公路桥梁支座更换施工技术

支座是桥梁上、下部结构的连接点,其作用是将 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、温度变化和砼收缩徐变等 因素作用下自由变形,使结构的实际受力情况符合 设计意图,并保护梁端、墩台帽梁不受损伤。早期建 设的梁式桥中,普遍存在支座年久失养问题。橡胶 支座日趋老化,钢板支座锈蚀失效;还有一些跨径较 小的简支桥梁原本就没有设置支座,在目前大吨位、 大交通量荷载作用下,桥梁出现一系列问题,需要更 换或增设支座。同时,为满足交通运输的需要,桥梁 维修加固中应不中断或尽量缩短交通中断时间,因 而对支座的更换施工提出了更高要求。 1 　工程概况 广清(广州—清远) 高速公路K25 + 247 高架桥 是一座跨地方公路和铁路的特大跨线桥,桥轴呈南 北走向,在原广清二级公路两侧分离设置。全长 4 745 m ,共277 跨,桥面宽12 m。 桥梁上部结构为16 m 预应力简支空心板梁, 七孔一联,部分为20 m 及以下跨径的预应力简支 空心板梁;二处跨径20 m + 30 m + 20 m 和二处20 m + 2 ×30 m + 20 m 肋板式变截面预应力连续梁组 合,均设置端横梁;中墩均采用固结墩。 桥梁下部结构为薄壁式桥台,桥墩为柱式,采用 桩基础。支座为橡胶支座和四氟板支座。左右幅砼 桥面各设45 条伸缩缝。 该桥支座主要存在较大角度的变形、开裂、一半 面积未受力、受力不均和脱空现象,已失去正常支承 功能(见图1～3) 。为保证桥梁安全,需更换全桥橡 胶支座。 2 　支座更换施工 2. 1 　施工方案 按基础、墩台、主梁、桥面系和附属工程逐一检 查桥梁外观,处理基础、墩台病害,保证结构承受能 力完好。然后检查桥面系和附属工程的具体布置情 况,决定保留或清除桥面系和附属工程。若需予以 保留,则先解除各桥孔的所有纵向连接后再更换支 座。支座更换施工分为以下3 类: 1) 墩台结构无任何病害的T 形简支梁桥,可以 直接考虑在盖梁顶面和T 梁翼缘板下实施顶升,这 是最容易施工的一种类型。 2) 板梁桥、需加固墩台的T 形简支梁桥,有可 以利用的扩大基础或承台,需搭设顶升支架实施作 业,但顶升点应尽可能地靠近原支点。 3) 板梁桥、需加固墩台的T 形简支梁桥,没有 可以利用的扩大基础或承台,需重新浇注临时承重 基础,再搭设顶升支架实施作业。这种情况多发生 在柱桩对接的桥墩或实体式墩台结构,遇到深水基 础则施工更困难。 2. 2 　施工方法和措施 检查桥面系和防撞栏的连接是否影响施工,如 果妨碍梁体上升,则凿断未断开的护栏和连续缝,顶 起整半幅板梁进行支座更换与维修。 1) 设置顶升承重基础。由于各桥台处的地质 条件较好,只需在靠近桥台横桥方向开挖一条长12 m、宽2 m、深1. 0 m 的矩形扩大基础,并浇筑钢筋 砼(采用C20) ,使之成为顶梁的临时承重基础。 2) 安装顶梁支架设施。在梁底设置横梁,横梁 分2 层,中间安放顶梁的千斤顶,贝雷片长3. 0 m、 宽1. 5 m ,刚度以标准型钢焊接组合来保证,用标准 配套联系栓连接,并以一部分联系杆件保证加固贝 雷片的组装刚度。横梁由2 根长11 m 的32 # 工字 钢焊接组成,工字钢本身不接触梁底部位,采用小钢 板块调节高度。为了保证顶起过程中不损伤梁底, 在梁底和工字钢接触处用厚约1. 5 cm 的木板垫实, 确保软接触密合。在基础和下横梁间由多组贝雷刚 架构成支撑架,操作方便、安全。 3) 主要设备。顶升设备为柳州产一泵带10 只 80 t 油顶组合式专用高压油泵和千斤顶组,油管长 度视现场情况而定,千斤顶组在使用前应标定。 4) 顶梁支架安装后开始安放千斤顶,在支撑架 上靠近梁端两头均匀布置千斤顶,千斤顶上下用钢 板垫平,使千斤顶全面接触受力,如空隙较大,可用 薄钢板垫平稳。合理布置油泵等设备,接上高压油 管,检查合格后进行顶升作业。设备应布置在有效 顶升梁体以外,以减少顶升力的格外负担,还应注意 各油管有效长度的均匀性。 5) 试顶。千斤顶安放完毕,待基础钢筋砼强度 满足要求后,开始试顶。试顶的目的是为了消除支 架本身的非弹性变形或沉降,在梁体还没有正式顶 起时即可停止。停放数小时、观察无任何变化后才 能开始整体顶升。 6) 顶升控制。试顶完成后,在专业人员的统一 指挥下,所有千斤顶慢慢整体顶起梁体,使其离开原 支座1～2 cm ,并随即在上下横梁间增设若干支撑, 以增加接触点和面积,提高顶升系统的稳定性,确保 桥梁整体安全。应严格按操作规程控制千斤顶,进 油和回油慢而稳,全部结束后千斤顶才能卸载。 7) 支座更换。① 在梁端头处布置百分表,检 查梁体升高位移情况,将梁横向顶升高差控制在1 mm 内。顶升前记录各标尺的初始读数,顶升到支 座可取出时记录最后读数。二次读数之差为梁体的 最终位移,该值一般在7 mm 以内。②顶升应由慢 到快进行,随时检查升高位移值的均匀性并进行调 整。为了保持梁体横向上的连续性,防止变形过大 而开裂,必须控制各顶升力在横向上的分配。③在 各梁梁端千斤顶旁设置临时支撑,该支撑随顶升升 高而加高。停止工作时,应将该支撑及时楔紧,以防 意外,确保结构物及施工安全。④当梁体顶升高度 达到设计值时,将需更换的支座处千斤顶的闸门关 紧,保持该千斤顶的顶升力度,立即更换损坏的支 座。更换支座只能单个进行,不得同时进行。⑤采 用专用工具将损坏的支座取出(取出前在原有支座 位置作标记) ,将新支座安放在原位置上,并检查位 置、高度是否合适,接触是否良好。新支座应与原支 座位置一致,但高度应略高于原支座。 8) 卸载落梁。卸载前,去掉临时支撑,油泵缓 慢回油,控制落梁速度。卸载完毕,拆除临时支撑, 整孔梁体在施工过程中几乎不动,对桥面系结构基 本没有影响,支座更换前后支撑反力变化也不大,但 梁体的支撑受力情况已得到大大改善。

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