【关键词】悬索桥大修；加固；施工方案
0.工程简介
石门涧人行悬索桥桥跨105m、桥宽2.5m、矢跨比1/11.2，93年建成交付后成为庐山石门涧景区的一景。本次大修加固工程是为了确保的长期安全性，对已严重腐蚀的主缆钢丝和无法检查的锚锭进行更换处理。
本次大修加固工程主要内容有：更换主索、锚锭、桥面板和人行栏杆，对大桥的基础、索塔、钢管主桁梁只做维修、除锈、刷漆和涂装。
1.总体施工方案
庐山石门涧悬索桥大修加固工程总体施工流程：施工准备岩锚、新索鞍、交换梁、锚座施工新主索、新锚索安装新索夹、新吊杆安装主桁梁除锈、刷漆桥面板预制旧索、旧吊杆拆除旧桥面板拆除、新桥面板安装旧栏杆拆除、新栏杆安装全桥线型调整交工验收。
2.分项工程施工方案
2.1新建预应力岩锚施工方案
预应力岩锚采用钻机钻孔，液压千斤顶张拉，张拉采用伸长量与张拉力双向控制。岩锚直径180mm，采用14根直径15.24mm无粘结钢绞线集束，其锚固段内锚头组数共为4组，每组锚头分布3-4根钢绞线。施工流程为锚杆孔测量放线、钻孔设备、钻机就位、钻进方式、钻进过程、孔径孔深、锚杆孔清理、锚杆孔检验、锚杆作及安装、锚固注浆、锚杆张拉。
2.2锚座、交换梁施工方案
全桥共有4个交换梁及锚座，锚索检查井采用C20混凝土，下设浆砌片石基础。锚座、交换梁采用C40混凝土，下设C20混凝土垫层。自落式砼搅拌机生产砼，人工手推车入仓，小型振动棒振捣。可先行施工离砼搅拌机较近的锚座，另一侧锚座通过旧桥桥面运输到位后入仓。施工时，必须严格按照锚具厂家要求埋入锚具预埋件后方可浇注交换梁入锚座砼。主缆索锚具及配件选用法尔胜公司生产的FASTEN250Ф15-19，全桥共计4套。混凝土施工应避开下雨时段进行，浇筑完成后应及时进行养护。
2.3新加高索鞍施工方案
新加高索鞍施工采用支架施工法。即搭设钢管支架至塔顶，在塔顶形成施工平台，进行索鞍的加高施工。
施工时先将新老混凝土结合表面凿毛，凿毛深度为5-6mm，新加高索鞍钢筋安装，应先在原有盖梁顶面进行植筋，植筋钻孔直径比所植钢筋直径大4mm，深度为200mm。新植钢筋与构建钢筋焊接时，其焊点距基材混凝土表面应大于15d，且应采用冰水浸渍的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部。在索鞍两端，转向器正上方2cm处预留一个Ф7mm高强钢丝圆环用来与索夹防滑钢丝搭接。
模板采用小型钢模，确保结构尺寸与外观质量。索鞍混凝土标号为C40，采用人工提升到塔顶，人工灌注入仓，小型振动棒振捣。
为防止旧主索拆除时主塔受力的不均匀状态出现，暂时不让砼封闭固结旧主索，方便拆旧主索时旧索能在旧索鞍上滑动，对主塔不产生偏向水平力。因此浇筑新索鞍时将旧主索与砼隔开，在旧主索拆除后再用等标号砼堵塞。
2.4主索更换施工方案
主索的更换采用在原有主索同一水平面两个索夹处铺设钢管并与索夹连接牢靠，在钢管上铺设竹排架通过特制钢凳规整并架设主索的施工方法。新索运至搭设的竹排架上，由牵引器和牵引绳先由桥中向两端展开牵引到主塔，再牵引到锚座交换梁处。新索采用单根钢绞线牵引，待单根主索钢绞线牵引全部完成后，再进行排束、归整而安装索夹和索夹防滑拉杆。为保证新索体系转换时的受力均匀，应在两个塔顶设置一定的预留索量便于调索。
新索的下料长度应根据设计计算的无应力状态下的跨中、塔顶、及岩锚交换梁新索锚点的位置精确定位，考虑原桥塔顶已存在一定偏位和锚索角度与原设计不全吻合的情况，必要时可通过交换梁上锚固处对新索进行张拉，以调整塔、索的位移。
新索架设工作的全过程必须在厂家指导监督下进行。新索由离开直到架设完毕必须有专人负责全程运送、保护、监督，对钢绞线外层的PE套不得损坏。
旧索拆除要待新索完成受力转换后方可进行。
2.5吊杆、索夹更换施工方案
主索安装定位完成后进行吊索、索夹安装，吊索、索夹全桥共计68副。所有索夹、吊杆、螺母、防滑钢丝均应热镀锌处理。索夹安装时应垫一层软质橡胶片，使钢绞线的PE护套不致被夹坏。
新吊杆与新索夹的安装也在满铺支架上进行。必须严格按照设计的要求进行安装。索夹安装时先由跨中向两端逐段归并整理成正六角形集束，其中上层中间位留作防滑牵引拉杆用，用索夹和不锈钢窄夹片夹紧成型，真至通过索鞍到岩锚交换梁处锚固牢靠，索夹安装时应先确定中跨中点和边跨靠近主塔第一个索夹的位置。根据设计提供的各索夹中心在主缆无应力状态下的线性长度直接用钢尺丈量做好标识，最后利用全站仪复核各点坐标。安装索夹时采用电动扭矩扳手拧紧索夹螺栓。索夹螺栓采用高强度螺栓，高强度螺栓的拧紧应分初拧和终拧。
安装新吊杆时，通过下吊点上螺帽进行调整吊杆受力，吊杆调整时采用电动搬手，待新吊杆受力均匀后，再由跨中向两端对称逐根卸除老吊杆。如此时桥面主梁标高与设计标高相差太多时，则应将主桁架接头焊缝解除后再进行主梁设计标高调整，具体焊缝解除部位根据施工现场实际情况而定完成后再焊接恢复。
旧吊杆、旧索夹拆除可与旧主索拆除一并进行，先拆除吊杆与主桁梁的联接，把主索分段拆除后，搬离桥面，分解，运送出场。
2.6其他维修加固项目施工方案
桥面板全桥共有：1、2号板各101块，1a号板2块。采用一次压花纹成型。在预制1号板时，在其两端中间现浇20×20cm方形立柱底座，高6cm，以便预埋钢板，使栏杆立柱能牢靠的焊接在预埋钢板上，主筋必须置于底部，不得倒置。
人行道桥面板采用集中预制，人工抬运至桥位安装的施工方法。面板采用C40混凝土，结合主桥拆铺进度要求，投入预制钢模为10套，当预制板混凝土强度达到设计强度的75%时，方可起吊拆模。桥面板由两端向跨中对称进行，每拆一块旧桥面板，即安装一块新桥面板，以减少主梁的变形。人行道板铺设完成后进行调整，应铺设平稳、板面平整，无明显损伤、排列均匀，人行道板相邻高差不大于3mm，板与板之间预留2cm伸缩缝。
人行道栏杆横杆采用Ф38×3.0mm钢管，主立柱采用Ф50×3.5mm钢管，立柱采用Ф25×2.5mm钢管，横杆采用Ф38×3.0mm钢管，扶手采用Ф50×3.5mm钢管。所有钢管在工厂喷砂除锈、镀锌防腐。钢管主立柱与预埋在人行道面板上的M-1钢板焊接牢靠。栏杆扶手调整应水平成一线，平直，扶手在10m长度范围内，矢度不大于10mm。栏杆平直，无弯曲现象，焊接处要平顺。每30米检查一处。
主桁梁除锈刷漆施工采用桥面吊挂钢梯和木板脚手架，在主桁梁下方形成施工作业平台进行施工。
2.7监测监控方案
本项项目的监测主要是测量监测，由设计及监控单位提供具体数据及。监测包括两个方面，一是对施工过程中的关键工序进行实时跟踪监测，确保关键施工的安全、可靠和施工质量；二是阶段性状态监测，当施工到某一相对稳定的状态时，测试结构的线型、变位、应力状态和动力特性。针对该桥的特殊性，建议进行结构的线型、变位、应力状态和动力特性的监测。
对本项目进行对比施工模型计算和阶段性监测的实测值，分析偏差原因，利用模型段的实测参数和动力特性的测试分析参数，并考虑环境作用的影响，对下一步施工的结构变形和应力状态进行预测，确定下一阶段的调整量。
关键词：路桥；加固；重要性
近年来，我国正在建设完善中的公路网络，为了充分发挥原有交通设施的作用，也需要对一些旧桥进行加固。然而，我国有关于公路桥梁加固技术方面的管理制度还存在许多漏洞，通常加固设计都是根据现行的桥梁建设规范来执行的。有一些公路桥梁在使用情况方面存在较大的差异，而人们对是否需要加固、如何加固等技术关键环节缺乏统一标准，存在盲目修复的误区，甚至危及桥梁的安全运行。当前，公路桥梁加固问题成为我国道路运输行业的一个重点问题。
1 公路桥梁加固的重要性
与其它类型建筑物一样，桥梁的“生命周期”需要经历动工建造、使用运营和寿命老化三个阶段。大桥是建造于土地之上造型特殊的建筑物，除了一般建筑物都要遭受到的风雨侵蚀、热胀冷缩等自然的环境破坏作用，还会受桥梁使用环境的不利影响，不可避免地产生各种形式的破坏。当破坏影响积累到一定程度，就会对桥梁结构带来威胁。因此，针对桥梁受损部位的各类维修、加固和改造施工，对于桥梁的养护是至关重要的。
（1）公路桥梁加固可以节省大量建设资金投入和社会资源。从经济角度上分析，适当的公路桥梁加固施工可以为国家节省大量建设投资投入， 收到良好的社会效益和经济效益。通过采取适当技术措施对旧桥进行加固和拓宽改造，一方面可节省了桥旧拆除后又重建的大笔工程成本； 另一方面，恢复和提高旧桥原有的承载能力和交通运输能力，尽量延长桥梁的生命周期，满足现代运输业发展需要。
（2）公路桥梁加固确保桥梁的质量。在原有公路桥梁的基础上所进行的加固， 除了大大提高公路桥梁通行能力和服务水平，最重要的是确保了桥梁的质量，消除了运营中的安全隐患。
（3）公路桥梁加固利于推动可持续发展。当前建筑行业的可持续发展成为人们的共识。所谓可持续发展是指不仅满足现代社会人们不断增长的需求，又不以伤害子孙后代的发展空间为代价。。可持续发展要在达到经济发展目标的前提下，保护人类生存的自然资源，让我们的后代能够在一个更好的环境中生活和工作。
2 现有公路桥梁的主要缺点
（1）工程设计标准低。大部分梁桥施工的时间较早，当时施工的建设设计标准低，仅能满足特定历史条件下的交通建设要求。而这样的标准放在今天来看，显然是无法适应经济发展和车辆通行要求目标的。例如，我国桥梁设计规范得到了一系列的完善改进， 其中设计荷载从原来的汽车六级、汽车八级、汽车十三级，逐步跃升到十五级、二十级，甚至更高的超二十级。尽管公路桥梁设计荷载标准一再提高，但随着道路交通需求的增长，设计标准还有提高的趋势。
（2）车辆通行能力有待加强。现有桥梁大多为平面线形设计，而纵断面高度标准偏低，使得桥上或桥下的通车净空高度影响了正常通行。
（3）桥梁施工工艺技术落后。由于公路桥梁在设计与施工方面存在缺陷，还有碳化、氯离子和酸水侵蚀、冻融循环和其他不利影响，使混凝土和钢结构遭到腐蚀，再加上超出了设计标准水灾、山体滑坡、冰雪、地震、强风等极端气候条件和船舶碰撞，造成公路桥梁安全隐患层出不穷。
3 公路桥梁加固技术主要措施
当公路桥梁通行能力超出设计标准以及岁月的侵蚀，桥梁的承载能力将有所降低，而在车辆重载作用过程中，进一步破坏了桥梁结构。因此，公路桥梁应定期检测，一旦发现隐患迅速着手采取措施，通过施工技术手段增加桥梁的承载能力。
（1）加固旧桥主梁技术。第一，充分利用墩顶上方两孔梁端的多余空间设置挑梁。挑梁为现浇的横向式悬臂挑梁，并在上面安装妥当预制的微弯板；第二，悬臂部分立设“π”形人行道上梁。桥梁两侧的人行道梁应比主梁长，人行道梁的支承点分别在边墩挑梁和路堤特设的支墩上。这种做法主要是为了减少加宽桥台的工程量。第三，在人行道翼缘与旧桥面之间现浇桥面拓宽部分，并于铺装桥面层时现浇行车道。施工中，桥面的拓宽部分和铺装层需加入钢筋网，以加强桥梁整体性。第四，桥梁伸缩缝应当设置在挑梁顶的中心部位，行车道路面延伸形成于挑梁上。
（2）桥面整治技术。公路桥梁安全运营需要稳定和坚实的基层。在桥梁加固时，为了提高桥梁整体质量，应将原来的桥面基层清除干净，包括一部分砂石垫层（如果桥面用的不是砂石填料，应将其完全清除，然后再换成砂石填料，并碾压夯实），摊铺水泥稳定砂石基层，浇注钢筋混凝土桥面。
（3）拓宽加固技术。为了不影响正常通车，应适当实行交通管制，一边通车一边施工的情况下进行拓宽加固。加固时利用旧桥原本就有的墩台，所有拓宽加固施工都在桥梁的上部开展，可以为国家节省更多的建设资金。当然，这种加固技术有一定的局限性，但如果设计施工方案考虑周全，还是能够满足设计荷载要求的。
（4）加固桥台后座技术。将桥台后座上路面除去，改成38#钢筋混凝土单向简支预制板， 支承于两侧墙上。用直径25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接，其上铺装混凝土桥面，钢筋混凝土板与后座填料间留有空隙，以使活载压力直接作用在侧墙上，从而减去了活载引起的对侧墙的土压力，并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。
（5）加固主梁负弯矩技术。主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝，其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观， 在实际上也会因雨水渗人主梁和翼缘板中，导致锈蚀受力钢筋，影响桥梁使用寿命。在考虑加固方案时，根据计算资料增加纵向受拉钢筋， 置于原铺装层范围内，由于新设计标准的荷载负弯矩作用，桥面混凝土的拉应力将达到3.96MPa，采用钢纤维混凝土，其抗拉设计强度有可能大于此拉应力，从而保证桥面不出现裂缝。在加固中应对负弯区桥面铺装层采用浇筑钢纤维混凝土，要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。
（6）主粱及挂梁正弯矩区加固。措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后，将原桥面打毛，用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网，然后浇筑补偿收缩自防水混凝土。使结构达到抗裂防渗的目的，即解决防水问题。
[关键词]府河桥梁 蝴蝶拱桥 支架施工 临时对拉索
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0298-03
1 工程概况
红星路南延线跨府河大桥位于成都市新会展以东，毗邻会展段规划滨河公园，跨越府河后接中和镇街道。府河大桥采用主跨150米跨径曲线梁非对称外倾拱桥（非对称肋拱桥），桥梁汽车荷载为城-A。本桥孔跨布置44+150+55m，全桥共长249m，尺寸见图1，桥位区路线曲线半径为R=600m，两端缓和曲线长度分别为63.462m、50m，桥梁轴线与府河主航道流向斜交460。桥梁标准横断面布置：3.5m（人行道） +3.5m（非机动车道）+7.5m（镂空区） +0.5m（护栏） +7.5m（辅道）+0.5m（护栏）+10.5（主车道）+1.0m（分隔带）+10.5（主车道）+0.5m（护栏） +7.5m （辅道） +0.5m（护栏） +8.5m（镂空区） +3.5m（非机动车道）+3.5m（人行道），桥面全宽69m。
主跨主梁位于平曲线内，南北两条独自向外倾斜的拱肋，分别位于各自的倾斜平面内，且外倾角度不同，北侧拱肋向往外倾斜 30 度，南侧拱肋向往外倾斜 18 。主梁采用双纵箱+格子梁结构形式钢梁为三跨连续全钢结构。
支架法施工中，首先需要搭设支架平台安装钢箱拱肋，再搭设支架安装钢主梁，也可以拱梁同步进行安装，待钢箱拱肋与钢主梁合龙之后再进行吊杆和系杆的张拉以及支架的拆除。
本桥钢箱拱肋拼装合龙采用支架法，由于其施工过程简单，安装及线性控制精度高，受到广大工程师的青睐，采用支架法施工的另一个关键问题是成拱后钢管支架的拆除[1]，钢管支架在拆除之前，支架基本承担了拱肋的全部自重，伴随每个支架的拆除，都有拱肋受力的体系转换，拱肋受力更加复杂，所以如何安全可靠地保证钢管支架的拆除施工是对采用支架法施工拱桥的关键[2， 3]。由于本桥为曲线梁、异形拱，所以在钢拱肋合龙完成后，为方便桥面系施工，需拆除部分临时墩，考虑到施工安全，采用横向临时对拉索将两拱肋对拉，待成桥后将剩余临时支架及对拉索拆除，由于整个过程涉及多次体系转换，为保证施工安全、成桥线形及施工便捷等多方面，对方案的制定选择尤为重要[4]。
2 模型计算
通过Midas Civil软件建立结构模型。桥面纵横梁采用空间梁格法模拟，桥面板采用空间板单元模拟，对吊杆及临时对拉索采用桁架索单元模拟，钢箱拱肋采用梁单元，施工方案采用施工阶段形式模拟计算[5]，有限元计算模型如图1-2，全桥模型共有7160个节点、10400个单元，其中桁架单元8个，只受拉单元（吊杆、系杆和临时对拉索）102个，梁单元（钢箱拱和纵横梁）7075个，板单元（桥面板）2971个，实体单元（墩台）248个。荷载为自重与对拉索初张力。
本桥拱肋拼装施工采用南北拱肋各设置十个临时支架，具置见图3，在支架上拼装13个拱肋节段，之后采用Φ15.24-7钢绞线对拉，三根一束，见图4，每根给予相同的初张力，初拉力为200kN，然后拆除靠近拱脚的三个临时支架，进行桥面系施工及吊杆安装，待成桥后，拆除剩余临时支架及对拉索。
在施工过程中，为详细的考虑拱肋的施工方法，以保证结构受力合理，施工便捷[6， 7]。本文比较分析拱肋在四支架支撑情况下不同对拉索的施工方案，方案一为在钢拱肋部分设置10对横向临时拉索，设置在2-6号节段中间及N2-N6、N7-N11立柱位置；方案二为在钢拱肋部分设置8对横向临时拉索，设置在2-5#节段中间及N2-N5、N8-N11立柱位置；方案三为在钢拱肋部分设置6对横向临时拉索，设置在3-5#节段中间及N3-N5、N8-N10立柱位置；方案四为在钢拱肋部分设置4对横向临时拉索，设置在4-5#节段中间及N4-N5、N8-N9立柱位置，四种方案均取消在混凝土拱肋部分设置的2对纵桥向临时系杆，利用拱顶处设置的4支架代替纵向临时系杆作用。
3 结果及对比分析
通过对比分析钢拱肋位移、内力、应力等作为控制分析指标[8]。为了简化内容，本文将结果绘制成曲线图进行分析。计算结果见下图。
在拱肋施工方案1中，横向拉索最大内力为200.9kN；钢拱肋最大竖向位移为7.61mm、最大横向位移为11.93mm、最大顺桥向位移为2.51mm；钢拱肋最大组合应力为18.20MPa，；支架最大组合应力为10.27MPa。
在拱肋施工方案2中，横向拉索最大内力为198.1kN；钢拱肋最大竖向位移为7.74mm、最大横向位移为8.63mm、最大顺桥向位移为2.97mm；钢拱肋最大组合应力为18.10MPa，；支架最大组合应力为10.38MPa。
在拱肋施工方案3中，横向拉索最大内力为194.2kN；钢拱肋最大竖向位移为8.22mm、最大横向位移为4.03mm、最大顺桥向位移为4.35mm；钢拱肋最大组合应力为18.00MPa，；支架最大组合应力为10.88MPa。
在拱肋施工方案4中，横向拉索最大内力为237.2kN；钢拱肋最大竖向位移为9.58mm、最大横向位移为19.46mm、最大顺桥向位移为6.63mm；钢拱肋最大组合应力为21.40MPa，；支架最大组合应力为12.38MPa。
4 结论
根据方案1～方案4计算结果：方案1钢拱肋最大组合正应力为21.40 MPa，方案2钢拱肋最大组合正应力为18.00MPa，方案3钢拱肋最大组合正应力为18.10MPa，方案4钢拱肋最大组合正应力为18.20MPa；方案1中的支架最大组合正应力为12.38 MPa，方案2钢拱肋最大组合正应力为10.88MPa，方案3钢拱肋最大组合正应力为10.38MPa，方案4钢拱肋最大组合正应力为10.27MPa。四个方案的钢拱肋及钢支架应力均小于规范允许值。
究其施工过程中结构受力与位移控制来说，方案1最优，但方案1虽然拱肋变形较小，但施工过程复杂，过多的对拉索会给施工带来不便，且拱肋应力分布不规则；方案4，横向位移、应力较之其他工况增大明显，对于结构受力和线性控制更为不利；方案2和方案3位移、内力及应力变化介于方案1和方案4之间，方案2中，在支架5-8范围内仍有1对对拉索，所以该对拉索作用不明显，方案3从施工便捷方面考虑比方案1和2更有优势。通过对四种方案的综合比较，方案3的结果最有利于施工。实际施工时也是采用方案3进行施工的，最终施工过程和效果较好，也论文正了本文分析的正确性。
参考文献
[1] 苏庆田，李伟，张立鹏，等.外倾式拱桥吊杆及临时支架施工顺序优化[J].结构工程师，2013（06）.
[2] 张鲲.异型拱桥浅析[J].研究与探索.
[3] 向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.
[4] 王武勤.大跨度桥梁施工技术[M].北京：人民交通出版社，2007.
[5] 赵建.大跨度外倾式非对称系杆拱桥施工监控研究[J].世界桥梁，2013.
[6] 李开银，刘三元，何雨微.大跨度钢管混凝土拱桥线形动态控制技术[J].武汉交通科技大学学报，2000（02）.
[7] 张治成.大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究[D].浙江大学，2004.
[8] 李乔，李丽.异型拱桥结构内力分析[J].公路交通科技，2001（01）.
关键词：铁路危桥 拆除 施工技术
中图分类号： U448.13 文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
长兴县老环城西路公铁立交桥位于长兴县主城区，桥梁上部结构采用钢筋混凝土简支T形梁，全长441m。9～14跨跨越宣杭铁路长兴站内六股道（含2跨邻跨），其中三只桥墩在站场内，上部结构跨径组成为1×16m＋2×20m＋2×16m。该桥横向5片T梁，桥面全宽12.0m，其中机动车道宽8.6m，两侧人行道均为1.7m。下部结构为桩柱式墩，桩接盖梁埋置式桥台，桩基础为钻孔灌注桩。
图1长兴县老环城西路公铁立交桥旧貌
图2桥梁横断面布置示意图（单位：cm）
2008年，浙江交通职业技术学院与长安大合对该桥进行了检测，确定该桥为四级危桥。考虑到该桥对铁路运管、车辆通行及行人出行的安全隐患，2009年，经长兴县批准，由杭州地方铁路开发有限公司委托我公司进行拆除并重建。
图3桥梁病害实景图
2施工难点及对策
该桥由铁道部第四勘测设计研究院（武汉院）设计，于1992年4月建成通车，是浙皖主要干道（318国道）且处于城镇交通主干道，车流量极大，常有超重车经过，大桥结构单薄，上部结构T形梁及湿接缝、伸缩缝、局部桥面等出现了较为明显的病害。该铁路段为宣杭铁路、新长铁路、长煤铁路汇合处，地下管线多，行车密度大，对桥梁拆除工作有较大的干扰。
考虑到该桥为危桥的特殊性，桥梁拆除方案应极力避免较大施工荷载在桥面上。
3施工方案选择
鉴于以上因素，我们初步拟定了三个方案。
方案一：采用2台QY150t吊机在将建新桥桥面上拆除9～14#跨T梁，每跨先吊除1#T梁，2#、3#、4#、5#T梁横向滑移至1#T梁位置后再吊离老桥。T梁采用炮车运输，由新桥上运输至场外。本方案避免了架桥机、运梁车等较大荷载在老桥上行走，对安全风险控制有保证。由于拆桥施工作业面在新桥桥面上，因此需要在新铁路桥梁施工完毕后方能拆除危桥，而新铁路桥延伸段与危桥交叉重叠，以及地方强烈建议首先拆除危桥再动工建新桥，故最终此方案取消。
方案二：在铁路线路上采用2台QY150t汽车吊拆除11～14#跨T梁，采用1台QAY400t汽车吊拆除10～11#跨T梁。T梁采用炮车运输，由线路上运输至场外。本方案避免了架桥机、运梁车等较大荷载在老桥上行走，对线路的安全有保障。但是起重设备及运梁设备要进入铁路营业线，需要修建2条便道作为起重设备及运梁设备的临时通道，起重设备及运梁设备进铁路线路施工，对铁路运营有很大干扰，审批程序复杂困难、成本高昂，最终也未被采纳。
方案三：采用JQG100t架桥机在老桥上拆除9～14#跨T梁。T梁采用炮车运输，由老桥上运输至场外。本方案的不利因素是架桥机、运梁车等荷载必须在危桥上经过。有利因素是采用架桥机拆除危桥，不影响新建桥梁的建设，拆除9～14#跨T梁每孔约4个封锁点，再加上架桥机过轨共需要22个封锁点(不含桥面系拆除及下部结构拆除)，每个封锁点1个小时,共计封锁22个小时，对铁路运营影响较小。
通过以上分析，如何消除方案三中的不利因素是决定该方案是否采纳的关键。
运梁车（炮车）在危桥上移动的风险控制：1.我们采用市场上受力面积最大，四轴16轮，宽3.3米的炮车类型；2.在线路上方及邻跨桥面上横向铺设厚1厘米长9米宽2米的钢板，使炮车载重均匀分布在三片T梁上；3.理论上检算。因危桥T梁承受荷载的能力无法进行准确预估和检算。为保证绝对安全，我们将架桥机承重支腿安放于桥墩处，所有荷载由桥墩受力，使危桥T梁处于无荷状态。
架桥机的支腿位置的控制：
架桥机的每一次移动都调整落到桥墩正上方，这样可以避免T梁因受集中荷载而跨塌。
桥墩承载力验算
桥墩承载力按最不利工况进行验算。最不利工况为：架桥机位于11～14#墩上方，拆除12～13跨16mT梁。1#、2#、3#支腿分别位于11#、12#、13#桥墩位置，并支撑、垫实。0#支腿位于14#桥墩位置，未支撑、垫实。第一片16mT梁(中梁)拆除后放置在运梁炮车上，并置于11～12#跨正上方。已知条件G主梁＝0.777t/m, G天车＝13.262t,G上横梁＝0.5t,G尾支腿＝3.770t,G临时支腿＝2t,G中支腿＝8.1t，G前支腿＝13.407t,G轨道＝3.92t。G16m中梁＝26.3t，G16m边梁＝25.1t,G20m中梁＝36.2t,G20m边梁＝34.3t。G前炮车＝8t，G后炮车＝4.5t。
图4架桥机拆梁最不利工况示意图
通过DocBridge3.0建模，计算出1#、2#、3#支腿处的反力为：
RA＝45.8t，RB＝34.7KN，RC＝24.5KN。
R11＝24.5+(34.3*2+36.2*3)*2/2+(4.5+8+26.3)/2＝221.1t
R12＝34.7+(34.3*2+36.2*3) /2+(25.1*2+26.3*2) /2+(4.5+8+26.3)/2＝194.1t
R13＝45.8+(25.1*2+26.3*2) /2＝97.2t
查原设计图，桥墩单桩承载力为250t，单个桥墩承载力为500t。按受荷载最大的桥墩11#墩验算，安全系数，满足施工要求。
结论：从风险程度、工期、施工成本及可行性四方面比较以上三个方案，我们认为方案三最为合适。
4施工工艺
4.1施工工艺流程
跨铁路桥梁拆除分六步进行。
第一步：铁路上跨路灯、桥面(钢管)栏杆及防抛网等的拆除。分段切割，封锁点内作业；
第二步：铁路上跨人行道板、桥面铺装及湿接缝拆除。采用小型风镐进行凿除，封锁点内作业；
第三步：拼装架桥机。在铁路一侧的引桥上拼装架桥机，并进行特种设备检验，检验合格后待用；
第四步：架桥机过孔。封锁点内作业；
第五步：铁路上跨T梁拆除，采用架桥机拆除；
第六步：铁路范围桥墩、盖梁拆除。桥墩、盖梁支架平台搭、除、机具、废料进、出均在铁路封锁点内作业。
4.2施工准备
桥梁拆除施工前，需完成拆桥专项施工方案的编制、审查、报批及与各设备管理单位签订施工安全协议。施工所用架桥机应提前半月进场，并向特种设备安全检验部门申报检验。应对所有参与桥梁拆除作业的人员进行安全教育和技术交底。
4.3桥面系的拆除
关键词：钢管混凝土结构;拱桥；设计与施工；徐变控制;
1概述
苏州河桥位于上海城市轨道交通明珠线跨越既有沪杭铁路苏州河桥桥位，与苏州河正交。桥梁需跨越苏州河及两岸的万航渡路和光复西路。河道通航标准为通航水位3.5m，Ⅵ级航道，净宽20m，净高>=4.5m；两岸滨河路规划全宽20m（机非混行），其中机动车道宽8m；两侧非机动车道宽各3m；人行步道宽各3m；两岸滨河路机动车道净高>=4.50m，非机动车道净高>=3.50m，人行道净高>=2.5m。桥式采用25++25m三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥，桥梁全长114m，宽12.5m。外部结构体系为连续梁，即拱脚与桥墩处以支座连接，内部为由主纵梁、小纵梁和横梁及钢管混凝土拱肋的组合结构体系。
2钢管混凝土拱桥设计
2.1桥型选择
本方案设计的主导思想是在现有桥梁结构的技术水平发展的基础上有所创新，桥梁造型与周围环境相协调，桥式方案力求新颖独特，并充分体现现代化大都市的节奏与气派。
拱桥是一种造型优美的桥型，它的主要特点是能充分发挥材料的受压性能，而钢管混凝土的特点是在钢管内填充混凝土，由于钢管的套箍作用，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。
苏州河桥的桥型方案经过研究分析、结构优化及评估论证，最后采用25++25m飞鸟式钢管拱桥的设计方案。以抗压能力高的钢管混凝土作为主拱肋，以抗拉能力强的高强钢绞线作为系杆，通过边拱肋的重量，随着施工加载顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡主拱所产生的水平推力，最终在拱座基础中仅有很小的水平推力。拱脚与桥墩的连接由固接改为铰接，以避免由于轨道交通无缝线路产生的纵向水平力和温度应力引起拱脚过大的推力而导致拱脚处混凝土开裂，克服了拱桥对基础的苛刻要求。
全桥总布置如图1：
2.2上部结构
。桥面以上部分采用钢管混凝土结构，钢管截面为圆端形，采用A3钢，钢管壁厚16mm，外涂桔红色漆，内填C55微膨胀混凝土。
边拱矢跨比为1:7.4，理论轴线为二次抛物线，截面采用钢筋混凝土矩形截面，按偏心受压构件设计。拱上立柱采用圆形截面钢管混凝土立柱，下端与边拱肋固结，上端设聚四氟乙烯球冠形铰支座，与边纵梁铰接。
主拱每侧设7根吊杆，间距约6.4m，吊杆采用挤包双护层大节距扭铰型拉索，吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护层（PE+PE桔红色），锚具为冷铸墩头锚。吊杆上端锚固在钢管混凝土拱肋内，下端锚固在横梁底部。
主拱桥面以上部分共设三道一字型风撑，每侧边拱设三道横撑，主拱设一道横撑，以增加全桥的稳定性。拱座采用钢筋混凝土结构，每墩设两个拱座。通过横撑相连。拱座施工时应预先埋好立柱钢管、主拱及边拱伸入拱座内的钢筋，准确对位。
桥面系为由边纵梁、横梁、小纵梁及现浇桥面板组成。边纵梁为箱形断面，边孔与边拱肋相接部分及中拱与边纵梁连接部分为矩形断面，采用C50级部分预应力混凝土结构，在恒载及自重作用下为全截面受压构件。横梁采用C50级预应力混凝土结构，全桥共设小横梁15片，端横梁2片，中横梁与边纵梁接合处2片。全桥共设四片小纵梁（全桥通长）与横梁固结在一起形成格构体系。桥面板采用C40级钢筋混凝土板，桥面板采用在格构系上现浇的方法处理。桥面板的钢筋布置应采取防迷流措施。
桥面排水原则上采用“上水下排”，即横坡加导水槽方式，在桥梁横断面内设0.5%的横坡。承轨台每隔一定的距离断开，向两侧排水。
桥面上部建筑设施包括混凝土道床及轨道、通信信号电缆支架、隔音屏、防噪柱及接触网腕臂柱。桥面布置有：聚氨脂防水层、0.5%双向排水坡、落水管、承轨台及钢轨、I字形钢筋混凝土柱、防噪屏及电缆支架等。每隔30~50m设接触网立柱一对，每隔1000m左右布置一组接触网锚固立柱。桥上不设人行道及照明。
支座采用QGPZ盆式橡胶支座和QGBZ板式橡胶支座。
2.3下部结构
拱桥主墩基础采用桩基础，将⑨层粉细砂层作为桩基持力层，为满足桥梁上部钢轨对基础沉降的要求，经分析计算比较，采用桩径为D=0.8m的钻孔灌注桩，桩长67m，每个主墩12根桩，承台4.8×17.0×2.0m，边墩基础采用8根桩径D=0.8m钻孔灌注桩，桩长67m,承台4.35×16×2.0m，边墩及盖梁为双柱式钢筋混凝土结构。
3结构分析
结构分析采用有限元程序SAP91进行三维空间计算，包括整体分析、稳定分析等，用桥梁专用平面分析程序PRPB和BSACS分别进行了验算。在计算时桥面以上主拱拱肋除按钢管混凝土设计外，还用类似于钢筋混凝土构件的方法进行施工计算，在截面形成阶段采用应力叠加法设计。钢管的套箍系数取0.8。
3.1施工阶段计算
本桥施工体系转换分五个阶段进行，施工中中孔利用既有铁路钢桥作支架，待新桥建成后拆除既有桥。
第一阶段：在支架上现浇两边段（立柱、拱、横梁）及全桥边纵梁，待混凝土达到强度后每片边纵梁内张拉两根预应力束。
第二阶段：将工厂内制造的主拱肋钢管，每侧7段，运到工地，在边纵梁上搭设支架拼装就位。空钢管拱肋合拢后即封住主拱、纵梁结合处，再形成钢管混凝土截面。待主拱内混凝土达到设计强度后即开始张拉吊杆，给吊杆以初始张拉力，后锚固于主拱肋内。现浇中段横梁，待混凝土达到设计强度的90%后，张拉横梁预应力筋，浇全桥小纵梁，待混凝土达到设计强度后，张拉小纵梁内的预应力束。在每片边纵梁两端施加预应力，张拉两根预应力束。
第三阶段：张拉边纵梁内T2及B2各一束，铺装中孔桥面板后，拆除中拱支架。
第四阶段：拆除边拱支架，浇注全桥桥面板，张拉边纵梁内三根预应力束。
3.2成桥阶段计算
1.二期恒载按换算均布荷载分担到横梁和纵梁上；
2.支座沉降计算；
3.温度变化计算；
4.活载为轻轨列车荷载，每列最多八节，每节8轴，重车轴重170kN，轻车轴重80kN，双线荷载；
5.计算承轨台在成桥后三个月、六个月、一年、三年的徐变变形量。
3.3稳定性分析
在本桥的稳定性方面，设计时考虑两片主拱之间加设三道一字型风撑，拱肋基础连成整体。全桥整体稳定分析采用SAP93曲屈稳定分析程序进行计算，弹性稳定系数10-12。
3.4桩基计算
桩基设计从三方面控制：
1.地基承载力控制：Nd=(up?fili+fipAp)/K;
2.桩身强度控制：s?0.2R；
3.沉降控制：满足轨道变形的要求，控制在2cm。
最终沉降量采用分层总和法计算，将桩基承台桩群与桩之间土作为实体深基础，且不考虑沿桩身的压力扩散角，压缩层厚度自桩端全断面算起，至附加压力等于土的自重压力的20%处。
沉降计算结果
4施工关键问题
4.1与既有铁路桥关系及处理
苏州河桥桥位选择的目的即是利用旧沪杭铁路上的旧铁路桁架作为施工架桥的临时支架，新桥完成后即拆除旧桥。
经调查得知：沪杭铁路内环线上既有的苏州河桥，建于1907年，基础桩采用木桩，上部结构于1994年更换新钢桁梁，钢桁梁为一孔跨度44.34m的简支梁，其全长45.4m，桁高5.5m，采用高强螺栓连接。一孔重量为132.98t（包括东侧人行道及上弦检查走道，人行道1.5m）。该桥为单线桥，设计活载为中活荷载。苏州河桥其南端接万航渡路平交道口，铁路通讯、信号电缆从桥下穿过，市区电线、高压线由桥侧上空跨过。
因此桥梁设计时应考虑两个问题，其一，如何使新桥在施工的各个阶段施加于支架上的荷载不超过旧有铁路桥的设计承载力，其二，保证旧桥拆除时不影响新桥的安全稳定。
设计时，每个施工阶段的计算均增加了一项，即验算旧桥的承载力，对支架拆除顺序进行了准确规定。
1．根据现场量测结果，新桥纵轴线偏离老桥轴线（南端82mm，北端73mm），使得老桥偏心受力。
2．由于新桥全宽12.5m，而老桥全宽5.9m。新桥的两侧边纵梁均位于老桥的外面，故施工支架必须伸出老桥之外，采用I字钢横向架设于老桥顶上，以满足立模的需要和刚度要求。
3．由于老桥桁梁的两端为斜焊，上面不能架设I字钢，另外，既有人行道在施工期内又不能封闭，故必须对老桥进行接长处理，以满足架设I字钢和桥上支架与岸上满堂支架连接的需要，老桥接长采取在上弦杆用2根并列的I200mm接出，梁端部和岸上的竖杆均采用Φ300mm的钢管，在梁的斜杆中间另加一根竖杆，各杆件的连接均采取满焊的方式，并在纵横向加设斜拉杆以增加稳定。
4．由于轨顶标高，老桥梁顶与新桥边纵梁底的间距较小，架设施工支架I55I字钢后，仅剩32cm左右的间隙，故边纵梁底模下的纵向隔栅只能采用10X20cm的方木，在纵向隔栅与I字钢之间垫楔形木，用以调整梁底标高，同时便于以后拆模。
5．I字钢分别架设在老桥钢桁梁的节点及两节点间1/3处，两端各挑出4.03-4.12m和2.48-2.57m，为保证I字钢的稳固，在老桥桁梁处采用U形钢筋将I字钢与老桥上弦杆焊接，同时在I字钢下部，用75X75角钢纵向连接成整体，该纵向角钢又可作为斜撑的支撑点。
6．在老桥的梁底与桥台的支承垫石、台帽间均用硬木和钢板等加以塞死，以增加老桥钢梁的稳固。
由于施工时采取的施工方法使得施工荷载超过设计荷载，故设计单位根据施工方式及拆模顺序的要求，重新验算了老桥承载力、老桥上弦杆挠度、老桥横向倾覆稳定、施工支架I字钢悬臂端挠度及I字钢稳定。
4.2预应力梁张拉
预应力张拉时，应力应变实行双控，张拉程序为：0初应力（0.1σk）1.0σk持荷5分钟锚固。设计取值已考虑锚固损失，故不采用超张拉。从0.1σk至1.0σk的伸长量数值为控制值，该值与0.9σk的设计伸长值相比较，判断是否超标。施工单位也实测弹性模量，核算伸长量。
预应力张拉时按强度、龄期实行双控。强度要求达到100%，龄期控制在9-19天。
锚具供货厂家提供的夹片需片片检验硬度，并控制在允许范围内，现场按规定抽检。
4.3钢管拱的吊运和安装、钢管内混凝土灌注
由于在旧桥上搭设施工支架，施工场地有限，钢管拱肋安装采取边纵梁上支设管排、排架中部铺上钢轨滑道，以及滑辘提升措施的施工方案，取保安全施工。。
同时，由于在同类型桥梁中，该桥的跨度较小，钢管断面不会很大，为方便混凝土灌注，同时考虑到景观问题，钢管断面选择为椭圆形断面，在混凝土灌注时要求严格控制骨料规格的要求，确保混凝土灌注均匀、饱满。
4.4基础施工
苏州河桥主墩距老桥基础很近，南主墩中心与老桥台边相距6.5m，北主墩中心与老桥台边相距5.8m，由于老钢桥将作为新建桥的临时施工支架，因此施工中老桥不能受到扰动。同时进入汛期后，在主墩基础施工时也需确保防汛的要求，最后主墩施工采取如下措施：
a.采用沉井施工法，确保对土体的围护。
。
c.采用沉井封底，克服因渗水而出现沉陷。
主墩总体施工顺序如下：沉井制作、沉井下沉、钻机操作平台布置、埋设护筒、沉井封底、钻孔桩施工、承台和拱墩施工。
4.5施工监测
1.徐变变形
对梁、拱的徐变变形进行跟踪量测。分别在桥面边跨端部、边跨跨中、中墩支点处桥面、纵横梁与拱相交处、中跨中和拱顶处设8个测试断面，共23个点。
2.拱肋钢管截面应力监测。
3.施工过程中各个阶段拱脚实施变位、倾角监控。
4.现场实测钢管混凝土弹性模量发展曲线。
5经济技术指标
该桥全长114米，宽12.5米，桥梁面积1425m2，桥梁总概算1216万元，综合经济指标为8300元/m2。
6综合分析
1.桥梁造型优美:飞鸟式钢管拱桥横跨苏州河，形成明珠线的一道风景；
2.以抗压能力高的钢管混凝土作为主拱肋，以抗拉能力强的高强钢绞线作为系杆，通过边拱肋的重量，随着施工加载顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡主拱所产生的水平推力，最终在拱座基础中仅有很小的水平推力。克服了拱桥对基础的苛刻要求。
3.利用旧沪杭铁路上的旧铁路桁架作为施工架桥的临时支架，新桥完成后即拆除旧桥，解决了水上施工的难点。
参考文献
1.上海城市轨道交通明珠线苏州河桥施工设计总说明，1998年4月。
关键词：钢箱梁，应力，变形分析；
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1、工程简介
海河春意桥位于规划中的天钢柳林地区城市副中心，是一座跨海河桥，南北向沟通津塘路与大沽南路。桥梁全长324.660m，桥面宽40m。其中主桥跨越海河，为三跨钢箱梁结构形式（57.5m+85m+57.5m），最大承台尺寸为48.6×7.7×3m。北侧引桥为3×20m现浇钢筋混凝土连续箱梁+13m现浇普通砼简支箱梁；南侧引桥为13m现浇混凝土简支箱梁+34m现浇预应力简支箱梁，桥梁面积12500m2。道路全长309.402m，台儿庄南路包括U型槽长300m；车行道面积245m2，人行道面积3747m2，钢纤维路面面积5100m2，挡土墙长度195m。
主桥钢箱梁总体布置：由于桥位处于海河水面宽约195m，春意桥采用57.5m+85m+57.5m三跨跨越海河，桥跨总长200m，主跨85m，桥下满足规划Ⅵ级通航净宽30m及净高5.5m的要求；两边跨各为57.5m，确保边墩基础设置于堤岸范围之内，同时与引桥之间预留13m跨人行通道，保证上、下游亲水平台的贯通。纵坡同道路竖曲线，路面横坡双向1.5%，人行道反向横坡1.0%。桥型布置如下图所示。
图1.1 海河春意桥平面布置图
2、节段划分
（1）纵向节段划分
本桥钢箱梁全长199.8米，综合考虑箱内横隔板、箱间隔板、腹板纵向加劲肋的布置，还有运输车辆及公路运输限高要求等因素，将本桥钢箱梁长度方向划分9个节段，最大节段长度约31米。但该桥4#、7#桥墩处钢箱梁节段一和九截面高度达5.305m米，5#、6#轴线处节段三、七钢箱梁截面高度达6.687米，无法进行运输。所以在高度方向上再将节段一、三、七、九再进行上下分片制造，使分片高度不大于4.1m。钢箱梁纵向节段划分图1.2所示。
图1.2 纵向节段划分
（2）横向节段划分
本桥钢箱梁横向全宽度为40米，由7个等宽钢箱梁、两侧悬臂装饰结构及箱间横隔板组成。桥面为带U形加劲肋的整桥面板，无法实现整作并运到现场。因此根据本桥横断面结构型式，横桥向顶板单元划分成15部分，共分为三种尺寸即2700mm、3690mm和1406mm：
1)2700mm桥面板与悬梁和上弦杆组拼成单元构件，构件长度与钢箱梁节段接口位置互相错开量≥200mm；
2)3690mm桥面板也是钢箱梁一～钢箱梁一’的顶板，因此与钢箱拼焊成运输节段即可，钢箱顶板与腹板接口错边量≥200 mm；
3)1406mm桥面板与U型肋焊接成单元件，直接发到现场，其长度与钢箱梁节段接口位置互相错开量≥200mm；；
4)钢箱梁间上、下横隔板按连接尺寸自然断开，全部工地焊接，钢箱梁横断面划分如下图1.3所示。
图1.3 横向节段划分
3、计算结果
本次计算采用AUTOCAD2008建立几何模型，而后导入大型有限元软件ANSYS11.0进行应力、位移计算分析。
有限元计算的变形和应力值
钢箱梁节段一、节段三梁长分别为17.750m、30.850m。16Mn钢材的抗弯强度设计值为210MPa，本工程的钢材为Q345qD，可按16Mn钢材强度进行设计；主梁的挠度允许值为L/600，L为梁的长度。计算结果最大值见表3.1所示，从表中可知，钢箱梁在工况一（吊装）和工况二（安装）情况下，应力和位移均小于允许值，构件安全。
表3.1 计算结果最值
4、结论
1）通过大型有限元软件ANSYS11.0分析计算结果可知，钢箱梁节段一和节段三的应力
2）为了建模简便，ANSYS计算模型对实际结构进行了少许的简化，如忽略了大横隔板孔洞边缘的加劲肋和忽略了人孔开洞的设计等。虽然做此简化，但对钢箱梁整体强度的分析结果并无太大影响，故计算结果真实可信。
3）对于钢箱梁的起吊施工中，节段一和节段三的起吊点均为钢梁两端部的边缘处，计算结果满足施工要求。在同一大横隔板上不同的起吊点位置可以使最大应力不同。计算结果中，最大应力均出现在起吊点附近，有应力集中现象，在施工中应在吊点附近采取相应的措施，来减小应力集中的现象。
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