預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋支座更換施工技術(shù)

龍鈞霆 楊遠(yuǎn)飛 王新定

(1.江蘇華寧工程咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南京 210018； 2.東南大學(xué)交通學(xué)院，江蘇 南京 210096)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋支座更換施工技術(shù)

龍鈞霆1楊遠(yuǎn)飛1王新定2

(1.江蘇華寧工程咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南京 210018； 2.東南大學(xué)交通學(xué)院，江蘇 南京 210096)

以某高架橋支座更換工程為例，在闡述該橋支座病害的基礎(chǔ)上，對(duì)該橋的支座更換施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)該橋進(jìn)行了施工監(jiān)控量測，成橋和施工監(jiān)測結(jié)果表明頂升法更換有害支座是可行的。

支座更換，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，施工工藝，監(jiān)測

1 工程概況

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁高架橋建于2006年，全橋主線共109孔，為分離式雙幅橋，共39聯(lián)，橋梁總長3 108.3 m。該橋第1，2聯(lián)拆除，其余聯(lián)老橋利用，為及時(shí)消除結(jié)構(gòu)安全隱患，提高支座的承載能力和耐久性，延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，對(duì)該橋支座進(jìn)行更換。

主線橋上部結(jié)構(gòu)平面位于直線段和圓曲線上，根據(jù)總體設(shè)計(jì)的要求，分為上、下行兩幅橋組成，標(biāo)準(zhǔn)單幅橋梁寬度為13 m。預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁聯(lián)的支座采用盆式橡膠支座，其余現(xiàn)澆箱梁聯(lián)的支座均采用板式橡膠支座，組合箱梁聯(lián)的支座采用球冠橡膠支座，全橋板式支座715個(gè)，球冠支座212個(gè)，盆式支座16個(gè)，全橋支座共計(jì)943個(gè)。

2 支座病害情況

該橋支座存在的主要病害情況為共有40個(gè)板式橡膠支座有明顯破損、開裂，其中部分支座鼓脹明顯，已影響支座正常使用功能，評(píng)定標(biāo)度為4；多數(shù)板式橡膠支座處于標(biāo)度1～3中，支座有輕度功能性損害；標(biāo)度為3的板式支座所占全聯(lián)支座達(dá)80%以上的橋梁共有4聯(lián)；球冠支座有1個(gè)完全脫空，標(biāo)度為4，影響橋梁正常使用，有1個(gè)支座有輕微斜向裂縫，標(biāo)度為2，其余球冠支座狀態(tài)較好；有1個(gè)過渡墩盆式支座上鋼板偏離較大，標(biāo)度為3，有1個(gè)支座鋼盆內(nèi)橡膠擠出，出現(xiàn)輕度功能性病害，部分支座鋼板有銹蝕。

3 支座更換施工特點(diǎn)

該橋箱梁支座更換施工采用頂升工藝。該橋頂升系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度較大，需頂升的箱梁最大長度達(dá)90 m，共三孔，每個(gè)橋墩處需對(duì)稱墩原支座兩側(cè)布置至少6個(gè)千斤頂，全聯(lián)達(dá)48個(gè)，因此各千斤頂并聯(lián)后的同步控制系統(tǒng)較復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度較大，需選擇專門的頂升設(shè)備進(jìn)行施工。臨時(shí)支撐系統(tǒng)布置難度較大，需頂升的箱梁為縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系，受力復(fù)雜，臨時(shí)支撐點(diǎn)必須位于原箱梁的永久支撐點(diǎn)附近，同時(shí)支撐點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在墩頂，故可利用的臨時(shí)支點(diǎn)位置較少，扣除墩頂升布置頂升千斤頂位置后，難以利用其作為臨時(shí)支撐系統(tǒng)的基礎(chǔ)，需采用自鎖式超薄液壓千斤頂(頂升與臨時(shí)支撐為一體)。頂升系統(tǒng)的同步性及臨時(shí)支撐的不均勻沉降，考慮箱梁為縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系，受力復(fù)雜，如何控制頂升過程中或落梁后的液壓同步控制系統(tǒng)同步性及臨時(shí)支撐的不均勻沉降不超出結(jié)構(gòu)受力要求，是頂升成敗的關(guān)鍵性要求。

4 支座更換頂升施工

支座更換施工可分為施工準(zhǔn)備、箱梁頂升、支座更換以及落梁等。

4.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括對(duì)橋墩檢查、支座墊石鑿除和表面處理、箱梁頂升、更換支座以及施工監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)等?，F(xiàn)場檢查主要包括墩柱檢查、箱梁檢查、伸縮縫檢查。同時(shí)在箱梁頂升、支座更換過程中也隨時(shí)進(jìn)行跟蹤檢查。

墩柱檢查主要是檢查墩身是否有裂縫、破損等缺陷，在施工過程中以及施工完成后都要檢查，以免既有病害對(duì)支座更換施工造成不利影響。另外要檢查支座更換施工是否有新的損傷產(chǎn)生。對(duì)支座墊石中心線位置進(jìn)行放樣，標(biāo)定支座區(qū)域內(nèi)支座墊石頂面距楔塊底面的實(shí)際凈高，作為落梁前凈高的控制依據(jù)。測試前應(yīng)在支座周邊設(shè)置4個(gè)固定觀測點(diǎn)，并在整個(gè)施工過程中加以保護(hù)。

箱梁檢查主要是檢查箱梁腹板、底板、頂板是否存在裂縫病害，對(duì)既有病害應(yīng)詳細(xì)記錄、標(biāo)記，必要時(shí)在支座更換過程中對(duì)裂縫寬度變化進(jìn)行監(jiān)測，以確保結(jié)構(gòu)受力安全。

伸縮縫檢查主要是頂升前必須保證頂升聯(lián)梁端伸縮縫內(nèi)的清潔，防止頂升過程中伸縮縫橡膠條的破損。

4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的頂升

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在頂升過程中，采用頂升力和頂升位移進(jìn)行雙控的原則。當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁支座更換的頂升力接近設(shè)計(jì)噸位時(shí)，應(yīng)放緩頂升速度，并記錄各頂升點(diǎn)的實(shí)際頂升力和位移量。反復(fù)調(diào)整各千斤頂?shù)挠蛪?，使各點(diǎn)的壓力與上部結(jié)構(gòu)基本平衡以及位移同步。然后保持每個(gè)千斤頂?shù)捻斏Σ蛔?，分?jí)將橋梁抬升至滿足支座更換施工所需的空間高度，利用千斤頂螺母機(jī)械鎖定千斤頂，以免出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁頂升施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制同一聯(lián)中各橋墩之間的頂升高差，在橫橋向也應(yīng)同步頂升。在同一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的各橋墩的支座頂升位移差不大于1 mm，同一橋墩橫橋向的支座頂升位移差不大于0.3 mm。為確保預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在支座更換施工期間的安全，在支座拆除、墩頂墊石鑿除、新墊石澆筑等施工時(shí)間，應(yīng)鎖定千斤頂?shù)捻斏Γ_保支座更換施工過程中頂升力的穩(wěn)定和預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的受力安全。

4.3 更換支座

更換支座施工階段主要包括取出原支座、墊石的鑿除、取出支座內(nèi)橡膠和墊塊，將支座鋼盆和墊石預(yù)埋鋼板焊接固定、確定新澆下墊石厚度、組裝好支座各部件并安裝在相應(yīng)位置、支座上鋼板和楔塊預(yù)埋鋼板焊接、支座下鋼板和墊石豎向鋼筋焊接固定、重新澆筑支座混凝土墊石。

4.4 落梁施工

在落梁前，先解除支座臨時(shí)鎖定裝置，千斤頂加油至可以卸除千斤頂機(jī)械鎖定螺母，然后同步進(jìn)行千斤頂回油。在落梁施工過程中，嚴(yán)格控制同一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁各橋墩和同一橋墩橫橋向的同步回落。另外，落梁前需對(duì)同一橋墩各支座墊石頂面至楔塊底面的凈距進(jìn)行量測，以使各支座處凈距相同，確保落梁后同一橋墩各支座受力均勻。凈距測量點(diǎn)位采用施工準(zhǔn)備階段所設(shè)的永久點(diǎn)。落梁后對(duì)支座混凝土墊石采用高強(qiáng)早強(qiáng)無收縮自密實(shí)砂漿修補(bǔ)完整，并對(duì)所有外露的鋼板進(jìn)行防銹處理。

5 支座更換施工監(jiān)控

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的頂升和回落施工過程中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁可能產(chǎn)生附加內(nèi)力，因而要對(duì)梁體的關(guān)鍵截面的應(yīng)力、位移等進(jìn)行施工監(jiān)控，并對(duì)可能產(chǎn)生的裂縫情況進(jìn)行觀測。

5.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁位移監(jiān)控

在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的底板兩側(cè)設(shè)置百分表，通過百分表的讀數(shù)控制頂升量并控制梁體的轉(zhuǎn)動(dòng)。在頂升施工過程中，要確保同一橋墩頂百分表的讀數(shù)變化一致；同時(shí)為防止施工過程中碰到百分表導(dǎo)致讀數(shù)有誤，分別在墩頂四角位置設(shè)置固定觀測點(diǎn)，采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，并和百分比讀數(shù)相互校核，并為新澆筑墊石厚度計(jì)算提供數(shù)據(jù)。具體測點(diǎn)布置詳見圖1和圖2。

5.2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁應(yīng)力監(jiān)控

在支座更換施工過程中，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的支點(diǎn)截面、跨中截面等關(guān)鍵截面進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控，在施工過程中，如實(shí)測應(yīng)力值與理論計(jì)算應(yīng)力值出現(xiàn)較大差異，則應(yīng)立即停止施工，查找原因并及時(shí)進(jìn)行施工調(diào)整。應(yīng)力監(jiān)測采用振弦式傳感器和配套的讀數(shù)儀進(jìn)行測試，具體測試截面和測點(diǎn)布置詳見圖3和圖4。

5.3 裂縫觀測

裂縫觀測主要是對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁主要受力截面的既有裂縫和可能出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行觀測。在支座更換施工前，對(duì)梁體既有裂縫進(jìn)行長度、寬度的測量，并作好記錄。在頂升過程中，對(duì)既有裂縫觀測其寬度及長度的變化情況，同時(shí)檢查有無新增裂縫，做好裂縫性狀的記錄與分析。

6 結(jié)語

橋梁支座存在的病害會(huì)直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用，需要及時(shí)對(duì)病害支座進(jìn)行更換。該橋梁支座更換施工成功經(jīng)驗(yàn)表明用頂升法更換有病害支座的方法是可行的，也可供同類型其他橋梁支座更換施工參考。

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On bearing replacement construction technique of prestressed concrete continuous box girder

LONG Jun-ting1YANG Yuan-fei1WANG Xin-ding2

(1.JiangsuHuaningEngineeringConsultancyandSupervisionCo.,Ltd,Nanjing210018,China;2.JiaotongCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

Taking the bearing replacement project of some viaduct as the example, the paper mainly introduces the key technique of the bearing replacement based on the illustration of the diseases on the bearing, undertakes the construction supervision and measurement, and proves by the bridge accomplishment and construction supervision result that the lift-up method is feasible.

bearing replacement, prestressed concrete continuous box girder, construction craft, supervision

1009-6825(2014)28-0185-03

2014-07-29

龍鈞霆(1969- )，男，工程師； 楊遠(yuǎn)飛(1981- )，男，工程師； 王新定(1966- )，男，博士，副教授

U448.213

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