无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术.pdf

2 4 桥梁建设2 0 1 2年第 4 2卷第 3 期 ( 总第 2 1 3 期 ) Br i dg e Co ns t r uc t i o n，Vo 42，No 3，2 012( Tot a l l y No 21 3) 文 章编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 2 4 0 7 无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术 刘世 忠 ， 欧 阳 永金。 ， 张 ( 1 兰 州交通 大学 甘肃省 道路桥 梁 与地 市政建 设开 发 总公 司 ， 福建 厦 门 3 6 1 0 0 9 ；3 慧 ， 蔺鹏臻 ， 王 佳 ， 冀 伟 下 工程 重点实验 室， 甘肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 ；2 厦 门市 兰州工业高等专科学校建筑工程系， 甘肃 兰州 7 3 0 0 5 0 ) 摘 要 ：为 满足 交通需求 ， 厦 门市某 无铰 钢 管混 凝 土拱 桥 桥 下道路 需从 双 向 6车道拓 宽至 双 向 1 0车道 ， 相 应 需对原拱桥 进行 顶升 增跨 改造 。改造 需将原 拱桥 整体 提 升 1 7 m， 跨径 由 4 3 2 m 增加 至 4 6 m。改造 时首先在 原结 构上 张拉 临 时 系杆 ， 使 桥 梁 由无铰 拱 变为 系杆拱 ， 然后 进行 拱 脚 切割 、 顶 升增跨 施 工 ， 最终 形成 新的 无铰钢 管混凝 土拱桥 并 解除 临时 系杆 。为确保 各施 工阶段 结构 的安全 ， 采用 ANS YS建立拱桥有限元模型 ， 对施工全过程进行仿真分析及位移和应力监测。仿真 分析及监 测 结果表 明 ， 结构 实际位移 及 受力与理 论分 析结 果吻合 较好 ； 改造 全过程 中结构位移 及 受 力的 变化 均在 合理 范围 ， 不影 响改造 后 的使 用安 全 。 关键词 ：系杆拱桥 ； 钢管混凝土结构； 增跨 ； 顶升； 改造， 监测； 有限元法 中图分 类号 ： U4 4 8 2 2 5 ； U4 4 5 6 文献标 志码 ： A Ke y Te c h n i q u e s f o r J a c k i n g u p a n d o f a Hi n g e l e s s Co n c r e t e Fi l l e d S t e e l S p a n Le n g t he ni ng Tu b e Ar c h Br i d g e L I U S h i - z h o n g 。 0【 NG Y o n g - j i n ， Z 日lANG Hu i ， LI N Pe n g z h e n ， ， ANG d i a 。 ，J I W f (1 Ke y La b or a t or y of Ro a d Br i d ge a n d Und e r gr ou nd Eng i n e e r i n g o f Ga ns u Pr ov i nc e，La nz ho u J i a o t o n g Un i v e r s i t y ，La n z h o u 7 3 0 0 7 0 ，C h i n a ；2 Xi a me n Mu n i c i p a l Co n s t r u c t i o n a n d De v e l o p me n t Co r p o r a t i o n ，Xi a me n 3 6 1 0 0 9 ，C h i n a ；3 De p a r t me n t o f Bu i l d i n g Eng i ne e r i n g，La n z ho u Po l y t e c hn i c a l Col l e g e，La nz hou 73 0 05 0，Chi n a) Abs t r a c t：To c a t e r f o r t h e t r a f f i c de ma nd， t h e r o a d u nde r a hi n ge l e s s c on c r e t e f i l l e d s t e e l t ub e a r c h br i d g e i n Xi a m e n Ci t y n e e d e d t o b e wi d e n e d f r o m du a l 3 l a ne s t o d ua l 5 I a ne s a n d a c c o r d i n g l y t h e e x i s t i n g a r c h b r i d g e o v e r t h e r o a d h a d t o b e r e h a b i l i t a t e d b y j a c k i n g u p a n d s p a n l e n g t h e n i n g ，i e t h e b r i d g e wa s t o b e i n t e g r a l l y j a c k e d u p 1 7 m a n d t h e s p a n o f t h e b r i d g e wa s t o b e l e ng t he n e d f r o m 43 2 m t o 4 6 m I n t he r e ha b i l i t a t i o n p r o c e s s o f t h e b r i dg e，t he t e mpo r a r y t i e m e m b e r s we r e f i r s t l y a d d e d t o a n d t e ns i o ne d on t he e x i s t i ng br i d ge t o ma ke t h e b r i dg e c h a ng e f r o m a h i ng e l e s s a r c h t o a t i e d a r c h，t h e n t h e a r c h s pr i ng s o f t h e b r i dg e we r e c u t o f f ，t he br i dg e wa s i a c ke d u p，t h e s pa n wa s l e ng t h e ne d a nd f i n a l l y a n e w h i ng e l e s s br i d ge wa s f o r me d a n d t he t e mp o r a r y t i e me mb e r s we r e r e l e a s e d To e n s u r e t h e s t r u c t u r a l s a f e t y o f v a r i o u s c o n s t r u c t i o n s t a ge st he f i n i t e e l e me n t mod e l f or t he b r i dg e wa s e s t a bl i s he d，us i n g t h e ANSYS，t he s i m u l a t i on a n a l y s i s o f t h e wh o r e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s wa s ma d e a n d t h e d i s p l a c e me n t a n d s t r e s s we r e mo rn t o r e d Th e r e s ul t s o f t he s i mul a t i o n a n a l y s i s a nd m o n i t o r i ng s ho w t h a t t h e a c t u a l di s pl a c e m e nt a nd f o r c e c o nd i t i on s o f t h e br i d ge a r e i n g o o d a g r e e me n t wi t h t ho s e of t he t he o r e t i c a n a l ys i s The 收稿 日期 基金项 目 作者简介 2 O1 2 01 31 国家 自然科( 5 0 9 6 8 0 0 8 ) ； 甘肃省道路桥梁与地下工程 重点实验室开放基金( No Kf j j 一 1 0 0 1 ) Na t i o n a l Na t u r a l S c i e n c e Fo u n d a t i o n o f Ch i n a( 5 0 9 6 8 0 0 8 ) ；Ope n Fu n d s o f Ke y La b o r a t o r y o f Ro a d B r id g e a n d Un d e r g r o u n d E n g i n e e r i n g o f Ga n s u P r o v i n c e( No K f j j 一 1 0 0 1 ) 刘 世忠， 教授 ， E - ma i l ： l i u s z 2 0 0 0 1 6 3 e o m。研究 方向： 桥梁结构有限元分析 、 桥梁检测加 固与安全性评估 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技 术 刘 世忠 ， 欧 阳永金 ， 张慧 ， 蔺鹏臻 ， 王佳 ， 冀伟 2 5 c ha n ge s of t he s t r u c t u r a l di s p l a c e m e nt a n d f o r c e c on di t i o ns o f t he br i d ge i n t he wh ol e r e h a bi l i t a t i o n p r o c e s s a r e wi t hi n r a t i o na l r a ng e a nd t he s e r v i c e s a f e t y o f t he b r i d ge ha s n ot be e n a dv e r s e l y a f f e c t e d a f t e r r e ha b i l i t a t i o n Ke y wo r d s ：t i e d a r c h b r i d g e ；c o n c r e t e f i l l e d s t e e l t u b e s t r u c t u r e ；s p a n l e n g t h e n i n g；j a c k i n g up；r e h a bi l i t a t i on；mo ni t or i n g；f i n i t e e l e me nt m e t ho d 1 概 述 厦 门某 中承 式 钢管 混 凝 土 系杆 拱 桥 于 2 0 0 4年 建成投入使用 。桥梁建成时桥下道 路为双 向 6车 道， 桥梁 跨径 4 3 2 m， 桥面净宽 5 1 m， 总 宽 6 m。 桥梁拱 肋采 用钢 管混凝 土平 行双拱 肋 ， 矢 高 7 2 m， 拱脚深入拱座混凝土内形成无铰有推力拱 。拱肋钢 管采用 Q3 4 5 B钢 材 ， 直 径 6 0 0 mm( 拱 脚 段 加 强 为 8 0 0 mm) ， 壁厚 2 c m， 管内填充 C 4 0微膨胀混凝土。 拱顶采 用 2道横 梁连接 拱肋 。主梁 采用 单箱 三室 钢 箱梁 ， 由 Q3 4 5板 材 焊 接 成 型 。全 桥 共 设 1 O根 吊 杆， 间距 5 m。桥梁结构 ( 改造前) 见图 1 。 近年来 ， 随着 厦 门市经 济 的跨 越式 发展 ， 桥下 原 有的双向 6车道 已经 不能满 足城 市交通 的需 求， 2 0 0 6 年厦门市政府决定对桥下道路实施改造 ， 将其 拓宽为双 向 1 O车道。为满足改造后桥下道路对桥 梁跨度和净空的要求， 并考虑 到将原有拱桥废除重 建不仅 造 成 巨大 浪费 ， 而且 污染环 境 ， 最终决 定对 原 桥进行顶升增跨改造 。本文对该无铰钢管混凝 土拱 桥增跨 顶 升关键 技术 进行研 究 。 2 桥 梁 顶升增 跨 改造要 点 根据桥下道路改造设计标高， 需将原拱桥 ( 拱 肋、 主梁) 整体提升 1 7 m， 改造后桥梁结构见图 2 。 桥跨结构改造的主要 内容为 ： ( 1 )拱肋改造。拱肋须保证原拱轴线线形 ( 抛 物线) 不变， 桥梁跨径增加至 4 6 m， 矢高增加至 8 1 6 m。原拱脚 加 强段 8 O 0 mm 钢管 需接 长 1 6 9 m( 接 长段一端与原拱肋对接焊焊接 ， 另一端与拱座内预 埋板 焊 接) ， 接 长段 内填 充 C 4 0微 膨胀 混凝 土 。 ( 2 )拱 座 改 造 。 由于 桥 梁跨 度 增 加 ， 原拱 座 无 法 利用 ， 但原 承 台及桩基 础可 加 以利用 ， 故拆 除原拱 座 利用 原桩基 础 建造 新 拱 座 ， 保 证新 拱 脚 蚨 固于新 拱 座 内 。 图 I改造前桥 梁结构 Fi g 1 Br i d g e S t r u c t u r e b e f o r e Re ha bi l i t a t i o n 单位 ：m 图 2改造后桥梁结构 Fi g 2 Br i d g e St r uc t ur e a f t e r Re h ab i l i t at i o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 3桥 梁顶升 增 跨改造过 程 拱 桥 顶 升前 首 先 要 切 断 坡 道 等 与 主结 构 的联 系， 设置张拉操作台及顶升操作 台， 然后张拉临时系 杆( 拉索) 。待系杆张拉后切割拱脚 。当结构顶升到 设计高度时， 改造原拱座， 接长加强段拱肋 ， 浇筑拱 座混凝土， 形成新拱座。待拱座混凝土强度达到设 计强度后拆除顶升操作平台， 放松临时系杆， 形成超 静 定拱 式受 力体 系 ， 最后 进行 坡道 、 梯道 等 的后 续施 工 。 。 3 1 桥 梁体 系转换 桥 梁 顶 升 增 跨 改 造 过 程 中需 进 行 4次 体 系 转 换 。第 1 次体系转换时， 于拱梁结合部( 图 1 节点 4 和节点 2 2拱 肋 上 缘 ) 设 置 临 时 系 杆 ( 临时 系 杆 由 6 根 钢绞 线组 成) ， 利用 千斤顶 对两 侧临时 系杆进 行 同 步 、 分 阶段 ( 逐步 张拉 至 0 3 P、 0 5 P、 0 7 P 和 1 O P， P为设计张拉力) 张拉 ， 使拱脚推力缓慢地转移至 临时 系杆上 ， 张拉 过 程 中 对拱 肋 、 主梁 的 应 力 、 变 形 进 行实 时监 控 。当临 时系杆 张拉 到设计值 时完 成首 次体系转换 ， 使桥梁由无铰拱变为系杆拱 ， 成为外部 静定体系。经监控系统确认 ， 解除拱脚约束( 将拱脚 切断) 完成第 2次体系转换 。顶升桥梁至设计高程 ， 将 接 长后 的拱脚 与新 拱 座 嵌 固， 完成 第 3次 体 系转 换 。最后放松临时系杆实现第 4次体系转换 。 3 2 桥梁 整体 顶升 顶升 支 撑 部 位 位 于 拱 梁 结 合 部 ， 经 分 析 需 要 2 2 0 0 k N 顶 升力 方 能 将 全 桥 顶 起 。全 桥 4个 拱 梁 结合部各设 1 个千斤顶同步顶升 ， 按设计要求总的 顶升 高度 为 1 7 m。选 用 大行程 千斤 顶逐 步 顶升 到 位的方法进行施工 ， 千斤顶与临时支撑交替支撑梁 体 。为保 证顶 升过 程 中临 时支 撑 的 承载 力 ， 临时 支 撑采 用 由厚钢 板焊 接而成 的六 面体结 构 。 3 3 拆 除原拱 座制 作新 拱座 拆 除原 拱 座而 保 留原拱 座 桩基 ， 在 原 桩 基上 修 建新的承台， 使新拱座落于承 台上。承台混凝土分 2次浇筑， 第 1 次浇筑至预埋钢板顶面位置， 待拱肋 接长焊接后再进行第 2 次浇筑 。拱脚受力前应保证 混凝 土 强度达 到 9 0 以上 的设计 强度 。 4顶升 增跨 施工 过程有 限元 仿真 分析 为 确 保 各 施 工 阶 段 结 构 的安 全 ， 采 用 ANS YS 建 立拱 桥有 限元 模 型 ( 图 3 ) ， 对 顶 升 增 跨 施 工全 过 程进行仿真分析 。建模时拱肋 、 主梁 、 吊杆分别 采 用 B e a m4 、 S h e l l 6 3 、 L i n k 8单元 模拟 。通 过调 整模 型的边界约束模拟结构体系的转换 。 图 3有 限 元模 型 Fi g 3 Fi ni t e El e m e n t M o d e l 4 1 临时系杆张拉力确定 在切 断原 拱脚前 ， 为平衡 拱脚处 的水 平推力 ， 对 拱梁结合部设置的 6根临时系杆( 拉索) 进行张拉。 张拉力 的 大小 由 临 时 系杆 锚 固 处 的 拱 肋 水 平 力 确 定 ， 原则 是使 临时 系杆 的拉 力 完全 平 衡 此 处拱 肋 的 水平推力 ， 使桥梁变为系杆拱桥。为此， 首先分析改 造 前桥 梁 自重作用 下结 构受力 及变 形情 况 。改造 前 自重作用下 结构 内力 及位 移分 别见 图 4 、 图 5及 表 l 。 由图 4可知 ： 改造前 自重作用下拱肋轴力在拱 脚 处 、 临时 系杆 锚 固点处 、 拱 肋 与 主梁 结合 部 、 拱 肋 1 7 9 1 1 7 1 3 1 6 3 4 1 55 6 1 47 7 1 7 5 2 1 6 7 3 1 5 9 5 1 5 1 6 1 4 3 8 单位 ： k N ( a ) 拱肋轴 力 ：重 皿叫f 1 一 1 0 4 2 8 6 1 0 0 6 5 5 9 7 0 2 3 - 9 3 3 9 2 8 9 7 61 1 0 2 4 7 l 一 9 8 83 9 9 5 2 0 8 9 1 5 7 6 8 7 9 4 5 单位： k N ( b ) 主 梁轴力 2 1 8 5 9 7 1 4 5 6 6 5 7 2 7 3 2 0 1 9 9 7 3 1 3 2 1 82 1 3 1 1 0 9 1 9 9 3 6 2 6 6 3 6 6 66 1 0 9 5 9 8 单位： k N I1 1 ( c ) 主梁弯矩 图 4改造前 自重作 用下结构 内力 Fi g 4 S t r uc t ur a l I nt e r n al Fo r c e s un de r S e l f W e i g ht b e f o r e Re h a bi l i t a t i on 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术 刘世忠 ， 欧 阳永金 ， 张慧 ， 蔺鹏臻 ， 王佳 ， 冀伟 2 7 图 5 结 构 位 移 Fi g 5 S t r u c t ur a l Di s p l a c e me nt 表 1 自重作用下主要节点竖 向位移 Ta b 1 Ve r t i c a l Di s pl a c e m e nt of M a i n No de s un de r S e l f W e i g h t 节点 竖向位移 ram 节点 竖向位 移 ram 5 0 O 8 21 0 0 8 8 2 3 O 3 3 1 2 3 6 5 1 0 3 7 0 2 3 5 3 7 6 6 1 3 4 2 1 3 3 9 4 2 9 4 1 6 3 7 0 2 4 3 3 7 6 6 1 8 2 3 0 3 4 7 2 3 6 5 注： 节点位置见图 1 。 1 4处 、 拱顶 处 分 别 为 1 7 9 1 1 ， 1 7 3 8 7 ， 1 5 6 6 7 ， 1 4 7 2 4 ， 1 4 3 7 7 k N； 主梁轴力较小 ， 在跨 中截面为 9 2 2 k N； 主梁弯矩值亦较 小， 在跨 中截面 为 2 6 9 k N IT I 。由 图 5 、 表 1可 知 ： 结 构 最 大 竖 向挠 度 为 4 2 9 4 1T i m， 发生 在 主梁 跨 中位 置 ， 拱 肋 最 大 竖 向挠 度为 4 2 1 3 IT I 1T I 。 临时 系杆 锚 固处 拱 肋 与水 平 面 的 夹 角 为 2 9 。 ， 因此确 定 临时系杆 的总张 拉力 为 1 5 2 0 6 k N， 每侧 临时系杆张拉力为 7 6 0 3 k N， 每根临时系杆张拉力 为 2 5 3 4 k N。 4 2 临时 系杆 张拉过 程分 析 临时 系杆张拉 可 以理解 为在 临时 系杆锚 固处 施 加 了外力 。分析 时通 过在节 点 4 、 节 点 2 2 处 施 加 外 力来模 拟 临时系 杆 的作 用 ， 临时 系 杆 的 张拉 力 利 用 系杆单元的降温荷载来实现 。对I 临时系杆逐步张拉 至 0 3 P、 0 5 P、 0 7 P 和 1 0 P 分 别 进 行仿 真 分 析 。 各张拉阶段主要节点竖 向位移见表 2 。 由表 2 可 知 ： 临 时 系杆 张 拉 时 结 构 的 位 移 与 张 表 2各 张拉 阶段主要节点 竖向位移 Tab 2 Ve r t i c a l Di s pl a c e me nt of M a i n Nod e s o f Va r i o u s Te n s i o ni ng S t a g e s 节 点 鬻 丽 拉力呈线性关系， 临时系杆 张拉至设计 张力时结构 最大竖 向挠 度为 3 0 5 3 r f l I T I ， 发 生在 主 梁跨 中位 置 ， 拱肋 最大 竖 向挠 度 为 2 9 9 3 mm。临 时系 杆 张拉 至 设计 张力 时 ， 拱 肋 轴 力 在 拱 脚 处 、 临 时 系 杆 锚 固点 处 、 拱 肋 与 主梁 结 合 部 、 拱 肋 1 4处 、 拱 顶 处 分别 为 1 6 2 8 2， 1 9 7 1 1 ， 1 5 0 1 1 ， 1 4 1 0 4 ， 1 3 7 7 0 k N； 主 梁轴力变化较大 ， 跨 中截 面轴力 为 1 1 7 7 0 k N； 主 梁弯 矩值 减小 ， 跨 中截面 弯矩 为 7 0 k N IT I 。 与改造前相比， 张拉临时系杆主梁跨 中有向上 的位 移趋 势 ， 位 移 变 化量 为 1 2 4 1 mlT l 并 使 得 拱 肋 锚 固点处 及 主梁跨 中处轴 力 明显增 大 ( 拱 肋锚 固点 处、 主梁跨 中处轴力分 别增大 7 7 4 5 k N、 1 0 8 4 8 k N) ， 拱肋其余位置轴力有所降低 ( 拱脚处、 拱梁结 合部 、 拱肋 1 4处 、 拱 顶 处轴 力分 别减 小 5 4 3 0 ， 21 8 7， 2 06 9， 2 0 2 4 kN)。 4 3 顶 升后 临时 系杆放 松过程 分析 结 构顶 升 完成 即对 临 时系 杆进 行 逐 步放 松 ， 依 次放 松 0 3 P、 0 5 P、 0 7 P 和 1 0 P。临 时 系杆 放 松 可以理解为在临时系杆锚 固处撤除外力作用。分析 时通 过在 节点 4 、 节点 2 2处 逐渐 减 小外 力 来模 拟 临 时 系杆 的 放 松 过 程 。对 临 时 系 杆 逐 步 放 松 0 3 P、 0 5 P、 0 7 P和 1 O P分别进行仿真分析 。结构主要 节 点位 移与 临时 系杆张拉 力 释放关 系见 图 6 。 国 厦 +节 点5 -D - - -节 点8 一节点 l O +节 点 1 3 +节点3 1 一 + 一节点3 5 一 x一节点3 9 图 6主 要节点位移与释放 临时系杆张拉力关 系 Fi g 6 Re l a t i o n b e t we e n Di s p l a c e me n t o f M a i n Nod e s a nd Re l e a s e o f Te ns i on i n g Fo r c e s o f Te mpo r a r y Ti e M e mb e r s 由图 6可 知 ： 临 时系 杆 张拉 力 释放 时 结 构 的位 移 与释放 的系杆 张拉 力呈 线性关 系 。临时 系杆 张拉 力完 全 释放后结 构最 大竖 向挠度 为 一4 5 9 4 mm， 发 生在 主梁 跨 中位 置 ， 拱 肋 最 大 竖 向挠 度 为 一4 5 1 0 mm， 最大竖 向位移包 含拆除梁拱结合部位的临时 支撑产生的位移 。结构内力与释放的系杆张拉力呈 线性关 系 。拱肋 轴力 在拱脚 处 、 临时 系杆锚 固点处 、 拱肋 与主梁 结 合 部、 拱肋 1 4处、 拱 顶 处依 次 为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 桥梁建设 B r i d g e C o n s t r u c t i o n 1 7 8 8 2， 1 6 8 45，1 59 06， 1 49 5 2， l 46 0 0 kN 。 临时系杆张拉力释放后 ， 主梁轴力变化较大 ， 跨 中截 面轴 力 由释放前 1 5 5 9 2 k N 变 为 8 1 k N； 主 梁 跨 中截面弯矩值略有增大， 为 2 3 k N m。 与临时系杆放松前相 比， 放松临时系杆 ， 主梁跨 中有 向下 的位 移趋势 ， 位 移 变化 量 为 1 6 4 0 mm； 拱 肋锚固点处及主梁跨中处轴力明显减小( 拱肋锚固 点处 、 主 梁 跨 中处 轴 力 分 别 减 小 1 0 8 3 0 k N、 1 5 5 1 1 k N) ， 拱肋其余位置轴压力有所增加 ( 拱脚 处、 拱梁结合部 、 拱肋 1 4处 、 拱顶处轴力分别增加 2 3 6 4。 3 41 8， 3 2 4 1， 3 l7 1 kN) 5 顶升 增跨 施工 过程位 移监 测 对桥梁顶升增跨施工过程 中临时系杆张拉、 拱 脚切割 、 顶升全过程和临时系杆放松等施工阶段进 行位移监测和应力监测 8 ， 全桥共布置 了 2个位移 测点( 分别位于主梁跨中两侧下边缘 ， 即节点 1 3两 侧) 和 1 2个应力测点。将监测结果与仿真分析的结 果 进行 比较 ， 判 断 结 构 所 处 的安 全 状 态_ 1 ， 为施 工提供科学数据 。本文对 3个控制阶段的位移监测 结 果进 行分 析 。 5 1 临 时系杆 张拉 阶段 临时系杆张拉阶段主梁跨中位移监测结果见表 3 。由表 3可知 ： 测 点 1和测 点 2位 移 的变 化 趋 势相同， 数值上相差甚微 。由此可见临时系杆张拉 时主梁两侧及两拱肋的位移变化是同步 的， 与理论 分析 结果 十分 吻合 。 临时 系杆张 拉力从 0 3 P增 大至 1 0 P的过程 中， 主梁跨 中位移呈完全线性的 增长关系， 与理论分析比较吻合 。张拉力达到 0 3 P 时 ， 监测 到 主梁跨 中位移 较小 ， 这是 由于 临时 系杆安 装 时 ， 为 将其 拉直 ， 已经 使 用 了一 定 的力 ， 这 部分 力 引起 的位移没有计入。 张拉完毕 ， 监测到主梁跨 中测 点 l和 测 点 2位 移 分 别 为 1 。 0 8 3 mm、 1 1 l 1 mm， 与理论计算值 1 2 4 1 mm 比较接近。若计人将 临时系杆拉直力产生的位移， 与理论计算值差距将 更 小 。 表 3张拉阶段主梁跨中位移监测结果 Ta b 3 M o ni t or i n g Re s u l t s o f M i ds pa n Di s pl a c e me nt o f Mai n Gi r d e r of Te ns i o ni ng S t a g e 5 2 拱脚 切割 阶段 分 析拱 脚 切 割 阶段 主梁 跨 中位 移 监 测 结 果 可 知 ： 测 点 1和测 点 2挠 度 的变 化 趋 势 基 本 相 同。 拱脚断开后 ， 主梁两侧位移相差较小 ， 但是切割过程 中差 别较 大 ( 这 是 因为 两 侧拱 脚 切 割 进 度 不一 致 造 成 的) 。 切 割 过 程 中 监 测 到 主 梁 跨 中最 大 上 挠 5 1 3 1 mm， 后 两测 点 挠 度 减 小 。拱 脚 切 割 完 毕 ， 测 点 I和 测 点 2分 别 较 未 切 割 前 上 挠 3 0 0 3 mm 和 3 3 1 6 mm， 主梁跨中变形相对该桥跨径来说仍是相 当小的。 拱肋各测点压应力均呈下降趋势， 在拱 顶 和拱肋 1 4截面最 为 明显 。拱脚切 割 过程 中拱肋 未 出现拉 应力 。 5 3临时系 杆放松 阶段 临时系杆放松阶段主梁跨 中位移监测结果见表 4 。由表 4可 知 ： 测 点 1和 测 点 2的位 移 变 化 趋 势相同， 但各数值稍有差距 ， 这是由于拱肋左右两侧 放索的不同步造成的。主梁跨 中位移变化趋势与理 论 分析 吻合 良好 。 临 时 系杆 放 松 过 程 中位 移 呈 近似线 性 的减小关 系 ， 与理论 分 析 比较 吻合 。 系 杆拉 力 释放 完 毕 ， 监 测 到 主 梁跨 中测 点 1和 测 点 2 位移分别为一1 3 0 0 mm、 一1 2 2 9 mm， 与理论计算 值 一1 6 4 0 mm 接 近 ， 但 对 比张拉 阶段 的数 据 ， 这 种 差异 仍稍 大 ( 判 断是 因为 临 时 系杆 锚 固损失 而使 得 系杆的拉力有所降低) 。 表 4放松阶段主梁跨 中位移监测结果 Tab 4 M o ni t or i n g Re s u l t s o f M i d s pa n Di s pl a c e m e nt o f M a i n Gi r de r o f Re l e a s e S t a g e 6 结 论 厦 门市某钢 管混凝 土无 铰拱 桥顶 升增 跨改造 技 术难度大 ， 顶升行程达 1 7 m， 顶升过程发生多次体 系转换。顶升期间桥梁下 的道路没有进行封 闭， 未 对 交通 造成影 响 ， 改 造 后桥 梁运 营 状 况 良好 。通 过 对该桥 顶 升增 跨施 工 过程 的分 析 可 以得 到 以下 结论 ： ( 1 )临时 系杆 张 拉 阶段 ， 主梁 两 侧 挠 度 变 化 是 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术 刘世忠 ， 欧阳永金 ， 张慧 ， 蔺鹏臻 ， 王佳 ， 冀伟 2 9 同步的， 主梁跨 中位移与 张拉 力呈线性增长关 系。 张拉完毕， 结构实 际位移 与理论计算值吻合 良好 。 临时系杆张拉使拱肋压应力呈降低趋势 ， 对拱肋的 受力是 有利 的 。 ( 2 )拱脚切 割后 主梁 跨 中两边 的挠度 变 化趋 势 基本相同， 但切割过程 中差别较大， 这是由于两侧拱 脚切 割进 度不一 致造 成 的。拱肋 各测 点压应 力 均呈 下 降趋 势 ， 在 拱顶 和 拱肋 1 4截 面 最 为 明显 。拱 脚 切割过程中拱肋未出现拉应力 ， 满足设计要求。 ( 3 )临时系杆 放松 阶段 主梁跨 中两侧 挠 度 的变 化趋势相同 ， 但各测点挠度数值稍有差距 ， 这与左右 两侧不同步放索的事实相符。各测点位移呈近似线 性的减小关系， 与理论分析结果吻合。拉力释放完 毕 ， 结构实际位移与理论计算值吻合 良好 。 ( 4 )改造全 过程 桥梁结 构 内力 的 变化 在合 理 范 围 ， 不 影响 改造后 结构 的使用 安全 。 参 考文献 ( Re f e r e n c e s ) ： 1 J T G D 6 2 2 0 0 4 ， 公 路钢筋 混凝 土及预 应力 混凝 土桥 涵设计规范 S ( J TG D6 2 2 0 0 4，Co d e f o r De s i g n o f Hi g h wa y Re i n f o r c e d Conc r e t e an d Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e Br i d ge s a nd C u l v e r t s S ) 2 项宝余顶升技术 在铁 路既有上跨结构净 空改造 中的 应用 r J 桥梁建设 ， 2 0 0 9 ， ( 3 ) ： 8 5 8 8 ( XI ANG Ba o y u Ap p l i c a t i o n o f J a c k i n g - u p Te c h n i q u e t o H e a dr o om I mpr o ve me nt o f Exi s t i n g St r uc t u r e s o v e r R a i l w a y J B r i d g e C o n s t r u c t i o n ， 2 0 0 9 ， ( 3 ) ： 8 5 8 8 i n C h i n e s e ) 3 刘世忠桥梁施工 M 北京 ： 中国铁道出版社 ， 2 0 1 1 ( L I U S h i z h o n g B r i d g e C o n s t r u c t i o n M B e i j i n g ： Ch i n a Ra i l wa y Pu b l i s h i n g Ho u s e ，2 0 1 1 i n Ch i n e s e ) 4 1 范立础桥 梁工程 ( 上) M 北京 ： 人民 交通 出版社 ， 19 8 3 ( F AN L i - c h u B r i d g e E n g i n e e r i n g ( V o l u me I ) M Be i j i n g：Ch i n a Co mmu n i c a t i o n s Pr e s s ，1 9 8 3 i n Ch i n e s e ) 5 王学谦 ， 汪 晓岚 ， 蓝戊 已P L C控制液压 同步顶升系统 在连续钢箱梁悬臂架设施工 中的应用 J 世界 桥梁 ， 2 0 0 5， ( 2 )： 3 3 3 5 ( W ANG Xu e - q i a n ， W ANG Xi a o l a n ， LAN W u j i Ap p l i c a t i o n o f PL C- Co n t r o l l e d Hy d r a u l i c S y n c J a c k - u p S y s t e m t o C a n t i l e v e r Er e c t i o n o f Co n t i n u o u s S t e e l B o x Gi r d e r J Wo r l d B r i d g e s ，2 0 0 5 ，( 2 ) ：3 3 3 5 i n Ch i n e s e ) 6 吴鸿庆 ， 任侠结构有 限元分 析 M 北京 ： 中 国铁 道 出版 社 ， 2 0 0 0 ( W U Ho n g q i n g，RE N Xi a F i n i t e El e me n t An a l y s i s o f S t r u c t u r e M B e i j i n g ：C h i n a R a i l w a y P u b l i s h i n g Ho u s e 。2 0 0 0 i n Ch i n e s e ) 7 李 国豪 桥梁结构稳