小位移頂升梁體更換支座的施工方法

于 心 然

(江蘇寧宿徐高速公路有限公司，江蘇 宿遷 223800)

小位移頂升梁體更換支座的施工方法

于 心 然

(江蘇寧宿徐高速公路有限公司，江蘇 宿遷 223800)

以高作橋支座更換為依托，為滿足支座取出和放入的空間要求，對梁體小位移(不大于2 mm)向上頂升，并對支座上、下墊石進行了修補和調(diào)平處理，確保支座上、下面水平，闡明了不中斷交通的情況下支座更換的施工工藝和注意事項。

橋梁加固，支座更換，同步頂升，位移

1 高作橋概況

高作橋為江蘇寧宿徐高速公路主線小橋，位于半徑R=5 500 m的圓曲線上，分為左、右兩個半幅修建?？鐝?×8 m。上部結(jié)構(gòu)左右幅共計20片鋼筋混凝土空心板梁，結(jié)構(gòu)簡支。下部結(jié)構(gòu)采用圓形樁柱式橋臺。橋面為瀝青混凝土鋪裝層，設(shè)置暗埋式伸縮縫。橋梁橫斷面一般構(gòu)造如圖1所示，立面圖如圖2所示。

該橋板式橡膠支座普遍存在支座脫空、下墊鋼板銹蝕、橡膠開裂等病害。在大噸位、重交通荷載作用下，現(xiàn)有板式橡膠支座病害持續(xù)發(fā)展將直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)受力安全，因此需要在不造成橋梁結(jié)構(gòu)損傷的情況下及時對病害支座進行更換，恢復(fù)其原有功能，確保橋梁運營安全。支座縱斷面如圖3所示。

2 病害成因分析

1)支座局部承壓、脫空：主要是由于施工安裝調(diào)平精度不足或使用過程中支座受力不均所導(dǎo)致；2)橡膠開裂：橡膠老化、疲勞等原因所致；3)支座下墊鋼板銹蝕：施工時對支座墊石調(diào)平或者支座墊石標(biāo)高不足時采用了下墊鋼的方法進行標(biāo)高調(diào)整。由于橋臺滲漏水情況的存在，導(dǎo)致支座下墊鋼板銹蝕且十分嚴(yán)重；4)梁底預(yù)埋鋼板銹蝕：未做防腐處理，在雨、雪水侵蝕下出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

3 主要維修內(nèi)容

梁端垃圾清理、梁底預(yù)埋鋼板除銹、梁底楔形塊、支座墊石改造、支座更換。

4 施工前的準(zhǔn)備工作

4.1 設(shè)備

主要設(shè)備有：PLC計算機同步頂升系統(tǒng)(含液壓系統(tǒng)、千斤頂、位移計、稱重設(shè)備、計算機等)、臨時支撐、水平尺等。

4.2 解除多余約束

及時解除影響梁體自由移動的多余約束，對梁端、支座周圍混凝土、石子等垃圾進行清理等。

4.3 設(shè)備安裝

在擬安放千斤頂?shù)臉蚺_臺帽上用結(jié)構(gòu)膠進行調(diào)平，確保千斤頂?shù)撞堪卜潘?。同時在板梁底部用結(jié)構(gòu)膠粘貼一塊20 mm厚鋼板，作為千斤頂頂升的位置，鋼板一定要水平。同時在板梁底部安放位移傳感器，安裝并調(diào)試PLC同步頂升系統(tǒng)。

5 施工工藝

支座更換的主要實施階段為：頂升階段→持荷階段→落梁階段。

5.1 頂升階段

1)頂升設(shè)計位移與理論支反力。因該橋橋面設(shè)置了暗埋式伸縮縫，橋面無縫，橋面鋪裝連續(xù)，因此如果梁體頂升位移過大會損壞現(xiàn)有暗埋式伸縮縫，所以本次同步頂升位移不超過1.5 mm。如若出現(xiàn)某些支座無法取出的情況，則可將支座墊石鑿除，待取出支座后重新制作安裝支座墊石。

各支座支點理論支反力的具體結(jié)果匯總于表1[1]。

需要注意的是：

a.配置千斤頂噸位時需考慮一定的富余量，應(yīng)不小于表1中各支點標(biāo)準(zhǔn)值組合(恒載+活載)理論支反力的1.5倍；b.千斤頂?shù)牟贾脩?yīng)盡量確保梁體在同步頂升過程中的平衡；c.事先準(zhǔn)備一定數(shù)量性能完好的千斤頂以做備用。

表1 高作橋梁端理論支反力 kN

2)實際頂升位移與頂升力。右幅0號臺PLC計算機同步頂升控制界面如圖4所示。

從圖4可以看出，右幅0號臺PLC計算機同步頂升系統(tǒng)設(shè)置向上同步頂升的上限位移是1.5 mm，各支點位移誤差為0.0 mm(滿足相鄰支點位移誤差不大于0.5 mm的設(shè)計要求)，頂升速度為1 mm/min，每片梁梁端頂升力最大值為43 t，最小值為24 t，右幅0號臺總的頂升力為331 t。

5.2 持荷階段

梁體頂升到位后，安放臨時支撐，使臨時支撐和千斤頂同時支撐梁體，確保安全。持荷階段的主要工作為取出舊支座、支座墊石維修、鋼板除銹、梁底楔形塊維修、安放新支座等。大部分工作要在這個階段完成。

1)支座墊石維修方案。該橋原支座上、下都塞墊了鋼板，鋼板銹蝕、墊石破損嚴(yán)重，因此采用拆除舊鋼板并鑿除舊墊石，采用結(jié)構(gòu)膠重新澆筑墊石，墊石表面應(yīng)該水平。須注意的是，支座墊石高度應(yīng)結(jié)合梁底凈空、梁底楔形塊厚度、支座本體高度以及支座壓縮量等因素確定。

H=H0-h+Δh-Δh1。

其中，H為新支座墊石標(biāo)高；H0為梁底現(xiàn)有標(biāo)高；h為支座厚度；Δh為支座壓縮量；Δh1為梁底調(diào)平厚度。

2)梁底調(diào)平處理。先進行梁底原預(yù)埋鋼板除銹，再進行梁底調(diào)平即楔形塊施工。如果支座頂面與梁底凈空較大可專做楔形塊，確保楔形塊底面水平，否則可通過擠膠方式進行調(diào)平。

3)支座安裝。新支座均采用GYZ d150 mm×28 mm普通圓形板式橡膠支座。支座墊石維修完畢且平整度、強度等指標(biāo)滿足要求后，在各支座墊石上放置相應(yīng)類型的新支座。要求支座更換完畢梁底標(biāo)高與頂升前標(biāo)高一致；新支座安裝時，盡量按照原有位置安放。若原有支座出現(xiàn)明顯偏位，應(yīng)在梁體同步頂升到位后根據(jù)梁底預(yù)埋鋼板位置重新確定新支座的安裝位置；在同一橋臺上的同一排支座橫橋向成一條線，且到臺帽中心線的垂直距離一致；新支座安放后要求其上下表面水平，確保支座上、下表面與梁底及臺帽密貼，以保證支座全截面受力。

4)同步落梁。為減小誤差，本次僅一次性落梁。即落梁前，同一斷面支座新墊石和梁底楔形塊均澆筑完成，均達到設(shè)計強度后，安放支座上鋼板。上鋼板和支座要同步安放，具體步驟為：取一塊上鋼板，同時在上鋼板上表面和楔形塊下表面涂抹結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠的量要足夠多，將上鋼板粘貼在楔形塊上，此時安放支座，將支座水平推到位，使結(jié)構(gòu)膠從鋼板四周溢出(溢出部分刮掉)，確保結(jié)構(gòu)膠填充密實，無空鼓。待結(jié)構(gòu)膠完全固化后進行一次性同步落梁。落梁時，各千斤頂同步回油，嚴(yán)格控制同一橋臺上的各支點同步落梁，由計算機控制同步下降液壓系統(tǒng)完成。同樣實行頂升力、位移雙控的原則，保證梁體回落到頂升前的標(biāo)高處。右幅0號臺PLC計算機同步落梁控制界面，如圖5所示。

從圖5可以看出，右幅0號臺PLC計算機同步頂升系統(tǒng)設(shè)置同步落梁的下限位移是-1.0 mm，各支點位移誤差為0.0 mm，下降速度為1 mm/min，此時每片梁梁端支撐力最大值為14 t，最小值為3 t，右幅0號臺總的支撐力為91 t。

繼續(xù)向下直至落梁完成。

6 結(jié)語

支座更換的主要實施階段為：頂升階段→持荷階段→落梁階段。其中頂升和落梁階段是安全控制的關(guān)鍵階段，持荷階段是主要的施工階段，大部分的施工內(nèi)容在持荷階段完成。對于跨徑不大的中小橋，在不中斷橋面交通的情況下，通過單個墩(臺)梁體小位移(不大于2 mm)向上同步頂升的方式進行支座更換是可行的，具有操作性。

[1] 劉其偉，許崇法，王 鍵，等.寧宿徐高速公路高作橋病害檢測及同步頂升更換支座實施方案[D].南京:東南大學(xué)交通學(xué)院,2014.

Bearing replacement methods of small-displacement lifting beam

Yu Xinran

(JiangsuNing-Su-XuHighwayCo.,Ltd,Suqian223800,China)

Taking viaduct bridge bearing replacement as the background, in order to meet bearing taken into and out space demands, the paper makes small-displacement beam lifting (within 2 mm), repairs and levels the cushion stones up and down the bearing for guarantee bearing top and bottom horizontal, and illustrates bearing replacement construction technologies and matters without interrupting the traffic, with a view to provide some guidance.

bridge reinforcement, bearing replacement, synchronous lifting, displacement

2015-01-21

于心然(1970- )，男，碩士，高級工程師

1009-6825(2015)10-0101-02

U443.36

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