吳偉龐

(廣州鐵路集團(tuán)公司贛韶鐵路有限公司，廣東韶關(guān) 512023)

1 工程概況

某橋?yàn)橐蛔鶈慰?8 m鋼管混凝土系桿拱橋，外部為簡(jiǎn)支靜定結(jié)構(gòu)體系，設(shè)13對(duì)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(mén)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(shí)，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(xiǎn)。

施工后測(cè)試表明系梁跨中下?lián)狭恳堰_(dá)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(dá)0.8 mm。拱腳處混凝土開(kāi)裂嚴(yán)重，裂縫最大寬度達(dá)25 mm。

2 應(yīng)急處理措施

首先，通過(guò)持續(xù)不斷地對(duì)結(jié)構(gòu)變位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷結(jié)構(gòu)是否處于暫時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)，以決策是否具備臨時(shí)處置的條件，防止結(jié)構(gòu)在處置過(guò)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(duì)梁體線形和拱圈線形進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)間隔為30 min。通過(guò)監(jiān)測(cè)初步判斷結(jié)構(gòu)處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，具備臨時(shí)處置的條件。

其次，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)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(gè)暫時(shí)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(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。解決的辦法是，在鋼管柱支架底部澆筑一個(gè)2 m高的混凝土基礎(chǔ)，對(duì)鋼管柱底部進(jìn)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(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，使后續(xù)各項(xiàng)工作得以展開(kāi)。

最后，在上一步工作的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)的病害進(jìn)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(guò)臨時(shí)處置消除結(jié)構(gòu)垮塌的安全隱患后，對(duì)失穩(wěn)支架進(jìn)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(gè)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(shí)吊索。其目的是在支架拆除、置換過(guò)程中以及系梁頂升過(guò)程中作為安全保險(xiǎn)措施，防止意外事故發(fā)生。采用鋼絞線作為臨時(shí)吊索，并采取特殊設(shè)計(jì)使系梁線形恢復(fù)過(guò)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(diǎn)處支架，滿足空間要求后澆筑支架基礎(chǔ)，待基礎(chǔ)達(dá)到強(qiáng)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(diǎn)處支架，滿足空間要求后澆筑支架基礎(chǔ)，待基礎(chǔ)達(dá)到強(qiáng)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(lèi)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(duì)系梁的損傷，在13對(duì)吊點(diǎn)處采用26個(gè)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(tái)。

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(guò)程的安全性及恢復(fù)效果，采用分級(jí)頂升、逐級(jí)采集數(shù)據(jù)、過(guò)程分析、緩慢復(fù)位的辦法。

實(shí)際頂升過(guò)程用時(shí)3 d，共分28級(jí)頂升到位，監(jiān)測(cè)工況數(shù)據(jù)20組，單點(diǎn)頂力值為15.7～120.0 t。頂升現(xiàn)場(chǎng)設(shè)總指揮1名，按職能下設(shè)頂升力控制組、臨時(shí)吊桿控制組、監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)采集組及分析組、現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行配合)。

為更好地觀察和判斷結(jié)構(gòu)恢復(fù)情況，對(duì)頂升全過(guò)程進(jìn)行了嚴(yán)密細(xì)致的監(jiān)測(cè)，包括位移(線形)監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、裂縫觀測(cè)、支座位移觀測(cè)等，目的是:①通過(guò)監(jiān)測(cè)獲得結(jié)構(gòu)(系梁、拱肋)在頂升過(guò)程中的實(shí)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(guò)監(jiān)測(cè)獲得系梁下緣實(shí)際的壓應(yīng)力儲(chǔ)備，為后期加固提供依據(jù);③指導(dǎo)頂升過(guò)程，保證頂升過(guò)程中結(jié)構(gòu)的安全。

頂升過(guò)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(jì)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(jiàn)，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(jiàn)圖2。

圖2 頂升前后L/4截面裂縫閉合情況

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)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(wèn)題時(shí)，采用理論演算與系梁實(shí)際變化情況相結(jié)合的方法，在理論上可行的前提下進(jìn)行實(shí)際頂升操作、同步監(jiān)測(cè)、同步分析。監(jiān)控量測(cè)(包括位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、裂縫觀測(cè)、支座位移觀測(cè)等方面)與分析判斷貫穿始終，不斷地通過(guò)理論計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況比對(duì)，根據(jù)理論分析與實(shí)際處理過(guò)程中系梁變形恢復(fù)情況，確定每一個(gè)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(jì)控制要求，之后嚴(yán)格按照加固設(shè)計(jì)方案，成功完成了加固工程施工和耐久性處理，并通過(guò)了靜載驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

［1］中華人民共和國(guó)建設(shè)部．GB 50367—2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)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．