器桥梁工程 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 复兴门立交桥拉压支座更换技术 崔宇声 ，付贵庆 ，孙鹏 ３００４５６） （１．北京市市政一建设工程有限责任公司，北京 １０００８３；２．中建六局第三建筑工程有限公司，天津摘要：北京市复兴门立交桥由于支座脱空导致现况桥梁结构受力体系发生转变．临时处理方法为在Ｔ梁与桥台问安装 拉杆反力架，有效地控制了墩顶的竖向位移；为保证桥梁结构安全和抗震稳定性，决定安装永久性拉压支座以替换临时 拉杆反力架，结构稳定后梁体重新达到了受力平衡。 关键词：立交桥；支座脱空；拉压支座；拉杆反力架 中图分类号：Ｕ４４３．３６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：ｌ００９—７７６７（２０１１）０４—００６０—０４ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｂｅａｒｉｎｇｓ ｆｏｒ Ｆｕｘｉｎｇｍｅｎ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ｃｕｉ Ｙｕｓｈｅｎｇ，Ｆｕ Ｇｕｉｑｉｎｇ，Ｓｕｎ Ｐｅｎｇ １ ＂１－程概况 跨的弯矩无法平衡中跨的弯矩，造成了中跨挠度加大 北京市复兴门立交桥始建于２０世纪７０年代初 及边跨梁端上翘，从而使边跨桥台支座无法抵抗过大 期．是沟通长安街与西二环的交通枢纽，桥梁平面布 的墩顶反力造成了桥台支座脱空。 置为全互通四岔完全苜蓿叶形立交。该立交桥上部结构 ２）实际车行荷载极大地超过了当时的设计荷载。 为３跨预应力钢筋混凝土变截面连续Ｔ梁（８ ｍ＋２６ ｍ＋ 复兴门立交桥的设计标准荷载是以２Ｏ世纪７Ｏ年代 ８ ｍ）；下部结构中墩为条形基础柱形墩，边墩为混凝土 的交通流量调查计算作为依据的，经过３０余年的发 重力式桥台。 北京市丁程管道及桥梁构件质量监督检验站于 展，交通流量剧增，当时的设计载荷已不适用１ 。 以上２种原因使复兴门立交桥Ｔ梁支座部位 现 ２００８年对复兴门立交桥原有摆柱式支座进行了现场 上翘趋势最终发生脱空现象，导致原钢摆柱支座基本 检测及荷载试验．结果发现该桥主梁铰接钢板锈蚀、变 失去了功能，桥梁的受力体系发生改变，即梁体受力 形、破损严重（边墩支座拉力钢板５０％开焊，５０％断裂； 弯曲后，在支点处的转动和平动无法顺利完成，从而 摆柱式支座与支座垫铁脱空量最大间隙达到４０ ｍｍ 在支点处形成附加约束，在温度变化、材料收缩等情 以上），导致限位设施基本失效。由于支座脱空导致现 况下会引起梁的附加内力，改变梁式结构的静力体 况桥梁结构受力体系转变，主梁内力增大，在车载环 系。在这种情况下车行荷载将造成梁体损坏及墩台 境下梁体随时有开裂、断裂风险，为防止梁体进一步 拉裂。 变形造成桥梁颠覆．决定采取在桥跨铰接钢板处设置 ３拉杆反力架施工 拉杆反力架作为临时处理措施，然后安装永久性支座 ２支座脱空原因分析 为防止梁体进一步变形损坏，决定在Ｔ梁与桥台 替换拉杆反力架，以保证桥梁结构安全和抗震稳定性。 问安装拉杆反力架。在安装拉杆反力架前对两侧桥台 的高差进行量测，结果见图１（以东侧桥台为例）。 对Ｔ梁腹板钻孔后穿横向螺栓，然后在桥台上安 １）跨径比不合理。由于二环路下穿复兴门桥主辅 路的路宽相差极大（主路宽２６ ｍ，辅路宽８ ｍ），导致复 装反力架底座。底座装好后穿纵向精轧螺纹钢筋，将螺 兴门桥的跨径比为０．３：１：０．３．两边桥台支座弯矩系数 旋钢筋与横向螺栓连接后（见图２），按照先边梁、再次 为０．０２（目前不等跨３跨连续梁跨径比一般为０．７～ 梁、最后中梁的施工顺序使用千斤顶对螺栓施加拉力， ０．８：１：０．７～０．８，两边桥台支座弯矩系数为０．０７２［ ），边 根据荷载计算结果并结合现场实际情况确定千斤顶 ６０ 啼荭故求 ∈．ｒ ２０１１ Ｎｏ．４（Ｊｕ１．）Ｖｏ１．２９ 桥梁工程器 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 加 Ｊ．，猁恒 ｍ ５ Ｏ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ Ｏ １ 梁号（１－－２１） 图１东侧桥台梁底高差（反力架施工前） 图２反力架底座安装示意图 作用力为３ ｋＮ。顶梁采用分级加载的方式，分别向Ｔ梁 其他情况持压１０ ａｉｒｎ。作用力加载顺序为从边梁向中 作用力施加１２ ｈ后，再次测量梁底高程，测量结 通过对比２次测量的结果可以看出．在施加拉力 制了墩顶竖向位移。 加ｌＯ，ｌ５，２０，２５，３０ＭＰａ的压力，１０ＭＰａ时持压５ ａｉｒｎ， 果见图３。 梁、从中梁向边梁同时进行，这种施工顺序可使梁体 后，墩顶竖向位移减少至８ ｃｍ，拉杆反力架有效地遏 竖向受力及对横向相邻梁体的影响降到最小。 皇 ｊ１ｌｌｊ 恒 梁号 图３东侧桥台梁底高差（反力架施工后） ４拉压支座施工 由于该桥支座脱空位移过大（最大部分超过 ２０ ｃｍ）．安装拉杆反力架只能暂时稳定梁端位移，考虑 到桥梁的结构安全和抗震稳定性，决定安装永久性支 座以替换临时拉杆反力架。永久支座要求能承受负反力 并保证相应位移量，经比选后确定使用ＢＬＬＹ一３００ ｋＮ 拉压支座（见图４），其单个抗拔力和压力均为３００ ｋＮ， 顺桥向位移为３０ ｍｍ，完全满足要求。 ４．１施工步骤 １一上支座板；２一锚筋；３一受拉螺栓；４一承压橡胶块；５一滑板； ６一奥式体钢；７一下支座板 桥梁更换支座的施工步骤一般为：升梁 拆除原 有支座一清理桥台一安装新支座一落梁。该工程中，支 座下锚栓埋设在桥台里，支座及上锚栓所需施工空间 施工。 高度为５８ ｃｍ．而现况桥梁Ｔ梁下面板距桥台距离为 ４．２施工顺序 图４拉压支座 ８０ ｃｍ。完全满足施工空间要求，因此施工中不需要升 复兴门桥两侧边梁上为人行道。所受荷载为人群均 梁、落梁。因此，该工程基本施工步骤为：拆除拉杆反 布荷载，按照规范［２］取３ ｋＮ／ｍ ，而车道线荷载标准值为 力架 安装拉压支座，以此顺序对每道Ｔ梁依次进行 ｌ０．５ ｋＮ，ｍ２，集中荷载取３６０ ｋＮ／ｍ２，由此可推断该桥 ２０１１卑第４棚（７４）第２９巷 辛荭投 川Ｅ．ｒ ６１ 韶桥梁工程 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 两侧边梁（人行道）、中跨（车行道中央隔离带）所受 的高强度等级水泥砂浆调平，承载基面的控制水平度 车行荷载很小，所以墩顶反力很小。２００８年初对复兴 和标高误差不超过５ ｉｆｌｍ。 门桥南北横桥向２１片Ｔ梁进行变形测量，其结果也 ２）待承载面混凝土强度达到３０ ＭＰａ以上后，方可 证实了上述推论。因此，施Ｔ．ＪＪ￣序确定为由两边梁向 进行支座安装施丁。安装过程中主要控制上、下钢板水 中梁，同时由中梁向两边梁进行；并且东西两侧桥台 平方正对齐，支座轴线和支座防震锚栓对角线交点一 应同时施工。以保证拆除拉杆反力架后梁端位移降到 致，拧紧螺丝防止松动。安装完毕后对上钢板顶面标 最低。 ４．３施工重点 ４．３．１拆除拉杆反力架 拆除拉杆反力架前使用千斤顶对螺栓拉杆施加 ３０ ｋＮ的拉力，待其受力稳定后拆除第１组反力架。 ４．３．２螺栓孑Ｌ、植筋孑Ｌ钻孔及螺栓安装 钻孔前由测量人员将锚固螺栓孔、植筋孔位置标 注在梁体及桥台表面，并使用钢筋探测定位仪探测现 况梁体中钢筋的具体位置，以免孑Ｌ位与梁体钢筋发生 冲突。 支座下锚栓埋置深度应不小于６００ ｍｍ。由于现 况梁体与桥台表面之间高差较小，且钻孔深度较长，钻 机无法一次钻孔到位，因此应先使用短钻头，待钻人 一定深度后，再使用长钻头钻孔至设计深度。 支座安放到限位钢板上后开始安装支座下锚栓， 锚栓就位后灌注ＨＩＴ～ＲＥ５００型植筋胶（该种植筋胶剪 切强度７．９ ＭＰａ．在２０℃时经过６ ｈ的固化即可达到工 程抗拉拔力要求）。 ４．３．３支座安装 支座安装位置见图５。 主梁 增高后桥台顶 现况支座 现况桥台 图５支座安装示意图 安装过程中应注意的问题有以下２个方面： １）为保证支座的水平度以及标高的精确度，在支 座安装前对承载基面进行调平处理．用１０￣２０ ｉｆｌｍ厚 ６２ 啼荭投毒一盯２０１１ Ｎｏ．４（Ｊｕ１．）Ｖｏ１．２９ 高、中心线作最后的复核与量测，确定无误后进行上 部结构支模施工。 ４．３．４支座上锚栓施Ｔ 支座通过４根上锚栓的弯头将梁体面板拉住．承 受梁端上翘产生的拉力。使粱端重新达到受力平衡。施 Ｔ要点是支座的４根上锚栓弯头应朝向支座的中心 位置，确保梁体面板现浇段受力均匀。 ４．３．５支座上支点钢筋混凝土施一ｒ 由于铰缝处剪力较大，若在铰缝间设置施丁截止 缝，每段施Ｔ前后有可能产生较大高差，为了保证梁板 整体性，施工中特制了一种侧模钢板。这种钢板在安 装前按梅花状双面焊接剪力筋，两面剪力筋焊接位置 互补，间距为２０ ｃｍ左右，见图６ 钢板厚６ｍｍ ａ）立面图 ｂ）断面 图６侧模钢板结构简阁（ｃｍ） 现浇结构施工选用ＣＧＭ一６快硬混凝土．经首段试 验后得到该混凝土的物理力学性质，见表Ｊ。 表１ ＣＧＭ一６检测试验表 混凝土分段浇筑时现况Ｔ梁腹板会在中问形成隔 断，在Ｔ梁底板与底模板问只有１０ ｃｍ的空隙作为连 接。由表１可知混凝土初凝时间为１ ｈ左右，终凝时间 （下转第８６页） 器隧道与地下工程 Ｔｕｎｎｅｌ＆Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ⑥认真编制施丁组织设计。工程开工前，根据各洞 该工程对地下水丰富地段采取的防坍塌措施如下：段的地质情况，合理周密地安排施工计划和Ｔ期，并严 ①施工过程中，在工作面内向不良地质地段的目标 围岩打辐射孑Ｌ并注浆，达到加同围岩、止水的双重作用。 ②对于少量集中渗水、淋水地段，可钻设一定数 格落实执行。 ⑦针对可能遭遇的各种不良地质情况，制订详细 的施Ｔ预案和相应的技术解决方案，使全体施工人员 量的排水孔，并埋设排水管，将渗、淋水集中到排水管 都有应对可能出现的各种不良地质情况的心理准备 内导出。 和措施方案。 ４）针对围岩的实际情况，采取相应的施Ｔ方法。 ③施Ｔ中如遇较大涌水，在流量和水压都较大时， 暂不封闭主要涌水口，只采取疏排措施，待涌水减弱 不良地质地段围岩具有软弱、破碎、承载力低、稳 时，再进行进一步支护或同结封堵。 定性差、变形量大及遇水容易崩解等特点。因此，要预 ４结语 防塌方的发生，就必须针对围岩的实际情况，采取相 应的施工方法 ５）对不良同岩洞段加强支护。 通过上述分析可知，只要预防措施运用得当．多数 塌方是可以避免的。此外，选择有丰富经验的施Ｔ队伍 和技术管理人员，尽量选用先进的施Ｔ技术．也是预 对不良围岩洞段采取的支护方法主要有锚喷、网 防隧道塌方的重要措施。 薅誊 喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架组合支护。对于岩层 裂隙有扩张趋势的大块岩体，当岩体结构组合或产状 参考文献： 不利于围岩的稳定时，应采用锚喷支护；在岩石破碎、 ［１】陈晓东．隧洞工程施丁塌方预防及处理［Ｊ１．人民珠汀，２００４ 裂隙密集发育、块体较小的洞段，应采用网喷支护；地 （２）：３７—３９． ５ ０ ５ ０ ５ Ｏ ５ Ｃ ５如 加 ｏ 质较差地段围岩的支护．以及塌方发生后进行塌方处 ［２】马来秋．隧道塌方的预防［ＥＢ／ＯＬ］．（２００４－０１—０７）［２０１０—１ Ｌ－３ｏ］． 理时，主要采用超前锚杆与钢支撑或格栅钢架的组合 支护【 。 ６）对于地下水较丰富的不良地质洞段，应结合“防 ｈｔｔｐ ｜｜ ．ｃｃｍｅｔｒｏ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓｉｔｅ／ｒｅａｄｎｅｗｓ．ａｓｐｘ？ｉｄ＝３ １０８． ［３】翁国勇．格栅支护在引水隧洞不良地质段丌挖中的应川ｌ Ｊ１． 云南水力发电，２００６，２２（５）：４９—５２． 收稿日期：２０１１－０３—１２ 塌先治水”的施工经验进行施Ｔ。 地下水丰富的地段容易发生塌方，特别是在软弱 作者简介：李少强（１９７０一），男，福建莆田人，『篷级ｌ 程师，主要从事水 破碎的围岩与丰富地下水结合的地段，经常发生塌方。 利水电、市政Ｔ程的施Ｉ＝＝管理Ｔ作。 （上接第６２页） 为１．５ ｈ左右，所以施工对ＣＧＭ一６快硬混凝土的流动 鲁 性有很高的要求。按照试验配合比对混凝土作流动性 试验，试验结果为初始塌落度２７０ｍｍ，扩展度７６０ｍｍ， 惶 蜓 黏聚性良好；进行Ｕ形箱试验时，混凝土没有出现骨料 堆积现象，两侧高度差为０。由试验结果可知，ＣＧＭ一６ 快硬混凝土流动性非常好，不会因为Ｔ梁底板与底模 板间空隙过小而产生空鼓现象。 由表ｌ可知．混凝土养护１ ｄ后的抗压强度为 ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３１４１５ １６１７ １８１９ ２（】２ｌ 梁号（Ｉ－－２１） 图７东侧桥台粱体高差（更换支座后） ４５．６ ＭＰａ。即可达到设计要求的Ｃ４０标准，由此确定混 参考文献： 凝土浇筑１ ｄ后开始下阶段施工。 ５ 结语 【１】杨文渊．实用土木Ｔ程手Ｊｉｌｌ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９９：２２１． 【２】中交公路规划设汁院．ＪＴＧＤ６０—２００４公路桥涵设计通埔规范Ｉｓｊ．北 京：人民交通出版社．２００４． 在支座置换工程结束后，对梁底高程进行测量发 现，梁底最大高差由施工前的８ ｃｍ降低到３ ｃｍ以下（见 图７）。这说明拉压支座安装后有效地解决了梁体末端墩 作者简介：崔宇声（１９８０一），男，黑龙江哈尔滨人，学士，主要从事施ｒ 技术管理下作 顶反力过大的问题，使梁体重新达到受力平衡。 收稿日期：２０１１－０４—０６ ８６ 辛荭投术川∈１－２０１１ Ｎｏ．４（Ｊｕ１．）Ｖｏ１．２９