武漢西環(huán)線公路橋梁頂升更換支座項目

xx西環(huán)線公路橋梁頂升更換支座項目研究1概述對xx西環(huán)xx港xx橋檢查結(jié)果表明支座存在變形、脫空、裂縫（紋）、破損、缺失等缺陷、必須及時進(jìn)行維修，更換破損支座，以改善橋梁的受力性能。在破損橋梁支座更換時，我們采用超薄千斤頂進(jìn)行頂升，現(xiàn)介紹其施工過程及其要點，供同類工程參考。2支座損壞原因分析通過對橡膠支座損壞的原因進(jìn)行分析,認(rèn)為有以下四個方面的原因：①材質(zhì)不均性。支座本身材料不均勻,個別支座采用再生橡膠。②部分滑動支座安裝時未涂抹硅脂油,導(dǎo)致滑板支座剪切破壞。③在支座安裝過程中支座墊石標(biāo)高控制不好,單片梁四個受力支座受力不均衡,造成個別支座脫空,從而導(dǎo)致受力大的支座變形超出規(guī)定值。④在橋梁伸縮縫未完成之前,未完全封閉交通,部分社會重車通過時剎車導(dǎo)致支座受剪力較大,從而產(chǎn)生損壞。3橋梁結(jié)構(gòu)施工安全技術(shù)措施補換橋梁支座的原則是利用千斤頂將梁頂起安放在臨時支座上，等新支座復(fù)位后再將梁徹底復(fù)位。但由于梁頂起的同步性不易控制，施工操作空間狹窄，故施工難度大。本橋梁支座更換工程的難點在于保障橋梁結(jié)構(gòu)安全方面，由此制定了相關(guān)技術(shù)措施。2.1梁體頂升力的控制因梁體自重相當(dāng)大，故必須采用大噸位千斤頂才能將其頂起，而當(dāng)局部單位面積的頂升力大于混凝土抗壓強度時，梁體混凝土容易局部受損甚至被壓碎。根據(jù)這一特點，我們在千斤頂上下各設(shè)一塊鋼板，通過計算確定其面積和厚度，以保證單位面積的頂升力不大于混凝土抗壓強度，最好在鋼板與混凝土之間墊以硬木板起緩沖作用，使其接觸更緊密，確保梁體混凝土不發(fā)生局部受損情況。2.2梁體集中應(yīng)力控制頂升時梁體因局部應(yīng)力突增而造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，釋放時會在梁體薄弱處造成損壞，結(jié)合這一特點，通過計算控制總頂升量，將其分割成若干級頂升高度來完成，每級提升量到位后在梁底用墊塊墊牢，且頂升應(yīng)緩慢進(jìn)行，確保梁體有充分變形的時間。2.3梁體豎向位移控制雖然頂升的梁體均為簡支空心板，但由于其上還有10cm厚現(xiàn)澆混凝土層和10cm厚瀝青鋪裝層，故橋面可視為半剛性組合連續(xù)梁，故頂升高度必須控制在梁體允許變形范圍內(nèi)，才不會造成梁體破壞。經(jīng)現(xiàn)場測量，受壓橡膠支座高度與受壓變形前相比降低2~3mm，頂升過程就是消除支座變形后使橡膠支座有6mm左右的操作空間，總頂升高度約10cm。橋墩處的梁體豎向位移約10cm，經(jīng)計算復(fù)核該豎向變形量在允許范圍內(nèi)。2.4建立觀察系統(tǒng)本次頂升系統(tǒng)較單一，力學(xué)模型簡單直觀，故不采用應(yīng)力應(yīng)變儀監(jiān)測，而是一人一機一頂同步測量位移，同時派技術(shù)人員在頂升過程中對梁體進(jìn)行觀察，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即停工，解決后再繼續(xù)頂升。2.5從經(jīng)濟(jì)和安全角度出發(fā)，施工時盡可能利用原橋梁的橋墩、蓋梁和橋臺進(jìn)行操作，并驗算相關(guān)構(gòu)件局部承壓強度是否滿足設(shè)計要求，否則需根據(jù)具體情況采用搭設(shè)反力架等方式形成底部支撐。4支座更換施工工藝3.1施工準(zhǔn)備xx港xx橋跨越xx港，與道路中心線斜交成35°。0.5m防撞護(hù)欄、14.5m車行道、2m分隔帶、14.5m車行道、0.5m防撞護(hù)欄，全寬32m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用兩跨跨徑16m的預(yù)制預(yù)應(yīng)力大孔板，橫橋向布置32塊，板高0.7m。橋墩、臺分2幅，每幅采用3根直徑為1.2m的鉆孔灌注樁。頂升施工梁體受力比較復(fù)雜。運用Ansys通用有限元軟件分析選用超薄千斤頂作為頂舉梁幅的關(guān)鍵設(shè)備完全符合梁底承載力的要求。模型選用右幅梁體作為研究對象（見下圖）。選YBD-1000扁形千斤頂高50mm，每臺頂升力50t，頂升行程20mm，配備手動SYB-2液壓油泵，用油泵控制千斤頂，千斤頂數(shù)量根據(jù)上部結(jié)構(gòu)總量選取，同時充分考慮結(jié)構(gòu)在頂升中出現(xiàn)的傳力不均現(xiàn)象，保證千斤頂頂起噸位有2倍以上的安全儲備并滿足施工規(guī)范要求，并保證油路通暢，工作狀態(tài)正常，每臺千斤頂均配百分表測量頂舉位移。施工方案制訂后應(yīng)提交有關(guān)部門審核，必要時先進(jìn)行試驗找出其存在問題，經(jīng)修改后再進(jìn)行全面施工，由指揮部牽頭召開交通管制協(xié)調(diào)會，準(zhǔn)備實施交通管制，考慮盡量減少對交通的影響，選用借道行使方法。3.2施工步驟（1）認(rèn)真對照設(shè)計圖紙和檢測報告，報出需更換支座的準(zhǔn)確位置，再會同各部門進(jìn)行現(xiàn)場檢測。（2）搭設(shè)腳手架工作平臺，遇橋下為河道時則搭設(shè)吊籃。（3）清理干凈橋臺工作點，用紅漆在舊橡膠支座四周板臺上作標(biāo)記，作為安放新橡膠支座的位置。（4）檢查橋臺頂面和板梁有無破損，表面松散粘結(jié)物或油污等，并及時清除處理后再進(jìn)入下道工序，對松散粘結(jié)物或油污可用刀片刮凈或丙酮清洗。（5）由于臺帽與梁底間隙狹小，難以安放千斤頂。在臺帽上布置千斤頂?shù)牟课挥萌⌒緳C并排鉆孔，清理平整后作為千斤頂支撐平臺。（6）將千斤頂與油泵管接好并檢查無誤后，等待指揮信號發(fā)出，在頂舉過程中各油泵操作員應(yīng)根據(jù)指揮長的口令進(jìn)行操作，待指揮長用高音喇叭下達(dá)指令后，油泵操作員開動油泵緩慢將梁頂起，以每5mm為一級。千斤頂?shù)竭_(dá)設(shè)定高程時停頓，由監(jiān)控人員將位移量報出，待每臺千斤頂均到達(dá)同一高程時，再由指揮長發(fā)出下一級操作指令，重復(fù)上述步驟直至將連續(xù)梁頂起10cm左右。（7）采用多臺油泵同時給多臺YBD扁型千斤頂?shù)雀唔斉e同一截面的簡支梁，通過對千斤頂采用頂舉高程與油壓雙控予以同步控制，能使整個頂舉過程平穩(wěn)、同步、無沖擊顫動。考慮各簡支梁之間濕接縫的受力情況，各頂在頂舉與落梁時高程差小于0.5mm。（8）使用支撐鋼墊塊臨時支撐板梁，保證每塊墊板穩(wěn)固，且支墊到位，保持千斤頂油壓，取下原支座并換上新的橡膠支座。為使橋面橫縱坡度不發(fā)生變化，且支座更換后保證各支座共同受力和共同工作，必須用同一規(guī)格型號的新橡膠支座予以更換。新橡膠支座應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行抽樣試驗，安裝時支座位置按十字中心線對中，控制縱橫向誤差小于5mm。（9）支座墊實時應(yīng)根據(jù)其磨損情況，確定采用鋼板加環(huán)氧砂漿或無收縮砂漿，但支承墊實頂面標(biāo)高力求準(zhǔn)確一致。（10）支座重新安放完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行檢查驗收，合格后用YBD扁型千斤頂緩慢卸壓落梁到位，落梁時注意避免碰撞支座，以保證支座位置準(zhǔn)確，采用逆頂升法緩慢降落同一幅的每片梁，按頂舉時同樣的步長步階緩慢進(jìn)行，有利于梁準(zhǔn)確就位和與支座密貼，若就位不準(zhǔn)或支座不密貼則應(yīng)查明原因并采取有效措施予以糾正，再重新進(jìn)行調(diào)整。3.3施工中應(yīng)注意的問題（1）正式頂升前應(yīng)進(jìn)行試頂，以消除支撐本身的非彈性變形或沉降，但在主梁尚未完全頂起時即可停止，停放數(shù)小時后觀察無任何變化后才整體頂升。（2）在整個頂升、落梁施工過程中，必須進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，且頂升和落梁時千斤頂應(yīng)緩緩上升和下降，要求同一截面主梁相鄰高差小于0.5，采用拼積木（墊或拆與步階等厚鋼板）方式，以5mm作為活塞行程步長和控制步階，逐步頂升或下放梁體，使其同步。（3）在頂升梁體時，要確保被頂起的梁體同步提升，若某跨內(nèi)僅有一個橋墩需更換支座，只需將更換支座的一側(cè)半幅頂起。若兩橋墩均需更換，則需將梁體整跨半幅同步頂起。（4）頂起過程中對重點部位進(jìn)行監(jiān)控，觀察在頂升過程中各部位的應(yīng)力、跨中撓度變化，確保在施工過程中頂升均勻，上部結(jié)構(gòu)縱橫向不開裂，梁體整體結(jié)果良好。（5）落梁時，注意避免碰撞支座，保證支座位置準(zhǔn)確。落梁采用與提升相逆的工藝方法，按頂舉時同一步長、步階緩慢降落同一幅每片箱梁，有利于主梁就位準(zhǔn)確且與支座密貼。若主梁與支座密貼不好，應(yīng)查明原因,采取有效措施予以糾正。（6）在安裝新橡膠支座時，為達(dá)到新支座安放平整、密貼、梁板橫坡平順的目的，施工中我們根據(jù)縱橫坡情況，對支座上承面可提出調(diào)整縱坡或橫坡補充設(shè)計，對支座下承面通過墊石標(biāo)高及幾何尺寸的事先精確計算來指導(dǎo)和控制施工。（7）在新支座安裝前，應(yīng)在實地重新精確確定各支座中心及擺放位置，測定標(biāo)高誤差，安裝支座標(biāo)高應(yīng)符合原設(shè)計要求，平面縱橫兩個方向保持水平。當(dāng)支座底面標(biāo)高不足時，需在支座下方用高標(biāo)號環(huán)氧樹脂砂漿找平，精確計算出需要增加的高度，墊一塊相應(yīng)厚度的鋼板來調(diào)整（鋼板須做防銹處理），鋼板尺寸應(yīng)比支座周邊各寬3cm以上。（8）查看墊板與支座間的平整密貼度，支座四周不得有0.3mm以上的縫隙，否則需頂起重新安放。需要指出,在施工過程中，保證橋梁任何部位不得有絲毫附加損壞；對于舊支座拆除和新支座安裝(安裝前涂滿硅脂)，工序要緊湊，時間不得超過30分鐘；需復(fù)位的舊支座必須拿出并清理干凈，且涂滿硅脂后才能進(jìn)行復(fù)位。經(jīng)更換、復(fù)位后的支座，正交方向中線偏位不得大于2mm。同時還要注意的是，如果遇到橋梁蓋梁頂升施工，梁體頂升到設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)在原立柱截斷處上、下端35cm范圍內(nèi)，鑿除立柱混凝土，露出原立柱的豎向主筋。施工中下端35cm立柱混凝土全部拆除，為便于接高立柱混凝土澆筑密實，而上端的原立柱