预应力混凝土拱桥整体顶升方案分析
预应力混凝土系杆拱桥整体顶升受力分析
构产生 附加应力 ，从 而影 响结构受力体 系尤其是 吊杆 的拉力 ，所 以建议在顶升过程结束后重新进 行 吊杆 索 力 测 试 ， 照 测 试 结 果 进 行调 整 。 对 下 承 式 系 杆拱 桥 多为 单 拱 结 构 ，整 体 结 构 属 于静 定 结 构 ， 采 用整 体 顶 升 方式 ， 主 要 应 分 析 如 则 其 局 部 受 力 即顶 升 点 附 近位 置 的局 部 应 力 ，采 用 Ａ Ｓ Ｓ进 行 三维 有 限元 分 析 。 ＮＹ
为 二 次 抛 物 线 ， 算 跨 径 为 Ｌ为 ５ ． 计 算 矢 计 ５０ｍ， 高 ｆ １ ． ｍ， 跨 比为 １５ 为 ３６ 矢 ：。主 桥 的 系 杆 、 拱肋 、
风撑 、 横梁 、 端 中横 梁 采 用 Ｃ ０混 凝 土 ， 车 道 板 ５ 行 采 用 Ｃ ０混 凝 土 ， 间铰 缝 采 用 Ｃ ０钢 纤 维 混 凝 ４ 板 ５
５ ０
桥梁结构
城 市道 桥 与 防 洪
２１年４ ００ 月第 ４ 期
预 应 力混凝 土 系杆拱桥 整体顶 升受 力分析
徐长节 ， 郭鲁军 ， 林 刚 刘耿耿 。曹玉泉 。 ， ，
（． １ 浙江大学建筑工程 学院 ， 浙江杭州 ３０ ５ ；． １０ ８ ２ 杭州市钱 江新城管理委员会 ， 浙江杭州 ３ ０ １ ； ． １０ ６ ３浙江省港航管理局 ， 江杭州 ３ ０ １ ） 浙 １０ １
在顶升可行性研究 中选取下 承式拱桥 的某一 具体桥梁进行结 构计算和理论分 析， 对顶升 过程 中可 能 出现 的各 种 工 况 下 的结 构应 力 应 变进 行 分
收 稿 日期 ：０９ １— ０ ２０ — ２ １
ｉ 置ｌ宙 攀 《毒 导 －
图 １ 桥梁 主跨立 面布置 图
预应力混凝土系杆拱桥荷载试验与计算分析
综 合 评价 ， 对 其 在 新 的 设 计标 准 下 应 采 取 的技 并
术措 施 给 出建 议 。
２ １ 荷载试 验 测点 及测 试 截面 布 置 ．
高 ， 些 桥 梁承 受 的荷载 等级 也随 之提 高 ， 至远 这 甚
维普资讯
预 应 力 混 凝 土 系杆 拱 桥 荷 载 试 验 与 计 算 分 析 —— 曹海 波
钱振 东
预应 力混凝土 系杆拱桥 荷载试验 与计算分析
曹海波
（ 南大学 东 摘 要
钱振 东
南 京 ２ ０９ ） １０ ６
对 桥 梁 进行 荷 载 试 验 是 为 了查 明 和鉴 定其 实 际 受 力 状 况 和 质 量 的 较 为直 观 的 手 段 。
文献标识 码 ： Ａ 中图法分类号 ： ４．２ Ｕ４ ８ ２
我 国在 役 公 路 桥梁 中有许 多拱 桥 ， 中一 部 其
通 过对 结构 应 变 、 挠度 的 测试 ， 识别 结构 的实 际工 作 状 态 和结 构 参 数 ， 桥 梁 的 实 际 承载 能 力作 出 对
分修 建 于２ 世 纪 ９ ０ ０年代 ， 当时 的设 计 荷 载等 级较
千 秋 大 桥 主 桥 为 系杆 拱桥 ， 了 检 验 其 运 营 １ 为 ３ａ后 的 实 际 结 构 状 态 和 工 作 性 能 ， 该 桥 进 行 了荷 对
载 试 验 研 究 ， 定 了结 构 关 键 截 面 的 挠 度 和 应 变 ， 建 立 了桥 梁 的 有 限 元 模 型 ， 不 同 加 载 状 况 进 测 并 对 行 了 计 算 分 析 ， 实 际 测 试 值 与 理 论 计 算 值 进 行 比较 ， 桥 梁 的 工 作 状 态 作 出 了 评 估 。结 果 表 明 ， 将 对 该 桥 目前 工 作 状 况 良好 ， 提 升 该 桥 设 计 荷 载 等 级 ， 要 对 其 上 部 结 构 进 行 加 固处 理 。 若 需 关键词 系 杆 拱 桥 ； 载试 验 ； 应 力 混 凝 土 荷 预
关于桥梁整体顶升技术的分析
３ 施 工 工 艺
３ ． １ 施 工 准备
和其对应的支撑高度 没有关 系或者关 系不大 。该 特 性 为 桥 梁 整 体 顶 升 技 术 的应 用 奠 定 了理 论 基 础 。以该原理为基础 ， 若采用符合实际情况的临时 支 座 支 撑 于 桥 梁 的 固有 支座 附 近 ，在 充 分 满 足 原 桥梁受力状态要求的基 础上 ，临时性地 调整整个 桥梁的结构体系 ， 即支 撑 桥 跨 结 构 ， 使 其 上 升 到 某 种 高 度 ，紧 接着 按 改 造 要 求 抬 升 既 有 支 座 的竖 向 高度 ， 最终实现桥梁整体顶升的效果 。 由桥 梁 结 构 受 力 状 态 分 析 和桥 梁 整体 顶 升 技 术特点能够知道 ， 在桥梁整体顶升施工 中， 原 桥 梁 的整 体 受 力 状 态 不允 许 有 太 明显 的变 化 ，如若 不 然， 将 会 造 成桥 梁 结 构受 到 一定 程 度 的损 伤 。由该
２ 工 程 概 况
某 大桥 是 一 座 跨 径 为 ３ ０ ｍ 的简 支 Ｔ梁 桥 ， 由
造 了较理 想 的经济 效 益 和社 会 效 益 。
１ 桥 梁整体 顶升原 理和适 用性分 析
桥 梁 具 有 相 对 复 杂 的空 间结 构 ，就 力 学 模 型 角 度 而 言 ，上 部 桥跨 结 构 借 助 与之 匹 配 的 支 撑 条 件 最 终 作 用 在 基 础 之上 【 ２ ｌ 。 就 理论 层 面 而言 ， 结 构 的受 力 状 态 取 决 于 支 撑 边 界 的 各 项 约 束 条 件 ， 而
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ １ — ２ ８ 作者简介 ： 杨 海忠 （ １ ９ ７ ３ 一） ， 男， 福建 漳卅１ 人， 高级 工程师 ， 现从 事高速公路施 工管理工作 。
桥梁顶升纠偏工程施工方案
一、工程概况本工程为某高速公路桥梁顶升纠偏工程，桥梁全长1000米，共有10联桥，桥梁结构为预应力混凝土连续梁。
由于地质条件复杂，施工过程中出现了桥梁偏位问题，需要进行顶升纠偏处理。
二、施工目标1. 恢复桥梁原设计位置，确保桥梁结构安全稳定；2. 顶升过程中，确保桥梁施工质量及施工安全；3. 顶升纠偏工程完成后，桥梁使用寿命延长。
三、施工准备1. 组织施工人员、技术人员进行技术交底，明确施工工艺及注意事项；2. 准备施工所需设备、材料，如千斤顶、液压系统、传感器、测量仪器等；3. 制定施工进度计划，明确各工序的施工时间及要求；4. 做好施工现场的排水、防尘、防火、防盗等工作。
四、施工工艺1. 桥梁顶升前的准备工作（1）对桥梁进行检测，确定桥梁偏位程度；（2）根据桥梁偏位情况，设计顶升纠偏方案；（3）对桥梁基础进行处理，确保基础承载力满足顶升要求；（4）安装传感器，实时监测桥梁变形情况。
2. 桥梁顶升过程（1）采用千斤顶进行桥梁顶升，确保顶升过程中桥梁结构稳定；（2）液压系统控制顶升速度，确保顶升过程平稳；（3）传感器实时监测桥梁变形情况，如发现异常，立即停止顶升；（4）顶升过程中，对桥梁进行加固，防止桥梁结构受损。
3. 桥梁纠偏过程（1）根据桥梁偏位情况，调整顶升高度，使桥梁恢复原设计位置；（2）顶升完成后，对桥梁进行加固，确保桥梁结构安全稳定；（3）检测桥梁变形情况，如满足要求，则顶升纠偏工程完成。
五、施工质量控制1. 施工过程中，严格按照设计要求及施工规范进行操作；2. 加强对施工设备、材料的检查，确保其符合质量要求；3. 定期对桥梁进行检测，确保桥梁结构安全稳定；4. 做好施工记录，为桥梁维护提供依据。
六、施工安全措施1. 施工现场设置警示标志，确保施工安全；2. 对施工人员进行安全教育培训，提高安全意识；3. 施工过程中，加强现场安全管理，防止安全事故发生；4. 做好施工现场的消防、防尘、防盗等工作。
拱桥顶升的方案选择与顶升过程的受力分析
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＣ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｆ ｉ ｆ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈ ｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ￣ ｉ ｔ ｙ ，Ｎ ａ ｎ ｉ ｆ ｎ ｇ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ ０ ０ ９ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｖ０ １ ． １ １ Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ ．． ２０１ ３
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２—１ １ ４ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ４
拱 桥 顶 升 的 方 案 选 择 与 顶 升 过 程 的 受 力 分 析
抗拱脚产生 的纵 向水平推力。详 细分析 了桥体与 限位柱 的协 同受力原理 ， 并采用 Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 有 限元 软
件模拟顶升过程 ， 分析 了桥体水平推力 、 应力 、 变形随顶升高度的变化规 律 ， 得 出顶升最不利位置 为顶 升 最高点 ， 但托换平 台最不利工况为初始顶升位置 。分析表 明 ， 限位柱刚 度对桥体 内力影 响较小 ， 对变形 影响略大 ； 限位柱接触 面摩擦 系数对桥体 、 限位柱 内力影 响不大 ， 但对托换 平板影 响显著 。工程 中宜采 用较大 限位柱刚度 ， 尽量减小界 面摩擦力 。
吴二军 ， 邹 晔， 陈福兆
（ 河海大学 土木与交通 学院 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ） 摘 要： 结合湖南某拱桥整体顶升工程 ， 通 过 ４种顶 升方案 的对 比提 出了全过程接 触限位拱 桥顶升方
法 。在顶升全过程中 ， 与桥体两端全过程接触的竖向限位 柱不仅能够提供纵横 向过程接触限位 ； 纵 向水平推力 ； 协同工作 ； 软件模拟
桥梁顶升施工方案
桥梁顶升施工
工程概况
现状秋石快速路二期工程2014年竣工投入运营，设计荷载标准公路-1级，根据总体设计方案需对主线落地段进行调坡改建，桥梁纵断面由现状-4%下坡调整为0.3%上坡，调坡角度达2.5°，桥台位置最大抬升高度约8.9m。
改建桥梁配跨为3x30+4x30m，共计2联7孔18m标准宽预应力混凝土连续梁，上部结构总重8675t。
下部结构采用H型桥墩，钻孔桩接承台基础。
逐墩顶升高度明细表
设计院根据竣工图资料针对现状下部结构在顶升以后受力情况进行了复核验算，主要结果如下：
现有桥墩桩基均满足改建后结果受力需要。
7号墩现状桥台位置承台需拆除改建，其余承台均可利用。
现有桥墩立柱接高后可继续利用。
浅谈桥梁的整体顶升施工技术
浅谈桥梁的整体顶升施工技术摘要：目前，现存的大量年代已久的桥梁出于种种原因，致使其应用高度不能满足新交通规划的要求，严重影响了交通的同时也对交通规划发展的需求形成阻碍。
桥梁整体顶升法作为是一项新的施工技术，可在不影响桥梁交通通行与结构安全的前提下，解决桥梁构造高度上的问题。
结合对大量桥梁整体顶升案例的工程实践研究，总结其中的技术要点，归纳了桥梁的三种整体顶升方法，并简单分析了桥梁顶升过中的几项关键施工技术。
关键词：整体顶升；顶升方式；液压同步；Abstract: At present, for various reasons the existing large number of old road bridge , cause its application height cannot meet the new traffic planning requirements, seriously affect the traffic and transportation planning development needs to impede. The whole bridge jacking method as it is a new construction technology, without affecting the bridge to traffic and the safety of the structures of the premise, to solve problems on bridge structure height. Based on the research of large number integral bridge jacking case on engineering practice, summarizes the technical points, and summed up of three kinds of integral bridge lifting method, and simple analysis of the bridge beam lifting in several key construction techniques.Keywords: Integral lifting；Jacking method；Hydraulic synchronization；1. 引言随着铁路运输和市政改造工程的发展的需求，已建设的桥梁虽结构完好，但不能满足现今的行车需要。
预应力混凝土梁拱组合桥梁顶推施工新工艺
#桥 梁#收稿日期:2009-06-25;修回日期:2009-09-09作者简介:苏国明(1971)),男,高级工程师,1993年毕业于同济大学,工学学士。
预应力混凝土梁拱组合桥梁顶推施工新工艺苏国明1,陈 铭1,续宗宝1,孙爱田2,蒋传绵2,牛德元2(1.中铁第五勘测设计院集团有限公司桥梁院,北京 102600;2.中铁六局铁建公司,北京 100036)摘 要:为避免对铁路运营的干扰,上跨既有铁路大跨度桥梁常用的施工方法有转体及顶推法。
本桥采用预应力混凝土梁拱组合体系,系梁采用顶推法施工,系梁总长131m,分3段浇筑3615m +8611m +814m,中间段8611m 长为顶推梁段,两侧为原位现浇。
设计顶推最大跨度达3815m,顶推过程中需要设置前后钢导梁,其长度分别为28m 及1710m,顶推距离为7813m,顶推运行轨迹为半径2300m 竖曲线,顶推重为52809k N 。
顶推的特点有临时墩斜交布置、顶推轨迹为竖曲线,顶推过程中结构空间受力明显。
同时对顶推用临时墩、钢导梁、侧向限位及拉锚器等也加以介绍。
关键词:梁拱组合桥;既有线;顶推法;施工中图分类号:U 4451462 文献标识码:A 文章编号:1004-2954(2009)11-0056-031 概述北京市通州区通顺路改建需上跨既有京承铁路,与既有京承铁路夹角为28b ,桥位处规划有首都机场铁路和京承城际铁路客运专线,呈平行等高布置,跨线桥桥下净空应大于716m,以满足客运专线净高的要求。
考虑以上因素,结合两侧线路线形及纵坡要求,所设计上跨桥主桥跨应大于128m ,且主梁高度不能高于218m 。
为避免对既有铁路运营的干扰,跨线桥优选桥型为采用转体施工或顶推法的T 构(包括斜拉桥)或拱桥,由于梁高的苛刻要求,仅拱桥方案适用于本桥。
经比选,拟定的全桥孔跨布置为:1孔40m 简支箱梁+1孔128m 下承式简支钢管混凝土拱桥+1孔40m 简支箱梁,主跨位于R =2300m 的竖曲线上。
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预应力混凝土拱桥整体顶升方案分析摘要：本文对拱桥顶升的可行性进行了初步探讨。
以下承式系杆拱桥为例，对顶升时需要考虑的因素进行了分析，以求对以后类似桥梁改造提供有效的思路。
文中重点应用ansys有限元软件对各种顶升方案进行了分析，得出了应力-误差规律，为方案必选和施工提供了可靠有力的依据。
关键词：拱桥顶升有限元分析应力监测
引言
近年来，在苏南地区，很多骨干航道现有大部分桥梁梁底中心标高过低(这些桥梁最初建成时能满足较低等级的通航要求)，已无法满足航道通航等级提高后的通航要求。
这些桥梁大部分具有结构完整，功能完好等特点，部分桥梁体现了当时国内较先进的设计水平，但是这些桥梁由于建造时间比较长，已不能满足各骨干航道进一步建设发展的需要，特别是通航高度的不足更是如此。
通过分析比较及初步可行性论证后，建议将国际先进、国内已有初步工程应用的同步顶升技术应用到苏南骨干航道旧桥改造工程中，这样可在不损坏现有桥梁结构的基础上，采用同步顶升技术对桥梁进行顶升，以满足高等级通航净空的要求。
桥梁顶升施工技术在50年代开始用于铁路桥梁架设、移位和落梁。
60年代，随着液压技术的快速发展,液压顶升技术开始用于整体屋面同步顶升。
近年来顶升技术已经逐渐应用于桥梁与路桥等的加高技术之中，在国内该技术已有初步工程应用，典型工程应用主
要包括：
天津狮子林桥、204国道盐城总渠公路桥、上海吴淞大桥北引桥、湖州屺风大桥、湖州南林大桥等，但目前尚无相关的技术规范可供参考，对顶升技术应用于桥梁等工程的可行性研究及相关的技术研究分析仍远远落后于工程实践。
1 有限元分析模型
在顶升可行性研究中选取下承式拱桥的某一具体桥梁进行结构计算和理论分析,对顶升过程中可能出现的各种工况下的结构应力应变进行分析，以对桥梁结构进行顶升的方案比选和可行性作出判断，同时为施工监测具体部位做参考。
实际顶升过程中可能会因为顶升过程中对结构产生附加应力，从而影响结构受力体系尤其是吊杆的拉力，所以建议在顶升过程结束后重新进行吊杆索力测试，对照测试结果进行调整。
下承式系杆拱桥多为单拱结构，整体结构属于静定结构，如采用整体顶升方式，则主要应分析其局部受力即顶升点附近位置的局部应力，采用ansys进行三维有限元分析。
1.1工程概况
本次分析所采用桥梁模型上部结构为预应力混凝土系杆拱＋预应力空心板，下部结构为柱式墩、钻孔桩配承台基础，桥台采用柱式台和桩基础。
该桥主桥为下承式预应力混凝土系杆拱桥，总跨径55.38m，桥面宽度为2×0.5m(防撞墙宽)＋2×1m（系杆宽）+17m （机动车道宽）。
拱肋轴线为二次抛物线，计算跨径为l为55.0m，
计算矢高f为13.6m，矢跨比为1：5。
主桥的系杆、拱肋、风撑、端横梁、中横梁采用c50混凝土，行车道板采用c40混凝土，板间铰缝采用c50钢纤维混凝土。
吊杆采用内芯61φ7mm的高强钢丝束的拉索，型号为ovmlzm(k)7-61 i型冷铸锚式吊杆。
拱截面刚度
ei=0.29×1020。
图2.1.1 桥梁主跨立面布置图
1.2 分析方法与工况
本次采用ansys进行建模，系杆拱桥作为上部静定结构，分析采用三维模型，顶升点设置在端横梁上，考虑顶升时误差的影响。
系杆拱桥从上部结构来看属于静定结构，外加位移不会产生附加应力。
但从实体结构来看，顶升时有若干个顶升点以及限位装置，对其位移产生限制，若顶升时产生不均匀位移，则会在结构中产生附加内力；同时顶升时横梁和系杆的应变也会引起拉杆及拱肋受力的变化，从而产生附加内力。
桥梁顶升时不可避免会产生误差，而误差的允许阀值却鲜有研究。
本部分同过使用ansys模拟同一截面各不同千斤顶的误差来分析系杆和拱的受力，通过误差逐渐增大的方式来观察轴力和弯矩的变化，最终得到误差的允许阀值。
同时考虑桥面铺装结构的应力作为参照。
本桥梁顶升假定使用四个千斤顶，分别布置于端横梁上，并在每一工况中假定一千斤顶不工作，另一千斤顶以每次1mm竖向位移
逐级顶升来模拟误差，直至产生的应力超过材料的强度极限。
工况一为某一千斤顶产生误差的情况；工况二为对角千斤顶同时产生误差的情况。
通过分析得出最不利工况后，以次工况中最薄弱受力处截面刚度作为判断值，以得到系杆拱桥整体顶升可行性标准。
1.3有限元模型与分析结果
图2.3.1 有限元分析模型（不含桥面结构）
分析模型中拱、系杆、横梁部分采用三维梁单元，拉杆采用杆单元，桥面铺装采用壳单元，截面信息在实常数中赋予。
工况一时结果如下图所示：
图2.3.3 工况一下桥梁轴力图（δ=14mm）单位：kn
图2.3.6 工况一下桥梁变形图（δ=14mm）单位：kn·m
工况二时结果如下图所示：
图2.3.8 工况二下桥梁轴力图（δ=10mm）单位：kn
图2.3.11 工况一下桥梁变形图（δ=10mm）单位：kn·m
2 数据总结与分析
以下为顶升时桥梁结构受力总结表，其中应力是由轴力换算得出，顶升最大误差由结构应力强度控制。
表3.1 桥梁结构受力表
力类型
误差值轴力（kn）应力（mpa）弯矩
（kn·m）剪力
（kn）面板应力（mpa）
正负压拉
工况一12mm 23.40 -39.08 1.46 -2.44 -2282 247.64 -1.12
14mm 27.30 -45.59 1.71 -2.85 -2662 288.91 -1.31 工况二9mm 16.25 -41.94 1.02 -2.62 -1655 237.56 -0.98
10mm 18.06 -46.59 1.13 -2.91 -1839 263.95 -1.10 由以上不均匀误差顶升引起的桥梁结构受力分析可以看出，在工况一情况下容许的误差在12mm，此时控制值是拉应力，发生在一侧拱脚附近；工况二情况下容许误差在9mm，此时控制值也为拉应力，发生在两侧拱脚。
3 结论
（1）由应力可见，系杆拱桥对顶升时的误差比较敏感，顶升时发生较小的误差就会引起拱较大的受力，所以顶升前应针对特定桥梁做顶升受力分析，在受力较大位置做重点监测，同时在拱脚、1/4拱、1/2拱、系杆的相应位置也应做应力监测，一旦发现顶升过程中应力较大，就应该及时寻找原因，调整千斤顶顶升值，进行补偿性顶升直到过大的应力消除才开始进行下一步施工。
同时在顶升时对桥梁挠度要做重点观测，以校对顶升误差。
（2）千斤顶顶升容许误差和截面刚度呈线性关系，对应于千斤顶同步顶升的误差为5mm，则该系杆拱桥顶升时最薄弱处（即拱脚处）刚度要求经线性换算为ei≥0.52×1020。
另系杆拱桥拱受力较
为较大，一般不允许带裂缝工作，所以仅做无裂缝顶升控制。