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摘要: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。桥梁支座破坏是一种常见的桥梁病害,随着我国旧桥检测和加固改造步伐的不断加快,桥梁支座更换日益显得重要。本文先着重探讨了桥梁支座更换施工及控制技术,接着简析了支座更换施工的注意事项。
关键词:桥梁支座;更换施工;控制技术
1导言
随着我国公路交通基础设施建设的大力发展,桥梁总数大增,因施工质量和超期、超载使用及养护不力等原因,桥梁支座的有效使用寿命在逐渐缩短。当前大量桥梁支座存在较严重的病害,需要进行处置,否则会影响桥梁本身的结构安全。在一些主梁工作工况很好的情况下,如何很好地更换支座,确保桥梁的正常营运,是我们值得研究的课题。
2桥梁支座更换施工及控制技术
正是由于支座会存在上述的几个可能发生的问题,就桥梁的质量没有办法来保证,因此人们在这种桥梁上驾驶车辆就会存在一定的安全隐患,威胁人们的生命健康和财产安全,所以为了避免或者是减少这样的事情发生,需要对支座施工采取比较恰当的更换技术。下文以以某桥梁为例进行简要分析。
该桥梁主线桥分为南、北两幅,共37跨,跨径分布为8×25m+8×30m+20×25m。设计荷载为汽超-20,挂-120。2005年7月21日东西向主桥北幅桥桥下临建发生火灾,受火灾影响较为严重的区域为该桥东西向主桥北幅桥第4~7跨。其中第4跨和第5跨分别为单箱三室预应力混凝土连续箱梁的边跨和次边跨,第6跨和第7跨为预应力混凝土简支I形梁,各跨设计跨径为25m。在进行桥梁检测时发现第4~5跨支座不同程度损坏,为保证桥梁正常运营,决定更换这几跨的橡胶支座。
2.1支座更换施工
起顶力的计算:为了准确控制起顶升力,保证梁体在安全受力的状况下起顶,起顶前计算墩柱受力值和模拟起梁时的各种受力装态。边跨根部截面的在起梁过程中应力变化不超过0.3MPa。
更换支座型号:1000×700×123F、600×300×57F、400×250×57F。
起梁支点设置在由万能杆件、I字钢等组成的架子上。
调平及制作调平钢板楔块。
搭设施工平台:起梁工作是一项高空操作,工人要在高空拉提重物、安装支座、位移观测和裂缝观测,因此搭建高空操作平台是一项必不可少的工作。施工平台的要求:第一,施工平台有足够的承载力和水平推力;第二,平台与肋梁底保持1.6~1.7m的空间,充分保证操作人员的易操作性;第三,施工平台采用门架进行搭建,为达到足够的承载力和稳定性,搭设双排架,并联成整体,与立柱相联系;第四,在平台顶用木板铺设,要求铺设的范围要宽,用铁丝将木板和门架绑在一起;第五,平台周围安装安全护拦。
安装千斤顶:本次起梁更换橡胶支座采用扁形千斤顶。为了保证顶起过程中不致损伤梁底,在梁底钢板垫块与梁底接触处用辅助橡胶支座,确保软接触密合。为了保证各个墩柱的顶的用力的均衡和位移的一致,采用一台油泵控制6个千斤顶,达到千斤顶的同步。
支座的更换:首先,起梁前先将墩柱受压力值的50%顶梁力进行预顶,对各个环节进行检查;其次,顶梁时,起初所有千斤顶将梁体顶到将要离开墩柱(原支座)但未离开的临界状态,持荷,再顶梁时最多顶至15mm高;第三,此时取出旧支座;第四,重新顶梁安装新支座;第五,支座安放好后即可进行卸载,卸载时卸载的顺序与加载的顺序相反,使肋梁与支座紧密结合,拆除千斤顶;最后,起梁落梁均要求均匀缓慢,协调一致。
2.2控制技术
由于本桥为连续梁结构,故起梁时必将会引起桥梁结构应力的变化,因此在起梁时必须采取严格的控制措施:第一,严格控制起梁速度;第二,起梁时应对梁顶起时的位移和千斤顶的起顶力进行双控,保证起梁能达到设计位置;第三,为保证达到要求和施工质量,按要求配置人员和设备;第四,起梁时,用支座作临时辅助支撑,安装完支座后落梁前将其拆除;第五,在墩顶设置位移观测系统,即安装百分表,以便更方便、更快捷、更直观地控制起梁的高度和速度,严格控制每次顶升量和总顶升量;第六,起梁前先计算出各墩柱的受压力值作为参考;第七,在加载时,分级进行,当ΔT达到0、ΔT/2、ΔT(ΔT=T1-T2)时进行持荷,以使各千斤顶之间的力均衡增加,达到同步顶升,同时加强对梁体的观测,注意:持荷时间应尽可能缩短;第八,对边跨根部进行应力和裂缝监控,起梁时,如果裂缝发育扩大有异常,即超过了规范和设计允许值,则必须停止起梁,查找原因,找到解决办法后,再进行起梁安置支座。
3支座更换施工注意事项
建造桥梁这样的工程现场是比较复杂的,所以在具体的注意事项上需要格外的关注,否则的话不仅会在一定程度上影响施工的进度。第一,对不同形式的桥梁应采用不同的顶升方式。对于由4梁或工字梁组成的截面形式,一般可在梁体下安放垫板直接用千斤顶顶升的方法进行;但顶升空心板、箱梁时,则必须注意顶升部位,避免直接顶升梁体底部,而宜选在两肋及箱梁腹板部位,防止对梁体的损坏;第二,由于边梁本身自重及桥面附属设施的影响,与中梁在顶升力上差异较大,在顶升时一定要压力与行程双控制,并以行程为最终控制。避免由于起顶不均匀而造成桥面的剪切破坏;第三,严格控制梁体的顶升高度,避免顶升高度过高造成桥面及附属设施的损坏。
4结语
随着经济的发展,我国桥梁建设逐渐增多,而随之而来产生的问题也愈加增多。桥梁支座的主要功能是将上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时完成梁体结构所需的变形。当桥梁的支座使用很多年以后会出现老化、钢材腐朽失效等常见问题,因此,为了维持桥梁的安全使用,必须对桥梁支座进行整体更换。上文就桥梁支座更换施工及控制技术进行了简要分析。
参考文献:
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[4]刘伟.谈桥梁支座更换施工技术.山西建筑.2014.