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中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
前言:李子坝连接道A线工程第一联属于钢混叠合梁结构,钢箱梁吊装场地极其受限:嘉陵路上有轨道梁,且场地空间极小;牛滴路属已建高架桥,停放吊车、拖车和起吊工作极有可能对结构产生不利安全影响。因此,必须通过计算分析、论证和监测来保证安全。
一、工程概况
李子坝连接道A线工程为连接嘉陵路主线与牛滴路往沙坪坝方向的匝道桥,桥梁起点为嘉陵路,终点接牛滴路现有桥梁。通过对现有交通状况、周边环境、桥下限制条件等影响因素的分析,第一联桥采用钢混叠合梁结构形式,第二联采用预应力砼结构形式。
第一联采用桩基础,圆柱形墩身,上部结构为钢混叠合梁,A0~A3墩3跨跨径为30m+46m+30m,桥梁在A1和A2桥墩处采用墩梁固结的方式,A0桥台和A3桥墩处设置盆式橡胶支座。钢箱梁采用单箱三室断面,顶板宽7.8m,底板宽4.98m,翼缘板悬臂宽1.45m,悬臂板边缘厚度0.15m,钢箱梁全高2.1m。钢箱梁总重3940KN,全联共分A、B、C、D、E、F、G、H八个制作段,各段的长度分别为13、10、16、17、11、16、10和13m,重量分别为480、372、598、637、402、598、372和480KN。其中,除A段采用整体制作吊装外,其它各段均采用在箱室中部分开工厂预制,现场纵向焊接连接方式。
二、钢箱梁吊装
(一)吊装前的准备工作
1、根据资料的查阅和相关参数的计算,确定相关技术参数。
2、钢箱梁出厂前进行验收,包括构件的材料检验、焊接质量、几何尺寸、预拱度、表观现象、除锈喷漆等,并形成详细书面记录。
3、吊装前对相关桥墩及临时支墩的位置、中线、高程等进行复核,误差在允许范围内方可吊装。
4、吊装前应取得交管部门的支持,使整个吊装现场处于全封闭状态,禁止车辆和行人通行,且有交警在现场维持协助中断交通。
(二)梁的吊装
根据施工现场的实际情况及施工工艺流程,吊装顺序为与嘉陵路相连A段开始,然后B~H段。
三、吊装监测
C~H段钢箱梁吊装过程中,虽然已经通过各种手段减少牛滴路单位面积受力来保证既有桥梁结构的安全,但仍然非常有必要采取专业监测来分析吊装过程对牛滴路的影响。
在钢箱梁C~H段吊装施工过程中,采用拖车运至吊装位置,拖车及吊车均设置在牛滴路高架桥上作施工业,为保证吊装钢箱梁施工顺利完成及牛滴路高架桥的安全,对牛滴路高架桥进行监测。
(一)吊装过程中牛滴路高架桥结构分析
根据《李子坝连接道A线工程施工及运营对市政基础设施安全影响评估报告》,施工吊装车辆荷载效应按照240t取值,并考虑最不利工况,即吊装车辆吊装作业时前轴承担全部荷载,且前轴作用在已建桥梁跨中位置,计算结果表明,桥梁应力及强度验算结果均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求。据此分析,现吊装最大作用荷载总重为吊装C段时135.25t,且两辆吊车及拖车轮轴位置不在跨中,现吊装荷载作用下桥梁应力及强度满足规范要求。
(二)监测思路及安全预警
本次监测目的是保证李子坝A线桥钢箱梁吊装过程中牛滴路高架桥结构安全。根据已有评估结果及复核计算结果可见,吊装过程是安全的;根据吊装安排,每个钢箱梁节段吊装时均分为两节段、吊装后现场焊接拼装,减小了吊装重量、增加了安全系数。同时考虑桥梁下位嘉陵江岸、至箱梁底面20m以上,无法在箱梁底部设置挠度测点,挠度测点设置在桥面等因素,本次吊装过程中以应变控制为主。
根据吊车及拖车在桥梁上的预定位置、吊装动态变化过程以及桥梁技术状况,对各吊装阶段梁体最大应变与挠度值进行分析,以吊装D节段第一节半幅箱梁时吊车及拖车就位工况对应(76)~(77)跨1#梁(嘉陵江侧)跨中应变最大、理论分析值为88.7μm;以吊装G节段吊车起吊第一节段半幅箱梁及第二辆拖车就位工况对应(76)~(77)跨1#梁(嘉陵江侧)跨中挠度最大、理论分析值为14.4mm,并以该值作为各次吊装过程中结构安全的预警值。根据吊装时结构受力特点以及监测思路,确定牛滴路高架桥监测截面为跨中截面,在每个监测截面布置对应的挠度、应变测点。
(三)测点布置
1、挠度测点布置
小箱梁竖向挠度测点布置:由于桥梁下位嘉陵江岸、至箱梁底面20m以上,无法在箱梁底部设置挠度测点,因此挠度测点设置在桥面,在各跨支座、跨中位置设置挠度观测点,挠度采用精密水准仪进行测试。
2、应变测点
根据钢箱梁各段吊装安排及影响跨孔,D段钢箱梁吊装重量最重,C、D、E段吊装影响(76)-(77)跨,且吊装顺序为C-H段依次吊装,因此,实际监测过程中在(76)-(77)跨跨中截面J1处设置较为详细的应变测点(具体测点设置如下图所示),其他各跨在监测截面设置1-2个应变监测点。应变测量采用安装混凝土表面应变计及应变片的方式测试。
(四)监测结果
1、吊装前牛滴路高架桥外观检查
本次吊装施工对牛滴路高架桥影响范围为(74)~(75)、(75)~(76)、(76)~(77)共三跨,吊装前对各跨桥梁外观进行检查,各跨桥梁下部结构使用正常,各跨小箱梁外观良好,未发现箱梁过大下挠、结构性裂缝等异常现象,上部结构箱梁使用情况正常。
2、各次吊装监测数据分析及结论
各钢箱梁节段吊装过程中,各应變测试截面应变测点实测值均小于相应的计算值,且小于预警值88.7μm,满足要求;各挠度测试截面挠度测点实测值均小于相应的计算值,且小于预警值14.5mm,满足要求。通过对各次吊装监测数据的整理与分析,结论如下:李子坝A线桥钢箱梁吊装过程中,牛滴路高架桥结构工作性能正常、结构安全性满足要求。
3、吊装后牛滴路高架桥外观检查
吊装后对各跨桥梁外观进行检查,各跨桥梁下部结构使用正常,各跨小箱梁外观良好,未发现箱梁过大下挠、结构性裂缝等异常现象,使用情况正常。
结语:通过认真实地考察分析,科学严谨的计算,借助于专业手段,李子坝连接道A线工程吊装工作得以安全的完成,该项目吊装方案的顺利实施对其他类似项目有很大的参考价值。
前言:李子坝连接道A线工程第一联属于钢混叠合梁结构,钢箱梁吊装场地极其受限:嘉陵路上有轨道梁,且场地空间极小;牛滴路属已建高架桥,停放吊车、拖车和起吊工作极有可能对结构产生不利安全影响。因此,必须通过计算分析、论证和监测来保证安全。
一、工程概况
李子坝连接道A线工程为连接嘉陵路主线与牛滴路往沙坪坝方向的匝道桥,桥梁起点为嘉陵路,终点接牛滴路现有桥梁。通过对现有交通状况、周边环境、桥下限制条件等影响因素的分析,第一联桥采用钢混叠合梁结构形式,第二联采用预应力砼结构形式。
第一联采用桩基础,圆柱形墩身,上部结构为钢混叠合梁,A0~A3墩3跨跨径为30m+46m+30m,桥梁在A1和A2桥墩处采用墩梁固结的方式,A0桥台和A3桥墩处设置盆式橡胶支座。钢箱梁采用单箱三室断面,顶板宽7.8m,底板宽4.98m,翼缘板悬臂宽1.45m,悬臂板边缘厚度0.15m,钢箱梁全高2.1m。钢箱梁总重3940KN,全联共分A、B、C、D、E、F、G、H八个制作段,各段的长度分别为13、10、16、17、11、16、10和13m,重量分别为480、372、598、637、402、598、372和480KN。其中,除A段采用整体制作吊装外,其它各段均采用在箱室中部分开工厂预制,现场纵向焊接连接方式。
二、钢箱梁吊装
(一)吊装前的准备工作
1、根据资料的查阅和相关参数的计算,确定相关技术参数。
2、钢箱梁出厂前进行验收,包括构件的材料检验、焊接质量、几何尺寸、预拱度、表观现象、除锈喷漆等,并形成详细书面记录。
3、吊装前对相关桥墩及临时支墩的位置、中线、高程等进行复核,误差在允许范围内方可吊装。
4、吊装前应取得交管部门的支持,使整个吊装现场处于全封闭状态,禁止车辆和行人通行,且有交警在现场维持协助中断交通。
(二)梁的吊装
根据施工现场的实际情况及施工工艺流程,吊装顺序为与嘉陵路相连A段开始,然后B~H段。
三、吊装监测
C~H段钢箱梁吊装过程中,虽然已经通过各种手段减少牛滴路单位面积受力来保证既有桥梁结构的安全,但仍然非常有必要采取专业监测来分析吊装过程对牛滴路的影响。
在钢箱梁C~H段吊装施工过程中,采用拖车运至吊装位置,拖车及吊车均设置在牛滴路高架桥上作施工业,为保证吊装钢箱梁施工顺利完成及牛滴路高架桥的安全,对牛滴路高架桥进行监测。
(一)吊装过程中牛滴路高架桥结构分析
根据《李子坝连接道A线工程施工及运营对市政基础设施安全影响评估报告》,施工吊装车辆荷载效应按照240t取值,并考虑最不利工况,即吊装车辆吊装作业时前轴承担全部荷载,且前轴作用在已建桥梁跨中位置,计算结果表明,桥梁应力及强度验算结果均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求。据此分析,现吊装最大作用荷载总重为吊装C段时135.25t,且两辆吊车及拖车轮轴位置不在跨中,现吊装荷载作用下桥梁应力及强度满足规范要求。
(二)监测思路及安全预警
本次监测目的是保证李子坝A线桥钢箱梁吊装过程中牛滴路高架桥结构安全。根据已有评估结果及复核计算结果可见,吊装过程是安全的;根据吊装安排,每个钢箱梁节段吊装时均分为两节段、吊装后现场焊接拼装,减小了吊装重量、增加了安全系数。同时考虑桥梁下位嘉陵江岸、至箱梁底面20m以上,无法在箱梁底部设置挠度测点,挠度测点设置在桥面等因素,本次吊装过程中以应变控制为主。
根据吊车及拖车在桥梁上的预定位置、吊装动态变化过程以及桥梁技术状况,对各吊装阶段梁体最大应变与挠度值进行分析,以吊装D节段第一节半幅箱梁时吊车及拖车就位工况对应(76)~(77)跨1#梁(嘉陵江侧)跨中应变最大、理论分析值为88.7μm;以吊装G节段吊车起吊第一节段半幅箱梁及第二辆拖车就位工况对应(76)~(77)跨1#梁(嘉陵江侧)跨中挠度最大、理论分析值为14.4mm,并以该值作为各次吊装过程中结构安全的预警值。根据吊装时结构受力特点以及监测思路,确定牛滴路高架桥监测截面为跨中截面,在每个监测截面布置对应的挠度、应变测点。
(三)测点布置
1、挠度测点布置
小箱梁竖向挠度测点布置:由于桥梁下位嘉陵江岸、至箱梁底面20m以上,无法在箱梁底部设置挠度测点,因此挠度测点设置在桥面,在各跨支座、跨中位置设置挠度观测点,挠度采用精密水准仪进行测试。
2、应变测点
根据钢箱梁各段吊装安排及影响跨孔,D段钢箱梁吊装重量最重,C、D、E段吊装影响(76)-(77)跨,且吊装顺序为C-H段依次吊装,因此,实际监测过程中在(76)-(77)跨跨中截面J1处设置较为详细的应变测点(具体测点设置如下图所示),其他各跨在监测截面设置1-2个应变监测点。应变测量采用安装混凝土表面应变计及应变片的方式测试。
(四)监测结果
1、吊装前牛滴路高架桥外观检查
本次吊装施工对牛滴路高架桥影响范围为(74)~(75)、(75)~(76)、(76)~(77)共三跨,吊装前对各跨桥梁外观进行检查,各跨桥梁下部结构使用正常,各跨小箱梁外观良好,未发现箱梁过大下挠、结构性裂缝等异常现象,上部结构箱梁使用情况正常。
2、各次吊装监测数据分析及结论
各钢箱梁节段吊装过程中,各应變测试截面应变测点实测值均小于相应的计算值,且小于预警值88.7μm,满足要求;各挠度测试截面挠度测点实测值均小于相应的计算值,且小于预警值14.5mm,满足要求。通过对各次吊装监测数据的整理与分析,结论如下:李子坝A线桥钢箱梁吊装过程中,牛滴路高架桥结构工作性能正常、结构安全性满足要求。
3、吊装后牛滴路高架桥外观检查
吊装后对各跨桥梁外观进行检查,各跨桥梁下部结构使用正常,各跨小箱梁外观良好,未发现箱梁过大下挠、结构性裂缝等异常现象,使用情况正常。
结语:通过认真实地考察分析,科学严谨的计算,借助于专业手段,李子坝连接道A线工程吊装工作得以安全的完成,该项目吊装方案的顺利实施对其他类似项目有很大的参考价值。