂段，經(jīng)觀測變形較大，需在邊墩墩頂處增設(shè)6根剛性梁對(duì)懸臂段進(jìn)行加固。剛性梁安裝施工利用既有混凝土梁作為提升支點(diǎn)，采用“整體提升、分步滑移到位”的安裝方案。針對(duì)此方案設(shè)計(jì)剛性梁提升（滑移）操作平臺(tái)，以及相關(guān)施工工藝等整套施工技術(shù)。該技術(shù)的成功實(shí)施為此項(xiàng)目創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。