整体顶升更换桥梁支座施工技术

摘 要：运用整体顶升对不满足使用要求的桥梁支座进行更换,可恢复桥梁的使用性能.本文介绍了整体顶升更换桥梁支座的施工技术,以及施工准备、拆除约束构造及梁体限位、顶升设备、预顶升、更换支座、施工监控等方面的质量控制要点.

关 键 词:整体顶升：桥梁支座：施工技术

中图分类号：TU997文献标识码：A

1概述

随着桥梁使用时间增长,我国公路和城市道路桥梁破坏越来越多,对于桥梁各种破损和老化维修加固已成为道路主管部门日益重视的问题.桥梁支座的剪切破坏和老化是其中常见的病害,通过采用整体顶升技术可以解决在狭小空间更换大体积桥梁的支座的问题.

1施工准备

1.1更换支座前要对桥梁整个结构进行全面检查,包括基础、墩台、梁体和挢面系等,并做好记录.

1.2对有病害的部位进行处理,确定桥面系和附属设施的去留部分.

1.3对桥梁结构进行计算,分析梁体在自重荷载下各个支座的反力大小和分配比例,进而确定所需要的千斤顶型号和数量,制订合理的千斤顶布置方案,进行施工组织设计,并对千斤顶和油泵配套标定.针对不同的桥梁结构形式和施工条件,千斤顶的布置也有不同的方法,大致分为以下3种情况：

(a)墩台结构完好无病害,能够保证足够承载力并且具有足够作业空间(放置顶升设备、临时支撑以及更换支座所需空间)的,可以在墩台盖梁顶面布置顶升设备.

(b)墩台顶部没有足够作业空间的,可利用扩大基础和承台搭设顶升支架进行作业,顶升点尽可能靠近原支点.

(c)墩台顶部既没有足够作业空间,又没有扩大基础和承台可以利用的(如桩柱一体的桥墩结构),就需要浇注临时承重基础布置顶升支架,在支架上布设顶升设备.也可以用特制的钢箍加固或进行扩大截面施工后再进行梁体的顶升施工.

2拆除约束构造及梁体限位

顶升前对桥梁上部结构存在的约束构造进行拆除,解除伸缩缝之间的橡胶条和连接构件,使伸缩缝完全断开,对梁体上的防撞护栏和扶手进行解固作业,切断约束的梁体横向连接构造(比如钢板、钢筋等),保证梁体能够自由顶升.需要采用梁体限位措施,以防止梁体在顶升过程中产生侧向移动.桥纵向限位可以把与伸缩缝同样厚度的橡胶块放入伸缩缝内,在梁体两侧设置侧向支撑,以防止梁体倾覆,侧向支撑应具有足够的刚度和防侧移顶推力.

3选择和设置顶升设备

3.1选择顶升千斤顶,根据梁体的自重和承受活载,配置一定数量的千斤顶,保证足够的顶推反力,一般保证1.5倍系数.根据顶升的高度选用足够行程的千斤顶.

3.2千斤顶布设,按照设计方案在梁底纵轴线两侧对称布置千斤顶,布置时应考虑更换后支座所占位置和旧支座取出时的作业空间,并保证千斤顶放置的平整度.在千斤顶的上下方放置能满足净空要求的钢板,为避免在千斤顶上下部位出现应力集中对混凝土造成局部损伤,最上层和最下层所用钢板厚度应大于2cm,面积要加大.

4预顶升

整体顶升更换桥梁支座对顶升过程中千斤顶操作的同步性要求较高.一殷要求千斤顶顶升高度差≤2mm,否则会由于千斤顶反力不均在梁体控制截面产生较大应力而导致梁体结构受到损伤.采用位移和压力双控的自动同步顶升方法,位移传感器采集位移,压力传感器采集压力,结合数据软件分析处理等控制系统可保证工程精度和安全.

在顶升设备和控制系统安装完毕后进行统一调试,保证各部件正常运行后进行梁体预顶升.预顶升的目的是为了避免全套顶升系统可能出现的问题,同时消除同步顶升过程中可能出现的非弹性变形.

5更换支座

预顶升顺利完成之后可以进行桥梁的顶升和支座更换.利用同步顶升系统,按照规定分级加载控制程序将梁体顶起到控制高度之后.及时放置由不同厚度累积的钢板组成的临时支撑.临时支撑放好之后可由控制台统一缓慢落梁至临时支撑上,落梁是以千斤顶恢复零荷载为标准.然后进行支座的更换.

5.1同步顶升.由于墩台顶部至梁体底部高度较小,桥梁的同步顶升工作多采用扁式千斤顶进行顶升工作,千斤顶顶升行程较小,并且顶升时千斤顶不宜超过极限行程的80%.有时为更换支座提供充足的作业高度或要进行桥面提升等因素影响,梁体顶升高度会出现超斤顶顶升行程的情况,这就需要在顶升过程中多次顶升.多次顶升需要把千斤顶用钢垫板垫高后再次进行顶升,千斤顶和临时支撑之间相互承压转换,直至梁体上升到控制高度.顶升时荷载位移分阶段控制,每到一个阶段暂停一下,检查梁体和顶升设备以及数据无异常后继续进行顶升.当千斤顶达到极限行程的70%-80%时,将临时支撑设置到适当高度,控制台统一操作千斤顶回油至无顶升状态,梁体落在临时支撑上后,将千斤顶用钢垫板垫高,进行下一部顶升操作,以此反复把梁体顶升至控制高度.

5.2支座更换.当梁体稳妥降落在临时支撑上之后,可采用手工工具将原有支座取出.支座取出过程应注意轻取轻放,避免产生大的振动,同时严禁有物品碰撞到临时支撑和千斤顶,尽量保持原有支座下方垫石的完整性和持续承载能力.

支座取出过程中如出现垫石局部破坏的情况,可用高强聚合物砂浆进行修补找平.对于需要调节垫石高度的,精确计算出所需增加高度,用合适厚度的钢板来调节,调节完毕后安装新支座.如果原支座存在抗震锚栓,应采用冷切割的方法处理,对突出于梁和墩台混凝土表面的锚拴头,要进行打磨与混凝土面找平,处理过程中不能损伤混凝土.

5.3新支痤安装.新支座的安装要保证位置和高程的准确性,并对安装的新支座采取定位措施,以免再次落梁时新支座产生位置的移动.更换支座和落梁的工序间隔应尽量紧凑,应用临时支撑作为持续承载支撑.支座应尽量水平安装,当桥梁纵坡超过2%时,应采取措施(如在梁底加设楔形垫块)使支座平置.落梁程序与顶升程序相反,严格按照预定程序分阶段落梁,落梁后检查支座和梁体是否压紧,梁体位置是否正确等.新支座的安装是支座更换施工中的重要环节.当支座安装工序不合理、支座垫石处理不当或支座中心线与设计位置中心线不重合时,落梁后支座将会受力不均,出现偏压或不符合要求的初始剪切变形,影晌到支座和梁体的使用效果和寿命.

结语

在桥梁工程中,支座尤其是橡胶支座的使用寿命往往远低于桥梁主体结构的使用寿命,成为影响桥梁使用性能的重要原困.对现有桥梁加固改造,提高挢粱的技术等级和怎么写作水平已经成为公路管理部门的一项重要任务.

利用整体顶升更换桥梁支座,既可以合理利用性能尚好的桥梁主体结构,节省大量资金；又可以缩短工期,减少对通行道路交通的影晌,具有良好的社会效益和经济效益.