公路旧桥支座更换的顶升方案

1　前言 上世纪六、七十年代建设的一些简支梁桥,随着 日趋增大的交通流量和重载车辆的出现,各种桥梁 病害随之产生,直接影响到桥梁的安全使用;而旧支 座一般年久失修,有的橡胶支座日趋老化、钢板支座 腐蚀失效,因此,针对不同的桥型及加固方案,采取 相应的支座更换方案显得尤为重要。 一沙河桥位于107国道河北省新乐市,始建于 1976年6月,设计荷载为汽车- 15级、挂车- 80,该 桥为32孔16m简支梁桥,全桥长512m,桥梁全宽 9m,行车道宽7m,两侧人行道各宽1m;下部为钻孔 灌注桩基础及双柱式墩台,上部构造为工型梁(无 横隔梁)少筋微弯板组合梁行车道系、悬臂梁人行 道系,支座为一端铰接、另一端滑动的钢板支座;后 来为提高行车荷载,于1995年对该桥进行加固,采 用工型梁间加横隔梁、梁底加下马蹄加固方案,加固 后汽车荷载为汽- 20,挂- 100。由于长期车辆超载 行驶,该桥出现严重的单板受力现象,且钢板支座因 常年的锈蚀大部分失效,因此,更换全桥支座成为加 固项目之一。 此次桥梁加固工程内容为:拆除旧的栏杆、挑 梁、破除旧桥面的铺装、梁底粘贴碳纤维布、更换支 座、浇筑新的水泥混凝土铺装和沥青混凝土面层。 工程开工日期为2006年4月16日,按照工艺要求, 更换支座前需清除桥面系和附属工程、解除各孔的 纵向连接,实行整体顶升,但采用何种顶升方案成为 确保工期的关键。 2　更换支座的顶升方案 (1)目前国内更换支座的方法多种多样,可以 归纳为如下几类: ①满布式支架法:其支撑面为桥墩下部的新建 顶升基础。满布式支架法的工作原理是在桥墩台两 侧新建顶升基础,用贝雷架、槽钢、螺栓连接成受力 的钢筋梁,受力梁上架千斤顶,在梁两端同步顶升, 待梁体抬升到施工高度后更换支座。 ②抱柱支架法:其工作原理是在桥墩(台)的桩 基顶面台阶上设置钢制斜支架,支架通过横抱箍固 定于桥墩墩柱上,支架高度至桥面底板,在支架顶面 大吨位千斤顶,千斤顶上置通长型钢托架,千斤顶顶 托架将桥面板顶离支座,再进行更换。 ③鞍型支座法:利用盖梁做支撑面,直接在盖梁 上搭设鞍型支架,支架两则放置千斤顶。即将钢梁 穿过盖梁,两侧挂预先焊好的L 型挂架,在其上安 置千斤顶; 同时在两侧梁上加吊篮,操作人员在吊 篮上控制千斤顶抬升梁体。 ④桥面钢梁法:其支撑位置在桥面上,支撑面为 顶升梁相邻跨的梁体。在顶升梁上打孔,绑制钢带, 安置钢梁,以相邻梁体为支撑基础,配合顶升设备, 抬升梁体。 (2)兜子顶升法 基于简易可行、节约投资,又缩短工期、确保工 程质量的考虑,我们设计的兜子顶升法是利用桥墩 台的盖梁为支撑面,在墩台上直接实施顶升。按照 工字梁的尺寸用2cm厚的钢板做一些“ ”型 兜子(在两侧用三角型钢板将兜子焊接加固,见图 1、图2) ,将工字梁底兜住,在其两侧各用一千斤顶 支顶, 5片梁共用10个千斤顶同时顶升,靠兜子顶 起主梁,再更换支座。一沙河桥的工字梁底距盖梁 间距只有6cm,工字梁本身又不具有支顶面,而横隔 梁距盖梁顶间距为10cm,横隔梁距盖梁边为20cm (见图3) ,可以安置扁千斤顶上、下加钢板铺垫直接 顶升横隔梁,因有的横隔梁已存在病害,支顶时横隔 梁不能带动主梁起升,因此用设计的兜子顶升法直 接顶升主梁。 兜子顶升法比满布式支架法节约投资,不受河 床地质、水深和桥梁高度的限制;兜子顶升法比鞍型 支座法投资略少,是对盖梁一侧的梁体进行顶升,而 鞍型支座法是对盖梁两侧的梁体进行顶升;兜子顶 升法比抱柱支架法施工方便,投资小,而抱柱支架的 焊接质量要求较高,顶点要求对称精度高,顶升过程 中要严格控制梁的高程;兜子顶升法比桥面钢梁法 更换时间短,造价低,而桥面钢梁法要严格保证各梁 体受力均匀,防止梁局部受损。 3　兜子顶升法施工过程 (1)施工准备 将所用设备、工具运至桥墩下,用吊篮将其吊至 合适高度。起吊吊篮所用的吊钩牢固地挂在与盖梁 相连结的钢管支架。 (2)清理盖梁顶面、画线定位 将盖梁顶面的杂物、尘土清除干净,确保盖梁顶 面平整。根据兜子的放置位置及受顶位置,在盖梁 侧面用粉笔标出支座和千斤顶的位置线,以确保支 座安放位置准确。 (3)放置千斤顶、安置兜子 在盖梁上放置10个200mm ×200mm ×1mm钢 板,再分别在其上面安装好10个扁型千斤顶后,调 整千斤顶顶紧兜子,使之处于“0”顶升状态,并在千 斤顶上作好起顶位置标记。 (4)起顶顶升、更换支座 在专业人员的统一指挥下, 10个千斤顶统一油 泵步骤,每加压10次,量测各顶顶升高度,确认是否 处在统一顶升高度位置。当梁体顶升2cm后立即 停止顶升,在每片梁下加设钢筋混凝土预制垫块作 临时支撑,以防止意外落梁;用平铲、挠钩将原有的 旧钢板支座清除干净后,用高标号的环氧树脂砂浆 找平,找平层的厚度以保持更换支座前后各梁的相 对高度不变为准,用专用钳子将橡胶支座送至规定 位置。 (5)折除临时支撑、缓慢落梁 在指挥员的统一指挥下,各操作手同时放松千 斤顶使梁体慢慢落下;并检查各支座的位置是否移 动及受力后的牢固情况。

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