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鋼結(jié)構(gòu)橋梁支座更換施工技術(shù)研究

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2010-11-04 16:58:11 [收藏]
    濟(jì)青高速公路是山東省的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和山東交通規(guī)劃“五縱連四橫，一環(huán)繞山東”高速主框架的主要通道，自1993年底建成通車以來(lái)，隨著通車年限的增長(zhǎng)，以及車流量的...
    關(guān)鍵詞：研究 更換 橋梁  
        濟(jì)青高速公路是山東省的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和山東交通規(guī)劃“五縱連四橫，一環(huán)繞山東”高速主框架的主要通道，自1993年底建成通車以來(lái)，隨著通車年限的增長(zhǎng)，以及車流量的增多，橋梁部分構(gòu)件產(chǎn)生了不同程度的病害和損害，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的整體壽命。位于濟(jì)青高速公路膠河大橋支座的出現(xiàn)不同程度的損壞，主要病害為：左幅橋52個(gè)支座老化開(kāi)裂，1個(gè)支座局部脫空；右幅橋97個(gè)支座老化開(kāi)裂，3個(gè)支座局部脫空，5個(gè)支座墊石開(kāi)裂。為確保結(jié)構(gòu)物的構(gòu)造安全，2009年下半年對(duì)全橋伸縮縫部位的四氟滑板支座80塊，其他部位260塊板式橡膠支座進(jìn)行了更換。膠河大橋采用了多孔一聯(lián)的橋面連續(xù)構(gòu)造，梁體頂升全過(guò)程必須保持其結(jié)構(gòu)完好，整個(gè)梁體頂升及支座更換過(guò)程在橋面維持正常交通的情況下進(jìn)行。

        梁體頂升施工工藝

        施工設(shè)備采用扁式電動(dòng)油壓千斤頂組，由一臺(tái)油泵機(jī)控制。同步頂起同一蓋梁上的所有梁體，用同時(shí)控制油表壓力和梁體位移的方法(即所謂“雙控法”)對(duì)整個(gè)頂梁過(guò)程進(jìn)行控制。就千斤頂組的整體頂升能力，與橋上恒載及活載乘以各自分項(xiàng)系數(shù)后相加之和相比，前者應(yīng)不小于后者的兩倍及以上時(shí)，可保證千斤頂及油泵機(jī)的工作壓力小于等于25兆帕，施工時(shí)會(huì)比較安全。在橋面連續(xù)處頂梁作業(yè)時(shí)，梁體的最大頂升量不宜超過(guò)20毫米。而整聯(lián)梁體的頂升高度達(dá)到6至8毫米時(shí)，即可更換支座。由此推算20米T梁橋面兩跨梁相接處的最大變形量為0.3至0.4毫米。由于在橋面連續(xù)段處都有通長(zhǎng)的橫橋向裂縫，頂梁時(shí)橋面板處產(chǎn)生的拉伸變形并不大，梁體不會(huì)在該處出現(xiàn)新的裂縫，故在頂升時(shí)不需要鑿除橋面連續(xù)段。頂梁時(shí)，只需將同一蓋梁上的所有梁體同步頂起即可。

        在梁體整聯(lián)頂升時(shí)，由于頂升速度不一致而產(chǎn)生的梁體間內(nèi)部應(yīng)力的相互作用十分復(fù)雜。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，頂升時(shí)每片梁間的最大提升高差控制在平均提升高度的1毫米以內(nèi)時(shí)，可以保證梁體及橋面連續(xù)的結(jié)構(gòu)安全。

        由于對(duì)傳統(tǒng)頂升工藝進(jìn)行改進(jìn)，所以頂升設(shè)備相應(yīng)調(diào)整，千斤頂要安放在梁端馬蹄下，過(guò)去的設(shè)計(jì)沒(méi)有過(guò)多的考慮以后頂升支座更換的間距，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘后發(fā)現(xiàn)，梁端馬蹄與蓋梁頂部的間距普遍在7.8至8.8厘米，所以千斤頂?shù)暮穸燃纫獫M足間距的要求，又要滿足頂升的行程要求(抽換支座)，為此，我們聯(lián)系了專業(yè)千斤頂生產(chǎn)廠家，專門生產(chǎn)了異型千斤頂。同橋墩的10臺(tái)千斤頂使用1臺(tái)油泵控制，從而10臺(tái)千斤頂同步。

        本橋單幅每孔由5片T梁組成。每片梁重量包括整體化層、橋面鋪裝和防撞欄的自重。其中梁的自重合計(jì)43噸，邊梁自重合計(jì)46噸。折合每個(gè)支座承受自重荷載為中梁211千牛，邊梁225千牛。采用150噸千斤頂，每片梁底布置1個(gè)，相對(duì)于恒載中梁有約7倍的安全系數(shù)，邊梁有約6.5倍的安全系數(shù)，其承載能力是足夠的。實(shí)際頂梁施工時(shí)測(cè)得油泵壓力約為40兆帕。

        施工步驟

        傳統(tǒng)作業(yè)一般考慮搭設(shè)支架系統(tǒng)形成工作平臺(tái)，支架系統(tǒng)、頂升采用的液壓系統(tǒng)、操作工等全部的質(zhì)量由系梁、承臺(tái)或地基直接承擔(dān)。考慮本工程的進(jìn)度要求及現(xiàn)場(chǎng)條件后，對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)，梁端設(shè)置可供工人進(jìn)行操作的工作平臺(tái)---輕型掛籃，掛籃現(xiàn)場(chǎng)加工，同時(shí)，掛籃兩側(cè)安裝扶手，確保施工安全。

        首先將蓋梁頂面及梁體底面擺放千斤頂?shù)奈恢么蚰テ秸?，保證兩者表面平行；按照千斤頂?shù)牟贾迷瓌t將其各自就位；將油泵機(jī)布置在視野良好的位置；按照方向辨識(shí)、易于控制的原則將千斤頂、油管和油閥有序連接。安裝油管時(shí)要特別注意檢查油管接頭發(fā)現(xiàn)有污物應(yīng)清洗干凈，以免頂升時(shí)堵塞油泵或漏油。

        千斤頂安裝前需要進(jìn)行試運(yùn)行調(diào)試，使提供一定頂升力時(shí)其速率大致相同，誤差控制在1毫米內(nèi)。安裝前檢查千斤頂及其密封情況，保證千斤頂密封良好，油液品種及油量符合要求。檢查完成后，人工安裝千斤頂就位，并調(diào)整千斤頂預(yù)行程，保證千斤頂與墊塊間密貼。保險(xiǎn)墊塊一般采用鋼板制作，平面尺寸不宜小于總高度的三分之二，以確保萬(wàn)一起作用時(shí)整個(gè)墊塊不會(huì)失穩(wěn)。

        所有準(zhǔn)備工作齊備后(如檢查墊塊、千斤頂安裝、承立基礎(chǔ)、所有施工設(shè)備及材料等)，千斤頂同時(shí)開(kāi)動(dòng)，進(jìn)行試頂，按頂升行程進(jìn)行頂升控制。卸載后應(yīng)認(rèn)真檢查系統(tǒng)的各自控制系統(tǒng)及表觀現(xiàn)象，檢查重點(diǎn)有：所有油路有無(wú)漏油現(xiàn)象、千斤頂有無(wú)異常現(xiàn)象、供電線路的表觀磨損等。卸載后同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真檢查千斤頂上下鋼板有無(wú)變形現(xiàn)象，必要時(shí)可以調(diào)整鋼板的厚度以滿足頂升要求；認(rèn)真檢查千斤頂放置位置下的結(jié)構(gòu)物有無(wú)區(qū)別于頂升前的現(xiàn)象，如存在，應(yīng)認(rèn)真查出原因后方可正式頂升，嚴(yán)禁情況未明時(shí)繼續(xù)進(jìn)行頂升。

        試頂完畢，在專業(yè)人員的統(tǒng)一指揮下所有千斤頂慢慢用力整體頂起梁體，頂升時(shí)務(wù)求各頂同步上升，各頂之間以位移分級(jí)控制，各墩臺(tái)以對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)，開(kāi)始以3毫米為一級(jí)，每一級(jí)到位后統(tǒng)一停止，加墊槽鋼凳子及鋼板，檢查各頂?shù)那闆r，確保工作狀態(tài)良好后再進(jìn)行下一級(jí)頂升，如此反復(fù)。頂升高度高于支座設(shè)計(jì)高度20毫米。為了確保每片梁均勻同步升高，分級(jí)逐步向上頂梁，各級(jí)上升高度為3毫米，起頂至施工要求高度后，墊好槽板凳子，并在頂升過(guò)程中做好測(cè)量、記錄工作，確保梁體、橋面系支座更換維修前后一致。

        由于新舊支座的高度不等，采取盡量在同一個(gè)墩統(tǒng)一更換所有支座的辦法，以確保同一個(gè)墩所有支座高度相同。拆除舊支座，清理舊支座周圍的雜物；對(duì)梁底的生銹鋼墊板除銹并作防銹處理；用環(huán)氧材料墊平支座墊石及梁底表面的不平行部分(兩者以水平面為準(zhǔn))；按放樣位置準(zhǔn)確安裝新的支座。

        施工過(guò)程控制措施

        支座更換需要頂起整跨橋梁，提升量大，提升的速度、位移控制嚴(yán)格，膠河大橋最多時(shí)需要數(shù)十臺(tái)千斤頂同步作業(yè)，同時(shí)保險(xiǎn)墊塊的增減、更換支座、位移測(cè)量、油閥控制等需要較多的熟練工人在較短時(shí)間內(nèi)默契配合作業(yè)。因此對(duì)整個(gè)過(guò)程的面控制尤為重要。

        頂梁作業(yè)前必須準(zhǔn)備好全部設(shè)備和材料。對(duì)油泵機(jī)、油管及每一個(gè)千斤頂要做檢修和調(diào)試?，F(xiàn)場(chǎng)要有足夠的易損件備用材料。新支座、環(huán)氧調(diào)平材料及其配制工具等都要在現(xiàn)場(chǎng)備好，并有專人負(fù)責(zé)。頂梁作業(yè)前必須做好所有工人的培訓(xùn)工作，對(duì)每一位工人都要確認(rèn)其工作職責(zé)及操作熟練程度。

        指揮人員必須充分熟悉頂梁過(guò)程的所有環(huán)節(jié)，以及注意事項(xiàng)和應(yīng)急對(duì)策。

        在作業(yè)前首先應(yīng)檢查好人員、設(shè)備及材料的到場(chǎng)情況及正常使用情況。實(shí)施頂升時(shí)重點(diǎn)控制好司泵人員及司閥人員，嚴(yán)格按照預(yù)定步驟指揮作業(yè)，在每一階段均要仔細(xì)檢查油壓情況、梁體豎向位移情況等。

        膠河大橋支座更換整個(gè)施工過(guò)程比較順利，施工速度也比較快，未發(fā)生任何意外。支座更換過(guò)程中，橋面沒(méi)有中斷，頂升過(guò)程中及頂升完畢后的施工監(jiān)測(cè)表明，橋梁結(jié)構(gòu)包括橋面鋪裝沒(méi)有出現(xiàn)任何異常。因此，膠河大橋支座更換的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)同類型的簡(jiǎn)支橋梁支座更換施工具有借鑒作用。
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