芜湖1000kV变电站大件运输桥梁加固技术的研究

芜湖 1000kV 变电站 大件运输桥梁加固技术的研究

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。

图 1 桥型立面图

图 2 横断面图

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。

图 3 车辆布载模型

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：

图 4 支反力验算

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。

图 5 钢盖梁

（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。

图6 钢管柱

2、加固后验算

加 固后支反力计算结果如下图所示:

图7 桥台处最大支座反力（kN）

最不利支座反力发生在中支点 Fmax=4909.8kN

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。

图 8 钢盖梁加固实效图

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

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[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