超薄千斤顶顶升技术在桥梁支座更换工程中的应用

超薄千斤顶顶升技术在桥梁支座更换工程中的应用

(枣庄市公路管理局山亭公路局,山东,枣庄,277200)

【摘要】桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构之间的重要传力构件,构造精微,可谓是一座桥梁的“颈椎”,关系重大,一旦出现病害将严重影响桥梁结构的使用寿命和交通安全。本文通过2015年店韩线店子至山亭段大修工程店子大桥支座更换实例阐述了利用超薄千斤顶顶升技术对桥梁支座进行快速更换,从而恢复桥梁的正常运营,为不中断交通的桥梁支座更换提供了相关技术和实践依据。

【关键词】超薄千斤顶;顶升技术;支座更换

引言

桥梁支座的主要功能是将上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥梁墩台上,同时保证上部结构在荷载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素作用下自由变形(水平位移和转角),以便使结构的实际受力情况符合设计计算,并保护梁端、墩台帽不受损伤。

但一般的板式橡胶支座处于无侧限受压状态,其抗压强度不高,加之其位移量取决于橡胶容许剪切变形和支座高度,所以板式橡胶支座的承载力和位移值受到了一定的限制。随着时间的推移,交通流量的增加,桥梁支座必然出现一定的病害,如支座橡胶老化、橡胶表面出现裂纹、错位、脱空、开裂、剪切破坏等现象,支座的减震、滑移等作用严重衰减,从而影响了桥梁的使用寿命和交通安全,应对其进行更换。

1、工程概况

店子大桥位于S245店韩线(店子——韩庄)k0+560处,是跨越岩马水库的一座大桥,于2000年建成通车。桥梁全长224m,共11孔,跨径20m,桥面总宽12.5m,行车道宽11.5m,桥下净高5.1m。设计荷载为汽车20级、挂车-100。上部结构为钢筋混凝土预应力简支空心板梁,单孔梁板10片,梁板之间绞缝连接,水泥混凝土桥面铺装,混凝土护栏。下部结构为钢筋混凝土多柱式墩、框架式台、钻孔灌注桩基础。主梁为C50混凝土,桥墩为C40混凝土。全桥共3条毛勒伸缩缝,桥台护坡为砌石护坡。

支座布置形式:本桥支座为圆板式橡胶支座,规格尺寸250×41mm,直接放在墩台盖梁上,没有专门的支承垫石,每片梁板4个支座,每端2个。墩台顶单排支座20个。

2、现状调查

根据2014年桥梁定期检查检测报告和施工前现场勘察显示,该桥上部结构良好,主梁稳定,梁体自身没有严重缺陷,梁板之间绞缝连接牢固、水泥砼桥面铺装质量能够满足桥梁再次使用的要求,整体性较好,墩台盖梁亦良好。

但该路段交通量较大,重载车辆较多,经过15年的使用运营,桥梁支座出现不同程度的损坏。支座老化开裂、局部或完全脱空等,尤其是11#台上支座损坏最为严重。病害调查结果如下:11-11-12#支座局部脱空;11-11-13#支座完全脱空;11-11-(8、9、10、14)#支座老化开裂;11#台顶部伸缩缝板处轻微错台。

3、顶升技术与支座更换

3.1支座更换方案的确定

根据工程概况和现状调查,梁板和盖梁之间空间狭小,但桥梁上部结构整体性良好,梁板和墩台盖梁混凝土强度均较高,经计算能够满足同步顶升的要求。经专家组研究报请监理业主同意确定,充分利用混凝土梁体自身的弹性允许变形,采用超薄千斤顶在单个台上对主梁单侧(横桥向)实施同步顶升(即局部顶升),对出现病害的11#台上的同排所有支座全部更换。

3.2桥梁顶升施工准备

3.2.1确定梁体顶升液压系统和千斤顶数量

本次梁体顶升液压系统选用上海产电动高压油泵、分流阀、20根10m长高压油管、20台40t超薄千斤顶(另加2台备用),并对所有设备进行配套标定,从而达到同步顶升与下降。

根据前述计算梁体、铺装层和防撞护栏自重,考虑不中断交通因素,桥梁单跨起升总重约730t,单边同时起升365t,每个支座配备1个千斤顶,即20个40t千斤顶,大于2倍安全系数,能够满足安全要求。

3.2.2新支座的选购与检测

选用与原有支座同型号规格的新支座,并做好新支座的试验检测工作。

3.2.3搭设工作平台

在支座更换桥台石砌护坡处搭设一排工作平台,便于施工操作人员及监控人员使用。工作平台要牢固可靠,保证人员安全。

3.2.4杂物清理

对11#台伸缩缝内和支座处的杂物进行认真清理,解除支座附近和梁端的多余约束。

3.2.5千斤顶安装就位

在梁底和墩台间,按照设计位置对每一主梁底面平行安放2台千斤顶,并将千斤顶稍加起升,至用手扳不动为止。

3.2.6安装百分表

本工程采用油压和顶升高度双控,且以顶升高度为主要控制指标。在每片梁和墩台之间安装一个百分表(或传感器),以检测起梁高度。起梁时每片梁安排专人查看百分表,注意起梁的高度,随时调整使10片梁整体平衡、同步起升。

3.2.7施工人员组织及培训

进场人员共12名,其中项目负责人一名,负责项目的统一安排、指挥;项目技术负责人一名,负责施工及监控人员的技术、任务交底及技术培训;监控人员3名,负责监控期间的施工控制和伸缩缝变化测试及桥面裂缝观测;施工操作人员7名,负责千斤顶的起顶及起顶过程的临时支撑及支座更换。

3.3梁板顶升

顶升前应将所施工的桥幅,设置施工标志,进行交通临时管制和疏导,避免施工过程发生意外。

3.3.1试顶升

主要是保证千斤顶达到同步顶升状态,在梁体未正式顶起时即可停止,并停放一定时间,观察梁体顶升位置有无异常,油管是否漏油,油压及百分表是否正常,顶升设备及主体结构是否安全,检查各千斤顶顶点误差及顶升是否同步。

3.3.2正式顶升

确认顶升系统、临时支撑系统及被顶升结构物安全性后,开始正式顶升。本次顶升,以旧支座脱空,能取出,新支座能顺利安装为宜。同步顶升最大高度控制在10mm以内,且同一桥台相邻支座间顶升高差控制在1mm以内,以1mm为一个控制步阶,每一步阶停留l—2min,用楔型枕木支撑,并与梁体密贴,直至顶升到位。

3.4支座更换

对原支座设计位置和新支座进行十字定位。采用专用工具将旧支座从梁底取出,必要时可用钢筋等敲击。清理放置支座处,确保无砂粒等杂物;清除原梁底不锈钢板上的锈迹及污垢,涂上一层润滑油脂,然后用水平量尺检查支座下垫石表面是否平整,能否满足安装要求,对垫石表面的油污及浮浆表面要打磨清除干净,采用结构胶进行脱空部位的局部填充,以保证与支座底面密贴、牢固,使支座全截面均匀承压;在聚四氟乙烯板储油槽内注满硅脂,将新支座四氟板的一面朝上安放在原支座设计位置上。注意:支座的拆除和更换要逐个进行。

3.5落梁

支座更换安装完毕后,检查、测量、核实各顶升参数,将梁底临时支撑解除,各千斤顶逐步阶回油,缓慢同步落梁,使各梁同时平稳地落到支座中心上,完成顶升。

4、结语

该工程采用薄型千斤顶同步顶升技术更换支座20个,同步顶升作业最大位移量为10mm,最大同步误差在0.5mm以内,实际顶升荷载均小于设计顶升力,顶升过程中结构无裂缝和其它异常情况,解决了狭窄空间下大吨位构件的顶升难题,为其他桥梁支座更换提供了很好的借鉴。

参考文献:

[1]JTGD60-2015《公路桥涵设计通用规范》〔S〕;

[2]JTGD62-2012《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》〔S〕;

[3]JTJ/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》〔S〕;

[4]JPGF90-2015《公路工程施工安全技术规范》〔S〕;

[5]JTG/TJ23-2008《公路桥梁加固施工技术规范》〔S〕。

[6]枣庄市公路工程勘察设计院《店韩线店子至山亭段大修工程设计图》2015.1

作者简介:

杨尚明(1968-)男,汉族,山东枣庄人,工程师,大学学历,毕业于中国地质大学土木工程专业,研究方向为公路与桥梁工程。

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