多聯(lián)連續(xù)梁動(dòng)態(tài)協(xié)同旋轉(zhuǎn)調(diào)坡頂升改造成套技術(shù)
完成單位
山東高速交通建設(shè)集團(tuán)有限公司
工程概況
東三環(huán)快速路工程(哈東路至規(guī)劃黃河路) 位于哈爾濱市道外區(qū),工程全長約 3.9 公里。頂升改造橋梁工程南起先鋒路北側(cè)400m處,橋梁全長420m,是全線技術(shù)難度最高的控制性工程,其中頂升部分共三聯(lián),累計(jì)頂升長度每聯(lián)300米,占橋梁改造總長度71.4%,頂升總重超32000噸,連續(xù)梁縱斷坡度由3.65%調(diào)整至0.18%,頂升高度最高為6.897米,均屬全國前列、嚴(yán)寒地區(qū)最高。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
一、技術(shù)思路
1.針對預(yù)應(yīng)力蓋梁頂升,可借鑒經(jīng)驗(yàn)相對較少,我單位組成技術(shù)攻關(guān)小組,對預(yù)應(yīng)力蓋梁處頂升千斤頂布置、限位結(jié)構(gòu)安裝、臨時(shí)支撐穩(wěn)定性等關(guān)鍵問題多次模擬分析,保證預(yù)應(yīng)力蓋梁在頂升過程中結(jié)構(gòu)安全。
2.受到橋臺改橋墩施工空間的影響,橋臺處采取筏基-鋼分配梁頂升方式,頂升臨時(shí)支撐點(diǎn)距梁端接近6m,為防止橋面開裂采取預(yù)應(yīng)力碳纖維板對橋面進(jìn)行加固,頂升完成臨時(shí)支撐高度接近10m,除采取常規(guī)連接系外設(shè)置一排鋼輔助支撐保證支撐穩(wěn)定性。
二、關(guān)鍵技術(shù)方案
1.多種頂升工況下的受力狀態(tài)分析。針對復(fù)雜的橋梁頂升工況,開展筏基-分配梁、承臺-抱柱梁、承臺-預(yù)應(yīng)力蓋梁、鋼牛腿-梁體等方式的頂升前受力狀態(tài)分析,保證頂升設(shè)備、橋梁結(jié)構(gòu)及臨時(shí)結(jié)構(gòu)的安全。
2.多聯(lián)連續(xù)梁千斤頂動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)調(diào)整控制技術(shù)。保證連續(xù)梁頂升過程中線形保持一致,形成以過渡墩為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)調(diào)坡頂升方法,以PLC液壓同步控制系統(tǒng)為實(shí)施手段,通過橋跨組合確定調(diào)坡頂升比例,各個(gè)墩臺處布置一臺液壓泵站,多個(gè)液壓泵站相互并聯(lián)并與總控平臺建立通訊,總控平臺選取頂升點(diǎn)位設(shè)定頂升比例,下達(dá)頂升位移指令,每臺液壓泵站可通過單機(jī)操作進(jìn)行頂升過程中的局部微調(diào)。
3.橋梁調(diào)坡頂升水平力控制技術(shù)。橋梁調(diào)坡頂升梁體姿態(tài)變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的縱橫向水平力,從主動(dòng)控制和被動(dòng)控制兩個(gè)方面減小或避免這種不利影響。主動(dòng)控制方面,設(shè)計(jì)一種鋼球鉸支座,通過角度旋轉(zhuǎn)抵消梁體調(diào)坡過程梁體投影伸長產(chǎn)生的相對滑動(dòng),合理構(gòu)造滑動(dòng)支座系統(tǒng)降低摩擦系數(shù);被動(dòng)控制方面,利用大剛度限位結(jié)構(gòu)并通過其合理布置抵抗梁體姿態(tài)變化產(chǎn)生的水平力。
4.標(biāo)準(zhǔn)化橋梁頂升支撐墊塊應(yīng)用。依托項(xiàng)目實(shí)際需求,并結(jié)合受力分析結(jié)果,從施工空間、局部承壓、支撐穩(wěn)定性三個(gè)方面開展,三類墊塊包括“實(shí)心墊板”、“千斤頂球帽”、“標(biāo)準(zhǔn)化墊塊”,分別適用于頂升準(zhǔn)備階段、頂升開始階段、正常頂升階段。
5.橋梁頂升信息化監(jiān)測手段。該監(jiān)測平臺的主要功能是建立橋梁頂升數(shù)據(jù)庫,掃碼填報(bào)橋面標(biāo)高,墩柱頂升高度等信息實(shí)現(xiàn)橋梁整體頂升數(shù)據(jù)的有效應(yīng)用,形成橋梁整體頂升進(jìn)度信息。
三、實(shí)施效果
東三環(huán)快速路工程化工路段既有橋梁于2022年9月19日開始頂升,該工程歷經(jīng)68天全部頂升到位,大大縮短重建橋梁工期,推進(jìn)綠色發(fā)展、助力雙碳目標(biāo)。施工完成后,此段于2012年建成的既有橋梁將“振翅”飛躍10米高空,與兩側(cè)新建橋體相連,進(jìn)一步提升哈爾濱市東部地區(qū)路網(wǎng)綜合交通能力。
生產(chǎn)、應(yīng)用及推廣情況
項(xiàng)目成果陸續(xù)在哈爾濱東三環(huán)化工路老橋改造、G18榮烏高速濱海南樞紐互通立交丹河防洪改造提升、東青高速改擴(kuò)建工程、明董高速白馬河大橋頂升工程等典型工程中成功應(yīng)用,共計(jì)頂升橋梁30余座,累計(jì)頂升面積57492m2,最大頂升高度6.897m,最大調(diào)坡幅度3.47%,高度契合國家綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略。