芜湖1000kV变电站大件运输桥梁加固技术的研究

发表时间:2020/11/25   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:冯代勇 刘国伟
[导读] 特高压变电站核心设备-变压器,从厂家运输至站内一直是大件运输行业面临的难题,项目立项前,需要进行大件运输可行性研究,对路线进行勘察,综合选择水陆联运、公铁联运或公路运输等方式。
        冯代勇  刘国伟
        安徽送变电工程有限公司,安徽省合肥市,230022
        摘  要:特高压变电站核心设备-变压器,从厂家运输至站内一直是大件运输行业面临的难题,项目立项前,需要进行大件运输可行性研究,对路线进行勘察,综合选择水陆联运、公铁联运或公路运输等方式。芜湖1000kV变电站主变扩建工程大件运输采用水陆联运方式,在二程公路运输时,由于一座上跨高速桥梁不满足承载力要求,需进行加固处治,其桥梁加固方案设计与实施过程,为大件运输同类似桥梁处治提供了参考,有效解决了变压器运输问题。
        关键词:大件运输、桥梁、支座、加固、钢盖梁
一、引言
        芜湖1000kV变电站主变扩建工程大件运输项目含有3台变压器,变压器本体重348吨,共三台,长9米,宽4.5米,高5米。运输车辆采用“16轴线平板+桥式梁+16轴线平板”方式,车辆全长77米,共268个轮胎。运输线路全长36公里,宣城境内26公里,芜湖境内10公里,沿途需经过7座桥函,其中G329国道上跨G5011芜合高速桥支座承载力不满足大件车辆要求,该桥是芜湖特高站大件运输项目必经之路,需采取加固措施。
二、桥梁参数
        G329 国道跨芜合高速桥位于 G329 国道上,跨越 G5011 芜合高速公路。上部结构为现浇预应力混凝土连续现浇梁, 跨径组合为 25m+25m+25m+17.9m,。重力式 U 形桥台,扩大基础。边支点支座采用 GYZF4450x105 支座(横向双个),中支点采用 GYZ850x161 支(横向单个),原设计荷载为 汽车-超 20 级,挂-120。
        该桥已投入运行20年。经设计院对其验算,此桥支座承载力不满足桥式平板车带载通行,需对6个桥墩进行加固。

三、桥梁设计验算
        本次验算重点在于大件运输车辆过桥时,桥梁整体结构与桥面板等局部的承载能力是否满足要求。由于特种车辆过桥属于短暂状况,承载能力验算组合将采用偶然工况组合,运输车辆作用效应的分项系数取 1.0。
        考虑特种车辆通行时应按照指定位置匀速缓慢行驶,行驶速度保持在 5km/h,严禁刹车制动,严禁偏载行驶;特种车辆荷载冲击系数取为 1.0。
        1、计算模型
        采用有限元 midas civil 2019 程序进行结构静力分析,在包括成桥状态下恒载、温度荷载、混凝 土收缩徐变等作用并考虑特种车辆的移动荷载工况下进行计算。按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》进行检算。
    
        2、验算
        根据建模,通过4方面验算:(1)承载能力极限状态验算(主梁承载承载能力、湿接缝承载能力、主梁顶板承载能力验算);(2)正常使用极限状态验算;(3)墩柱及基地承载能力验算;(4)支座承载能力验算。得到前3方面验算满足特种车辆负载通行要求,且支座承载能力不满足,具体如下:
边支点支座采用 GYZF4450x105  支座(横向双个),中支点采用 GYZ850x161 支(横向单个), 标准组合下支座最不利反力如下图所示:

        最不利支座反力发生在中支点 Fmax=6453.7kN>Rck=10x3.14x8452/4=5542 kN,不满足规范要求。
四、加固方案
        针对特种车辆通过 G329 国道跨芜合高速桥时支反力超限情况,根据桥结构,采取增加增加支撑数量的方式方式进行加固。
        1、方案设计
        (1)桥墩处增设钢盖梁
        在 1#、2#、3#桥墩顶设置钢盖梁,在桥墩顶设置钢盖梁,保留原支座,横桥向再增加两个支座,新增的支座间距 2.2m。
      
        (2)桥墩处增设钢管柱
在 1#、2#、3#桥墩两侧增设钢管桥墩,采用双柱式钢管立柱,壁厚10mm,外径63cm,立柱顶部设置板式橡胶支座支撑在主梁横梁下方,新增支座与原支座横向分部间距;临时桥墩基础通过采用C30混凝土与原扩大基础绑宽方式形成。

        2、加固后验算
加固后支反力计算结果如下图所示:

        最不利支座反力发生在中支点 Fmax=4909.8kN<Rck=10x3.14x8452/4=5542 kN,满足规范要求。
五、结论
        加固后两种方案的处治都能满足支座竖向承载能力的要求,考虑到增设钢管柱需进行基础开挖,会对既有跨线桥梁及主线设施扰动较大,且在高速公路上施工时必须封闭高速应急车道或者行车道,长时间占用会造成交通影响,故采取增设钢盖梁方式对跨线桥进行加固。
   
        最终优化工序,合理组织资源,该桥仅用7天便完成加固处治,特种车辆装载着变压器安全通过该桥。变压器早日运输进站,为芜湖1000kV变电站主变扩建工程早日投运奠定了坚实基础,给社会带来巨大的经济效益和社会效益。

参 考 文 献
[1]张全安.大件运输桥梁加固方法[J].?青海电力,1995,(01):49-51.??
[2]林炎.特重(超限)车辆通过桥梁的加固方法[J].?中南公路工程,2001,(03):63-64.
[3]刘明.浅析高速公路桥梁加固的施工技术[J].黑龙江科技信息;2014年06期
[4]王李.高速公路桥梁加固施工技术研究[J].四川建材;2012年05期
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