吳偉龐

(廣州鐵路集團公司贛韶鐵路有限公司，廣東韶關(guān) 512023)

1 工程概況

某橋為一座單跨88 m鋼管混凝土系桿拱橋，外部為簡支靜定結(jié)構(gòu)體系，設(shè)13對吊桿，系桿(梁)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，梁體總質(zhì)量約3 000 t。

系梁采用滿堂支架現(xiàn)澆，支架在系梁跨中5.5 m范圍為鋼管柱門式框架，以滿足施工通行需要，其它部位均為碗扣支架。系梁預(yù)應(yīng)力施工完畢后，在未安裝吊桿時，支架出現(xiàn)失穩(wěn)。碗扣支架承載力基本喪失，僅鋼管柱支架尚具備一定的承載能力，系梁靠鋼管柱支撐未發(fā)生垮塌，但鋼管柱支架也已發(fā)生傾斜，結(jié)構(gòu)仍有垮塌的危險。

施工后測試表明系梁跨中下?lián)狭恳堰_70 cm，系梁在1/4截面至3/4截面范圍內(nèi)下緣均出現(xiàn)受力裂縫(U形縫)，跨中部位裂縫的最大寬度達0.8 mm。拱腳處混凝土開裂嚴(yán)重，裂縫最大寬度達25 mm。

2 應(yīng)急處理措施

首先，通過持續(xù)不斷地對結(jié)構(gòu)變位進行監(jiān)測，判斷結(jié)構(gòu)是否處于暫時的穩(wěn)定狀態(tài)，以決策是否具備臨時處置的條件，防止結(jié)構(gòu)在處置過程中出現(xiàn)垮塌和人員傷亡的惡性事故。具體做法是利用全站儀對梁體線形和拱圈線形進行24 h不間斷監(jiān)測，監(jiān)測間隔為30 min。通過監(jiān)測初步判斷結(jié)構(gòu)處于一個相對穩(wěn)定狀態(tài)，具備臨時處置的條件。

其次，對結(jié)構(gòu)進行臨時處置，消除結(jié)構(gòu)坍塌的隱患，為后續(xù)結(jié)構(gòu)施工提供條件。支架失穩(wěn)后，結(jié)構(gòu)處于一個暫時的平衡狀態(tài)，但這一平衡很不穩(wěn)定，在不消除這一隱患的情況下，無法對結(jié)構(gòu)進行進一步的處理。解決的辦法是，在鋼管柱支架底部澆筑一個2 m高的混凝土基礎(chǔ)，對鋼管柱底部進行包裹，使管柱的下部變成固定端，消除鋼管柱受到干擾發(fā)生失穩(wěn)從而喪失承載力的隱患，使結(jié)構(gòu)保持在一個穩(wěn)定狀態(tài)，使后續(xù)各項工作得以展開。

最后，在上一步工作的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)的病害進行全面調(diào)查與分析，為后續(xù)結(jié)構(gòu)的處置提供依據(jù)。

3 支架的拆除和置換

經(jīng)過臨時處置消除結(jié)構(gòu)垮塌的安全隱患后，對失穩(wěn)支架進行了拆除和置換，包括拆除失穩(wěn)的碗扣支架和搭設(shè)新支架兩部分工作。新支架有兩個作用:代替原有支架支撐系梁，保證結(jié)構(gòu)的安全性;作為恢復(fù)系梁線形的頂升支架。具體措施如下:

1)利用吊桿位置安裝臨時吊索。其目的是在支架拆除、置換過程中以及系梁頂升過程中作為安全保險措施，防止意外事故發(fā)生。采用鋼絞線作為臨時吊索，并采取特殊設(shè)計使系梁線形恢復(fù)過程中鋼絞線始終處于收緊狀態(tài)。

2)分步拆除失穩(wěn)支架，并置換為新支架。新支架采用鋼管柱支架。原支架的拆除順序是從兩端向跨中逐漸拆除。首先拆除兩端吊點處支架，滿足空間要求后澆筑支架基礎(chǔ)，待基礎(chǔ)達到強度后安裝頂升支架，利用楔塊使支架和系梁底頂緊受力。然后再拆除臨近吊點處支架，滿足空間要求后澆筑支架基礎(chǔ)，待基礎(chǔ)達到強度后安裝頂升支架，利用楔塊使支架和系梁底頂緊受力。依此類推，直至跨中支架被拆除置換。全部支架置換完畢后，拆除所有失穩(wěn)支架。

3)安裝頂升系統(tǒng)。為減少頂升力對系梁的損傷，在13對吊點處采用26個千斤頂同步頂升。其基本形式如圖1。兩側(cè)及中間均設(shè)操作平臺。

圖1 置換和頂升支架(單位:cm)

4 系梁的頂升復(fù)位

為確保系梁頂升過程的安全性及恢復(fù)效果，采用分級頂升、逐級采集數(shù)據(jù)、過程分析、緩慢復(fù)位的辦法。

實際頂升過程用時3 d，共分28級頂升到位，監(jiān)測工況數(shù)據(jù)20組，單點頂力值為15.7～120.0 t。頂升現(xiàn)場設(shè)總指揮1名，按職能下設(shè)頂升力控制組、臨時吊桿控制組、監(jiān)控測量數(shù)據(jù)采集組及分析組、現(xiàn)場配合組(為其它各組提供物料支持，在支架穩(wěn)定、焊縫檢查及通訊等方面進行配合)。

為更好地觀察和判斷結(jié)構(gòu)恢復(fù)情況，對頂升全過程進行了嚴(yán)密細(xì)致的監(jiān)測，包括位移(線形)監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、裂縫觀測、支座位移觀測等，目的是:①通過監(jiān)測獲得結(jié)構(gòu)(系梁、拱肋)在頂升過程中的實際反應(yīng)(裂縫閉合、位移變化、應(yīng)力變化)，據(jù)此判斷結(jié)構(gòu)的工作性能;②通過監(jiān)測獲得系梁下緣實際的壓應(yīng)力儲備，為后期加固提供依據(jù);③指導(dǎo)頂升過程，保證頂升過程中結(jié)構(gòu)的安全。

頂升過程中，系梁線形逐漸恢復(fù)，裂縫逐漸閉合，鋼管拱逐漸恢復(fù)到設(shè)計拱軸線位置，支座位移逐漸恢復(fù)。系梁下緣寬度較小(0.4 mm以下)的裂縫閉合后基本不可見，原較寬的裂縫閉合后由于裂縫處混凝土發(fā)生咬合，局部有一些輕微痕跡，見圖2。

圖2 頂升前后L/4截面裂縫閉合情況

5 結(jié)語

對于大跨度大變形量的系梁，其結(jié)構(gòu)如何復(fù)位以及復(fù)位后是否可以再利用是必須要首先解決的難題。本文在處理這一問題時，采用理論演算與系梁實際變化情況相結(jié)合的方法，在理論上可行的前提下進行實際頂升操作、同步監(jiān)測、同步分析。監(jiān)控量測(包括位移監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、裂縫觀測、支座位移觀測等方面)與分析判斷貫穿始終，不斷地通過理論計算與現(xiàn)場實測情況比對，根據(jù)理論分析與實際處理過程中系梁變形恢復(fù)情況，確定每一個處理環(huán)節(jié)的可行性和下一步的處理措施。

經(jīng)處理后，該橋線形已恢復(fù)到設(shè)計控制要求，之后嚴(yán)格按照加固設(shè)計方案，成功完成了加固工程施工和耐久性處理，并通過了靜載驗收試驗，試驗結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)的各項技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計及規(guī)范要求。

［1］中華人民共和國建設(shè)部．GB 50367—2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006．

［2］蔣宗全，高金亮，唐繼舜，等．新建鐵路四線鋼箱系桿拱橋施工支架仿真分析［J］．鐵道建筑，2011(3):28-30．