作者：张毅
1工程概况
武汉长江二桥位于武汉长江大桥下游约6.8km处，是长江连接汉口与武昌的一座特大型城市桥梁。主桥为180 m+400 m+180 m双塔双索面预应力混凝土箱梁斜拉桥。两侧引桥为(83+130+125)m预应力混凝土连续刚构桥对称布置于主桥斜拉桥两侧，汉口侧引桥位于7～10号墩间，单腿为9号墩，箱梁在10号墩附近支撑于斜拉桥主梁的S m悬臂牛腿上；武昌侧引桥位于13～16号墩间，梁在1 3号墩附近支撑于斜拉桥主梁的5m悬臂牛腿上，单腿位于14号墩。主梁悬臂牛腿上设可纵向活动的盆式橡胶支座，以传递来自毗邻刚构的竖向反力、纵向水平摩阻力及横向水平力。
经检测，主桥边墩牛腿附近梁体腹板和底板存在较多裂缝且5m范围下挠变形较大。为了减小牛腿支座支反力，改善斜拉桥牛腿及悬臂段受力状态，此次加固维修工程将在主桥边墩墩顶处分别增设6根刚性梁，共对边墩牛腿提供4 000K N预顶力，从而将部分恒载置换到刚性梁上．并传递至桥墩。主桥边墩牛腿处加固构造见图1。
2 刚性梁安装方案
刚性梁采用钢箱梁构造形式，10，13号每个 桥墩设置6根刚性梁，分为4根A型与2根B型，横向布置见图1。刚性梁设计梁高均为1 047mm，顶板与底板厚38 mm，腹板厚22 mm。其中，单根刚性梁A长13. 44 m，宽1 800 mm，重22.3 t；单根刚性梁B长11.9 m，宽1480 mm，重17．0t。
刚性梁高1 047 mm，而梁底与墩顶的净空高度仅有1140 mm，要将刚性梁喂入墩顶与梁底之间，需要完成提升和喂入2个动作：6根刚性梁可以一次或者分多次安装就位，结合旧桥施工特点，要求尽量减少对原结构的损伤．而且6根刚性梁总重仅123.2 t，完全可以采用一次提升到位的方案而不影响桥梁主体结构的安全：
在考虑各方面因素后确定，刚性梁采用”整体提升、分步滑移到位”的方案：
3 刚性梁提升及滑移系统设计
刚性梁提升及滑移系统需要完成6根刚性梁的整体提升作业、以及提升到位后沿纵桥向逐根滑移就位2个操作。该系统由4台1 000 k N连续千斤顶、8-ɸ15. 24钢绞线和提升（滑移）操作平台等组成，具体布置见图2。4台连续千斤顶作为整个系统竖向提升的动力，其支点设置在斜拉桥混凝土梁两侧避开斜拉索的区域，可避免刚性梁施工过程对交通的影响；操作平台距边墩外边缘1.3 m，可避开边墩旁既有的维修平台，而且能利用既有的平台结构作为刚性梁施工人员走行通道；在操作平台与边墩之间设置撑杆，承受刚性梁滑移过程产生的水平力。
3.1 提升支点设计
连续提升千斤顶支点布置在主梁顶板两侧的翼缘板上，钢绞线通过在桥面主梁顶板两侧的翼缘板上钻孔下放至提升平台的提升吊点上和吊挂横梁连接。预应力混凝土箱梁在非设计有孔处开孔，应进行局部强度验算和对该横断面进行横向强度验算。
3.2提升（滑移）操作平台设计
操作平台作为刚性梁提升及滑移的作业平台，主要结构包括：①吊挂横梁：共2组，其中心间距为8.0 m。单组吊挂横梁由6片加强型贝雷梁构成，横梁计算跨度为27.8 m;②滑道梁：共12根，分别对应每个刚性梁的腹板位置，采用型钢HN500×200，长度均为15 m。滑道梁与刚性梁之间设置滑块，滑道梁顶面打磨光滑并涂抹黄油，以减小滑移阻力；③横梁吊点：由型钢[40a和[32a，及ɸ 32ɸ mm精轧螺纹钢组成，见图3，精轧螺纹钢预张拉200 k N以保持吊点结构与横梁之间的固定。
3.3提升（滑移）操作平台检算工况
操作平台分提升和滑移2个步骤，在滑移过程中，刚性梁是通过滑块作为集中荷载作用到操作平台上的，故按照实际施工选择6种控制工况分别对操作平台进行检算：①刚性梁提升到位；②刚性梁A上墩前；③刚性梁A后支点在滑道梁跨中；④刚性梁A顶推到位；⑤刚性梁B上墩前；⑥刚性梁B顶推到位。
4 刚性梁安装施工
4.1 提升（滑移）系统设置
操作平台在码头拼装完成后，将刚性梁逐个放置在滑道梁上并临时固定，整体吊装至运输船上。连续提升千斤顶布置在主梁顶板两侧的翼缘板上，钢绞线通过在桥面主梁顶板两侧的翼缘板上钻孔下放至提升平台的提升吊点上和吊挂横梁连接。
4.2 刚性梁提升
刚性梁船运至吊装位置后，下放钢绞线（8-Q15. 24），通过吊点与吊挂梁连接，由布置在桥面临近人行道上的4台1 000 k N千斤顶连续提升，直至刚性梁提升至安装高度，此时操作平台的滑道顶面和墩顶等高度。然后，将操作平台与墩顶之间设置临时支撑，并抄垫顶紧，确保操作平台的稳定，并锁定千斤顶，在提升过程中确保4点同步，同时在刚性梁尾部设置锚梁将刚性梁连接成一个整体，防止在提升过程中出现刚性梁的滑移。
4.3 刚性梁滑移
采用倒链逐次单根拖拉钢箱梁至设计位置，先安装两侧A型刚性梁再安装中间B型刚性梁。利用主梁底板支座预埋钢板作为锚圈点，倒链一端固定在该锚固点上，另一端固定在刚性梁上。刚性梁与提升平台之间设置3个滑块，见图4，分前中后布置，滑块和刚性梁之间设置卡槽防止其相对滑动，滑块随刚性梁一起滑动。
拖拉时刚性梁带动滑块在操作平台顶面（即滑道梁上）滑动，直至刚性梁伸入边墩一定长度后，利用薄型千斤顶临时起顶刚性梁端头设置好的起顶点，塞入滑块1，继续拉动倒链，刚性梁继续向岸侧滑移。
待刚性梁前端离墩前，临时起顶，塞入滑块2，并取出滑块1，继续拉动倒链，直至刚性梁基本到达设计位置。通过手持螺旋千斤顶及倒链等精确调整好其平面位置和高程达到设计要求。
刚性梁底部支座随刚性梁一起滑移到位，刚性梁被顶升后将滑块拖出撤掉，刚性梁下放，此时刚性梁中间部位的支座就位，刚性梁呈河侧端低、岸侧高的状态，采用临时措施进行固定。
4.4靠河侧支座安装
在刚性梁提升平台施工通道上将河侧支座按照设计位置安放，并临时固定，支座应与刚性梁密贴，安装后的间隙可采用0. 5～2 mm钢板填平，当间隙大于3 mm时可采用灌注环氧树脂抄垫密实。
4.5牛腿侧支座安装
靠河侧支座按照设计位置安装后，对悬臂梁牛腿侧采用12台500 k N的超薄型千斤顶分别施加333 k N的竖向力，6个刚性梁进行同步顶升，安放该位置支座后落梁，要求如下：①检测主梁牛腿部位表面混凝土平整度及强度，同时检测混凝土质量，避免存在缺陷影响顶升；②顶升千斤顶应选用同型号同规格的千斤顶，以保障千斤顶顶出量、回落量基本一致；千斤顶应有锁定保险装置，防止漏油时突然回落；千斤顶在正式使用前应与油压表、油泵进行配套校验标定．保证工作性能正常、顶升时数据准确；③每个墩顶6根刚性梁总顶升力4 000 k N，共布置12台千斤顶：单个千斤顶顶升力为333 k N，顶升共分为3级进行；第一级顶升力1 320 k N(110 k N×12)一第二级2 640k N(220 k N×12)一第三级4 000 k N( 333 k N×12)。为达到设计要求，刚性梁岸侧支座安装时6根同时顶升。千斤顶的起顶量通过位移传感器精确测量，并通过PLC控制其同步性，实现刚性梁的牛腿侧起顶位置受力相同、变形一致。支座应与刚性梁紧密接触，安装后的间隙可采用0. 5～2 mm钢板填平，当间隙大于3 mm时可采用灌注环氧树脂抄垫密实。安装抄垫密实后将千斤顶卸载，支座即自动达到设计要求的受力值；④顶升时应对顶升力、刚性梁位移与应力进行监控，一旦出现异常情况，应立即停止顶升，查明原因后再进行下步操作。
5 刚性梁支座安装注意事项
在支座安装工程中，为确保刚性梁支座受力满足设计精度要求同时达到同步受力状态及预期的荷载分担效果，在支座安装过程中，应严格按照以下步骤和措施实施：①在试验室测出同类同批次支座在设计顶升力下的平均压缩量δ ；②采用PLC同步顶升系统同步顶升6个刚性梁，达到设计顶升力大小持荷，测量出每个支座安装位置的间隙高度h1；③根据实测的支座安装位置的间隙高度，计算出需要垫钢板的厚度h2=h1-h（支座自然厚度）+;④继续同步顶升合适高度(约h+2 mm)以便支座安装就位；⑤支座安放好后，同步落顶就位。测量受力后，通过对支座高度与(h-δ )进行比较来评定每个支座的受力情况。
6结语
武汉长江二桥混凝土悬臂梁牛腿加固刚性梁采用整体提升、并逐步滑移到位的方案，利用大跨度吊挂横梁作为提升平台，以及滑移施工时的作业平台；吊挂横梁吊点设置于混凝土箱梁两端人行道旁，不影响上部交通；利用边墩已有检修平台作为人员通道，未破坏既有结构设置预埋件；通过3个滑块的倒换完成刚性梁越过操作平台与边墩之间的间隙。该桥刚性梁安装施工的顺利进行为今后类似工程提供了参考。
7摘要武汉长江二桥主桥两端边墩处承托相邻单腿刚构的5m悬臂段，经观测变形较大，需在边墩墩顶处增设6根刚性梁对悬臂段进行加固。刚性梁安装施工利用既有混凝土梁作为提升支点，采用“整体提升、分步滑移到位”的安装方案。针对此方案设计刚性梁提升（滑移）操作平台，以及相关施工工艺等整套施工技术。该技术的成功实施为此项目创造了良好的社会效益和经济效益。
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