空心板縱向糾偏技術工程中的應用

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一、工程概況

(一)橋梁概況

溫溪大橋建成于2004年，位于青田縣境內(nèi)S333省道K30+977處，橋梁全長687.0m，橋梁右偏角90°。本橋所在S333為山區(qū)二級公路，雙向兩車道。

全橋共23跨，上部結構為：11×20m(空心板)+1×36m(鋼箱梁)+3×20m(空心板)+7×50m(T梁)+1×10m(喇叭板)。其中第1～11、13～15跨為20m簡支預應力砼空心板。標準空心板寬1m，邊板懸挑0.5m，每跨共計12片梁板。支座采用GJZF4、GJZ200×250×42mm兩種板式橡膠支座。

(二)橋梁現(xiàn)狀

梁板滑移、頂死：根據(jù)本橋竣工圖，除了23#橋臺處采用簡易伸縮縫，其余均采用80型伸縮縫，梁端間距寬4cm左右。第1～11跨空心板梁縱坡為3%，存在較多梁板縱向滑移，部分頂死；11#墩鋼箱與空心板伸縮縫處存在擠壓。

表1-1 伸縮縫現(xiàn)狀寬度表

二、病害原因分析

(一)預應力砼空心板滑移(20m板)

①橋梁縱坡影響(1～11跨為3%縱坡)。本橋橫坡、縱坡靠空心板梁端三角墊層調(diào)整，而橋梁中心線處中板梁端未設三角墊層(根據(jù)原橋竣工圖描述)，加上已設置的梁端三角墊層局部也可能存在不平整狀態(tài)，因而導致上部恒載在水平分力作用下產(chǎn)生下滑力。在汽車荷載水平分力作用下加上制動力產(chǎn)生下滑力(最不利下滑力約213KN)。

②局部支座安裝不平整。支座在施工就位時的不平整將導致支座局部或全部脫空，對橋梁整體受力產(chǎn)生較大的影響，減弱縱橋向抗滑能力。

③支座選用不當，抗滑最小承壓力RGK偏小。根據(jù)計算本橋上部最大恒載(按邊板算)分到一個支座的支反力為102KN

④梁體施工就位偏差及支座本身質(zhì)量缺陷。

三、空心板糾偏設計

(一)空心板縱向糾偏

1.糾偏目標及原則

①本橋糾偏目標：橋梁梁位恢復到原設計圖時工作狀態(tài)，防止梁體滑移且能在溫度作用下自由伸縮。②糾偏量：從小樁號至大樁號方向，第一跨順推4cm；第二跨順推7cm;第三跨順推9cm；第四跨順推4cm。(以上數(shù)據(jù)根據(jù)施工時溫度適當調(diào)整)。③在橋梁上部結構頂升、降落以及縱橋向糾偏的過程中嚴格采用計算機控制多點同步頂升的方式進行(以位移為第一監(jiān)控要素)，保證即使在橋梁上部結構各支點反力不同的狀態(tài)下，仍然能夠確保整個梁體同步位移，且在頂升過程中不會出現(xiàn)新的病害和結構安全隱患。④所有的施工程序及方案措施必須建立在橋梁結構計算和內(nèi)力分析的基礎上，以保證結構安全和施工過程順利，避免盲目施工。⑤施工實施過程中所有操作均應在可靠監(jiān)控手段保證的基礎上進行。

2.糾偏計算

(1)縱橋向糾偏工況：上部荷載采用偏大一級的公路-Ⅰ級，2004規(guī)范控制。最不利邊板橫向分布系數(shù)取0.277。沖擊系數(shù)0.265。①工況一：交通封閉，僅恒載作用；②工況二：交通不封閉，汽車荷載均衡布置(梁端反力相同)；③工況三：交通不封閉，汽車荷載作用下一端支點反力最大布置；④工況四：交通不封閉，汽車荷載作用下一端支點反力最小布置；⑤工況五：交通不封閉，汽車荷載作用下梁端支點反力差距最大布置；⑥工況六：交通不封閉，汽車僅均布荷載作用下梁端支點反力差距最大布置。

(2)結論匯總：

表3-1 同步頂升計算結果匯總表 單位KN

(4)千斤頂選用：

表3-2 豎向千斤頂選型表

表3-3 水平千斤頂選型表(一跨梁板)

注：在結構內(nèi)力計算安全前提下，千斤頂型號及鋼牛腿尺寸根據(jù)實際施工情況可適當調(diào)整。

(5)限位裝置：限位裝置：螺旋壓縮彈簧

選取彈簧型號：YA 16×100×120 GB/T 2089型螺旋壓縮彈簧。安裝彈簧預壓縮量為22mm，安裝長度為98mm，預壓縮力約5.7KN。彈簧與鋼座可在工廠制作、組裝，之后將其錨固在蓋梁側面。

螺旋壓縮彈簧可主動卸載抵消部分下滑力，具有吸能、緩沖特點；安裝方便，受力明確；可隨梁體因溫度變化而自由伸縮；制作要求簡單。

(6)支座更換：①糾偏時視取下支座的病害情況進行利用或更換。支座更換以橫向一排為整體的原則，在一排中出現(xiàn)有破損、老化或剪切塑性變形等病害的支座將整排全部更換成新支座，具體數(shù)量按實際情況計量。新?lián)Q支座與原支座同規(guī)格：a伸縮縫處采用GJZF4200×250×44mm。b橋梁連續(xù)處采用GJZ200×250×42mm。②支座安放時應平置，必須保證支座與上、下結構緊密接觸，不得出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。支座更換前，應對蓋梁頂有病害部位采用聚合物砂漿修復并整平，更換偏位、變形的鋼板。更換的鋼板采用環(huán)氧樹脂膠與結構粘貼。

四、空心板糾偏施工工序

(一)梁板縱向糾偏

本橋梁體糾偏按照一聯(lián)為一個整體進行。頂升(或降落)過程中，橋梁結構同步誤差以及累計頂升同步誤差應控制在0.5mm內(nèi)。糾偏步驟如下：(1)施工準備：糾偏前應對梁板的實際滑移尺寸進行測量、放樣并標記。(2)鋼制牛腿及千斤頂?shù)陌惭b。在蓋梁兩側植入M24(10.9級)高強螺栓，安裝豎向鋼制牛腿與50t千斤頂，鋼制牛腿與千斤頂之間墊一層3～4mm橡膠塊，以防止千斤頂滑動，牛腿頂距梁底距離視千斤頂高度而定，千斤頂本體高與梁底距離控制在10～15mm為宜。(3)同步頂升：試頂。將各千斤頂同步頂高3mm，持續(xù)30分鐘，以觀測梁體各部受力狀況及是否有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)。(4)同步頂升：正式頂升。千斤頂應按設計的行程同步頂升，起梁(或回落)速度應控制在1mm/min之內(nèi)，應對梁體起頂高度和千斤頂?shù)钠痦斄嵭须p控。每一次同步頂升完成后應保持30min，橋梁結構和施力系統(tǒng)穩(wěn)定后再進行下一次頂升。梁體整體同步頂升4～6mm后，取出原有板式支座。(5)設置滑道，將梁落在滑道上。(6)安裝水平牛腿、反力架及布置水平千斤頂。(7)縱向糾偏。水平千斤頂應按設計的行程同步起頂，應嚴格監(jiān)控梁板端頭距橋墩中心線的距離，通過梁兩端水平千斤頂調(diào)試最終使梁板位置達到設計要求。糾偏完成后撤出水平千斤頂。(8)豎向頂升、更換支座并拆除臨時水平牛腿、反力架。(9)安裝縱向彈簧。選取彈簧型號：YA 16×100×120 GB/T 2089型螺旋壓縮彈簧。(10)橋梁糾偏施工時橋上車輛可照常通行，但要求行車速度控制在40Km/h以下。對存在高差的梁端伸縮縫處采用墊楔形木條及麻草袋進行過渡。