中承式无铰钢管混凝土系杆拱桥的顶升改造关键技术研究

针对中承式钢管混凝土无铰系杆拱桥,采用顶升改造方案以提高桥下净空。提出了针对柔性系杆拱桥采用临时拉索平衡拱脚推力,通过力学分析确定了临时拉索位置及索力大小。制订了桥梁顶升改造的技术流程,并对桥梁顶升过程实施了应力、位移实时监测确保改造施工顺利进行。研究成果对同类型桥梁的桥下净空提高改造具有一定的借鉴意义。

21 00年第 2期 (总第 12期) 9

黑龙江交通科技HElO NGJANG I L I JAOT NG J O KE

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中承式无铰钢管混凝土系杆拱桥的顶升改造关键技术研究郄才富

(海现代建筑设计 (团 )限公司市政工程设计院 )上集有

摘

要：针对中承式钢管混凝土无铰系杆拱桥，采用顶升改造方案以提高桥下净空。提出了针对柔性系杆拱

桥采用临时拉索平衡拱脚推力，通过力学分析确定了临时拉索位置及索力大小。制订了桥梁顶升改造的技术流程，并对桥梁顶升过程实施了应力、位移实时监测确保改造施工顺利进行。研究成果对同类型桥梁的桥

下净空提高改造具有一定的借鉴意义。关键词：系杆拱桥；顶升改造；工方案；施监测中图分类号：4 5 6 U 4 .1引言

文献标识码： A

文章编号：0 8—3 8 (0 0 0 10 3 3 2 1 )2—0 0 O 19~ 2为以下几方面。

随着城市道路交通的发展中，遇到既有道路宽度不够会

() 1拱肋改造。

或者跨线天桥桥下净空太小不能满足使用要求的问题。对跨线天桥而言，需在拆除重建和改造的两难中抉择。通常废除重建主要涉及拆除和新建的费用、时间和环境影响等因素；而改造需要考虑技术和方案的可行性以及改造施工可能的风险。 目前，桥梁进行整体顶升以提高其桥下净空成为跨线对 (桥改造的重要途径，河)该技术已成功应用于国内多座简

拱肋保证原拱轴线抛物线线形不变，跨径由 4 . 3 2m变为 4矢高由 7 2 m变为 8 1 6m, . . 6 m。拱肋接长段长度为 16 采用钢圆管与原拱肋焊接， .9m,另一端与拱座内预埋板焊接，内填充 C柏微膨胀混凝土。 () 2拱座改造。 因拱肋起拱点位置变化，拱座需进行改造，台及桩基承采用原结构不变。拱座竖向主筋部分利用原结构预埋于承台内的钢筋接长，部分采用在承台植人钢筋。拱肋预埋加强

支梁、连续梁和外部静定的拱桥结构中。该类型桥梁在顶升改造中只要保证顶升千斤顶的同步受力，基本实现上部结构的整体刚体移动，理论上不影响上部结构的受力。 对于外部超静定的系杆拱桥，常拱脚和系杆共同分担通拱肋的水平推力

。该类型桥梁净空抬升往往需要截断拱肋， 这时拱脚分担的一部分水平推力将随着拱肋的截断而转移至系杆上，增大了系杆的水平张力和位移，可能造成系杆的破坏或者拱肋内力的变化，影响桥梁安全。 本文结合一座中承式系杆拱桥的顶升改造实践，述了论外部超静定的系杆拱桥在顶升改造中施工方案的确定、桥梁施工的关键技术和施工监测等问题。研究成果可为外部超

套筒和预埋垫板须重新制作，不得使用原结构加强套筒和预埋垫板。

() 3附属结构改造。 对天桥的人行坡道和楼梯根据桥面抬高后的高程进行相应的改造，括坡道支撑墩柱的增高、道接长和梯道基包梯

础的改造等工程。3改造施工的关键技术

3 1拱脚推力的转移 .

外部超静定系杆拱桥在拱脚部位分担着部分水平推力，在拱肋截断和接长的过程中，该部分水平推力会释放并转移至系杆上，增大了系杆拉力。同时系杆拉力增大产生的水平

静定结构的桥下净空提高改造提供借鉴。2改造方案2 1改造前桥梁概况 .

位移使拱肋向外张开，增大拱肋的弯矩，对拱肋受力不利。 为此如何实现截断后水平推力的临时转移是改造施工的首要问题。

改造桥为中承式外部超静定的钢管混凝土柔性系杆拱天桥。桥梁跨径 4 .桥面宽度 6m, 32m, 矢高 7 2m。主梁以 .上拱肋为内径 c壁厚 1 m的钢管， m、 2m内填 C∞微膨胀

在综合分析结构受力的基础上，出采用临时拉索分担提拱脚水平推力的施工技术方案。临时拉索的设计主要考虑拉索索力的大小和拉索锚固位置。临时拉索锚固位置的选择要考虑拱脚的切割施工、桥梁的顶升施工以及张拉时千斤顶和张拉平台的设置，不宜太靠近拱脚，并能最高效率的平衡拱脚

混凝土。主梁以下至拱脚段为内径 8 m、 0c壁厚 2 m内填 0m混凝土的钢管。拱肋为平行双拱肋，拱脚植人钢筋混凝土拱

座。全桥共 1吊杆， O根吊杆间距 5m。主梁为梁高 5 m的 0c钢箱梁，桥下净空高度 35m。 . 2 2改造方案 .

推力，又不致引起梁拱交接处及系梁自内力过大，嗽因此，拉索位置选在主梁以下 0 5m的拱肋处。张拉力的大小根据拉 .

根据桥梁跨越道路改造设计标高，保证边车道最小净空4 5m, .桥梁

(拱肋、主梁 )须整体提升 17m。具体改造内容 .收稿日期：09—1 20 2—1 8

索锚固处拱肋轴力的水平分力大小确定，原则是索力完全平衡锚固处拱肋轴力的水平分力。通过基于有限元的理论分析

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