旋转结构找横坡弧形钢箱梁支座托空处理措施

李粤东，夏崇滔，张翼，巫正伟

（重庆建工城建控股（集团）有限责任公司，重庆400015）

旋转结构找横坡弧形钢箱梁支座托空处理措施

李粤东，夏崇滔，张翼，巫正伟

（重庆建工城建控股（集团）有限责任公司，重庆400015）

钢箱梁结构因其自身的特性在市政工程建设得到大量运用，钢箱梁吊装施工中空间就位及空形态的控制问题较为突出，其中带纵坡的弧形钢箱梁通过旋转结构找横坡就使得钢箱梁在施工过程中整体空间形态要有控制技术难度更高，极易造成钢箱梁支座托空。该文结合工程实例，就有纵坡且旋转结构找横坡弧形钢箱梁吊装后产生支座托空的处理措施进行论述。

旋转结构；弧形；钢箱梁；支座托空；措施

0 引言

钢箱梁结构因其现场施工工期短，对交通影响较现浇混凝土箱梁小，故在桥梁跨越开放交通道路时被广泛采用。但因钢箱梁结构自身特性，施工中将产生与现浇混凝土箱梁截然不同的困难与不良状况，其中以弧形钢箱梁的空间就位难较为突出。通过对重庆黄桷湾立交工程中横跨内环快速路的M匝道桥，来阐述旋转自身结构找横坡带纵坡的弧形钢箱梁空间就位带来了桥梁支座托空后采用同步顶升数据验算处理方式的正确性，以及纠正通过旋转带纵坡的桥梁弧形钢箱结构找横坡容易造成的对空间结构形态的认识误区。

1 黄桷湾立交工程M匝道桥钢箱梁设计概况

1.1 设计概况

黄桷湾立交M匝道桥设计共五联，第1联为钢筋混凝土连续梁，第2联为两跨22+27m的钢箱梁，第3联为钢筋混凝土连续梁，第4联和5联为混凝土连续梁。

桥墩MP4-MP6钢箱梁桥平面位于R=50m圆曲线，竖向位于-5.4%下坡段上，设计为由结构旋转找坡，横坡为6%。钢箱梁总长度为49m，其中MP4-MP5为22m，MP5-MP6为27m。见图1。

图1 钢箱梁设计平面布置图

钢箱梁采用斜腹式单箱单室断面，顶板宽为6.8m，底宽3.0m；梁高（含18cm混凝土垫层）为2.0m。顶、底板厚16mm，腹板厚14mm，跨中隔板厚12mm，支座处隔板厚16mm。隔板间距2.5m，在过渡墩处距离梁端4m范围内采用铁砂混凝土进行压重，混凝土容重不得低于34kN/m3。

1.2 M匝道桥钢箱梁施工情况介绍

因山城地势狭窄，钢箱梁共分12个节段：4460mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，3000mm，4000mm，4000mm，4500mm，4000mm，4000mm，4460mm。MP4和MP6设计为双支座，MP5设计为单支座。

为减轻交通影响M匝道跨越内环高速路段钢箱梁施工采用吊装方式，钢箱梁在现场拼装成24m和25m两个节段后进行吊装焊接，当两节段吊装焊接完成后出现了MP6处的内支座(即5-1支座)脱空情况，脱空高度为18cm，其余四个支座均与调平钢板落实受力。经对5个支座的高程进行多次复测，高程误差与设计要求在规范要求内，排除了因高程问题产生的脱空判断。一个支点调整后，其余支点反力、标高同时变动。经分析，钢箱梁结段过多、内环快速路下通车无法实行嵌补段、焊接时温度及环境温度等均对支座托空有影响[1-2]，并且旋转带纵坡的弧形钢箱梁结构找横坡在空间形态上并不是简单将平面弧形结构旋转即可，整个钢箱梁均呈空间曲面结构，空间旋转造成的标高误差主要是来自纵坡的影响，而非旋转形成横坡。

2 总体解决方案

要解决支座脱空，除整体调整钢箱梁空间结构形态外，同时要兼顾各支座受力满足设计要求，故总体措施方案为先对各支座作同步顶升测反力（各测点需能单独调顶升高度），掌握反力数据后制定钢箱梁结构调整措施，调整完毕的支座落实后再做同步顶升试验。满足设计要求即处理成功。

2.1 同步顶升测反力

首先确定顶升测力安装位置，安装测力装置，检查防止桥梁位移装置，确保测试过程的施工安全，采用桥梁整体同步顶升的方式顶升桥梁，顶升高度控制在3～5mm范围内，及时读取测试值[3]，并做好详细记录。同步顶升支座测力支撑点分布如图2所示。

图2 同步顶升支座测力支撑点分布图

同步顶升施工工序为：检查桥梁限位装置→确定顶升测力点→安装调试顶升测力设备→整体同步顶升→支座反力观察与调整→安装临时支撑→卸压还原拆除测试设备。

综合考虑各种不利因素的影响，整体同步顶升所选用的顶升设备取用计算测试重量的1.5倍以上作为选取设备的依据。

根据同步顶升试验，获得数据如表1。

表1 支座反力测试表

2.2 处理措施

根据支反力同步顶升数据拟定调整方案如下。

在目前支反力及高程的基础上，将MP5支座支撑位置继续往高抬升4cm，使得该处的支反力在现有基础上再增加350kN，达到850kN。施工单位要注意在顶升过程中要实现位移和力双控，有一项指标达到要求就停止施工，并将另一指标的实测值报送设计院以确定是否继续调整。即在调整过程中寻求力与位移两个相互关联的动态因素均满足设计要求。

在MP5高程确定后，量得MP4、MP6此时脱空支座处的脱空高度；根据实测的脱空高度将该处支座垫高，垫高高度比实测的脱空值大1cm。将所有脱空的支座均按上述方法垫高后，此时的线形就为箱梁结构的最终的线形，然后通过调整铺装层使钢混结合部的路面接顺[4-5]。

将内侧防撞护栏底座由普通混凝土调整为容重34kN/m3的铁砂混凝土。

在完成铺装后，再次同步顶升测出各支座支反力以了解箱梁的最终受力状态。

2.3 施工实施步骤

为方便阐述，对本桥各支座进行编号，MP4外侧支座编号4-1、内侧支座编号4-2，MP5支座编号5，MP6外侧支座编号6-1、内侧支座编号6-2，具体如图3所示。

图3 支座编号示意图

步骤一：在钢箱梁端部（支座位置）加焊新增钢板1和新增钢板2，以增强钢箱梁位移后新形成的箱梁底部支座处钢结构强度，所有新增钢板焊缝采用全熔透焊。见图4。

图4 钢箱梁结构增强设计平面图

步骤二：在原设计N16b、N19横隔板两侧、大里程侧N9钢板及新增钢板两侧焊接间距30cm的抗剪栓钉（成梅花形布置）。

步骤三：保证4-2支座与6-1支座组合高度均为35cm不变，旋转主梁，旋转轴（4-2）-（6-1），MP5支座抬高4CM，实际量测双控数据与方案吻合。见图5。

图5 钢箱梁调整示意图

最终得出如下结果：

MP4内侧梁底标高234.777m，MP4外侧梁底标高235.125m，横坡8.657%；

MP5梁底标高234.138m，横坡6.93%；

MP6内侧梁底标高232.251m，MP6外侧梁底标高232.375m，横坡3.1%。

步骤四：浇筑铁砂混凝土，垫实MP4与MP6托空高度。接顺混凝土箱梁与铺装层。解决支座托空。

根据以上措施调整处理后，再做同步顶升实验，测得值符合设计要求。见表2。

3 结语

表2 支座反力验证表

带纵坡旋转结构找横坡弧形钢箱梁桥梁段无法从平面结构旋转平达到横坡设计要求，旋转后弧形钢箱梁整体空间结构发生变化，钢箱梁的各个面在立体空间内均为曲面。

解决旋转带纵坡的弧形钢箱梁结构找横坡的支座托空，需做各支撑点独立调整的同步顶升，使各支座反力达到设计要求。同步顶升还要结合钢箱梁结构整体调整相配合，才能求得满足设计受力条件下的钢箱梁空间形态。

[1]刘添俊，关安峰，张洪彬.城市复杂环境下大跨度钢箱梁施工技术研究[J].城市道桥与防洪，2010（8）.

[2]张宝鸿，杨凤鹤，姜峰.中环线大柏树立交跨越逸线路高架的钢梁吊装技术[J].上海公路，2008（1）.

[3]郑洪涛，孙全胜.桥梁同步顶升技术的应用与分析[J].低温建筑技术，2012(01).

[4]CJJ 37-2012城市道路工程设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5]邬晓光，李参伟，赵彦东.在役预应力混凝土桥梁检测与量化评估及加固关键技术[M].北京：人民交通出版社，2011（02）.

责任编辑：孙苏

Treatment Measures for Empty Bearing of Arc Steel Box Girderwith Cross Slope for Rotating Structure

Steelbox girder structure is widely applied nowadays for its virtues,but the controlling problems in space location and spatialform in its construction are severe,and the finding ofcross slope through rotating structure by arc steelbox girder with longitudinalslope renders controlling technology ofsteelbox girderoverspatialform harder,easily causing empty bearing ofsteelbox girder.The treatmentmeasures for such problem are presented in detail.

rotating structure；arc；steelbox girder；empty bearing；measures

TU997

A

1671-9107（2014）10-0034-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.10.034

2014-08-08

李粤东(1971-)，男，重庆人，本科，工程师，主要从事市政工程项目管理。