空心板梁狭小空间支座更换方法探讨

空心板梁狭小空间支座更换方法探讨

孙雪成

江苏高速公路工程养护有限公司，江苏 淮安 223001

摘要：近年来，很多桥梁出现不同程度的支座老化、脱空、损坏等病害，桥梁同步顶升技术通过对局部梁体同步位移抬升，可使复杂的空心板梁狭小空间支座更换施工变得便捷、高效。伴随PLC控制液压系统不断更新与优化，桥梁同步顶升系统控制越来越先进，施工科学性与安全性显著提升，应用范围也越来越广，将成为桥梁加固维修改造工程的重要施工方法。

关键词：桥梁施工；同步顶升；空心板梁狭小空间支座更换

1引言

在桥梁养护工程中，同步顶升技术越来越多被应用于老旧空心板梁狭小空间支座更换、梁体高程调整等，伴随PLC控制液压系统的改进，施工精确性与安全性逐步提高，其发展前景广泛。本文以某桥梁加固工程中空心板梁狭小空间支座更换施工为例，对桥梁顶升施工技术的应用进行分析。

2施工工艺方法

设计人员要做好现场勘察，结合桥梁病害问题具体情况，制定科学的技术方案，明确同步顶升的施工步骤、顶升次序、顶力控制等，交由施工单位严格按照设计方案组织实施。PLC控制液压同步顶升是通过对液压千斤顶顶力和位移同步控制的顶升方法，由液压油缸精确按照桥梁的实际载重平稳地顶举桥跨结构，同时液压油缸根据位置分组，与相应的位移传感器组成闭合系统，从而控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为±0.5mm，可保证顶升过程的同步性，确保顶升时梁体结构安全。对部分组合空心板梁桥因施工时标高出现偏差，导致一些原支座无垫石或垫石嵌入盖梁内等情况。根据理论计算，当垫石厚度小于 3cm 时，无法按照现有支座更换工艺要求进行施工。需要凿除盖梁混凝土、凿除盖梁保护层，且浇筑垫石厚度多在 2～3cm，无法放置钢筋网片，素混凝土垫石很难满足受力要求。为了保证工程质量，施工时应使用专业工具保证支座平整度及支座位置准确，使支座能正常工作，且不破坏原有桥梁结构，，对组合空心板梁支座垫石厚度小于 3cm 的支座更换施工工艺及验收标准作如下修订∶通过现场测量计算∶当净空高度一楔块 （一般采用结构胶挤压，中心高度约 15mm ）一镀锌钢板厚度（5～10mm）-不锈钢板（如有，一般 2mm，与镀锌钢板点焊 ）一新支座高度的计算结果小于3cm时，垫石部位利用钢板加结构胶进行反压找平，反压钢板应用保鲜膜包裹，等结构胶固化后去除反压钢板和保鲜膜，固化后的结构胶作为垫石使用，无需凿除盖梁制作垫石。验收标准;检查确认支座垫石厚度，垫石水平，支座上下保持密贴，支座垂直度偏差值土10°，位置准确。

2.1准备工作

2.1.1现场调查

根据设计图纸，施工单位不仅要对现场施工区域的安全和交通情况调查，还要对需更换的支座、桥梁墩柱处的伸缩缝及其他附属结构物调查，特别是与桥跨结构横纵向联结的设施。调查过程中，应记录各类设施的规格、产权单位等信息，作为编制施工组织设计的依据。

2.1.2安装钢立柱支撑及施工平台

千斤顶支撑体系由无缝钢管柱组成，钢筋砼基础作为反力基础，通过顶升设备和支撑体系，实现桥梁的整体抬升。基础开挖完成后，采用C40快硬早强砼浇筑，在基础浇筑强度达到要求后，进行无缝钢管支撑组拼。现场使用小型钩机进行吊装，钢立柱通过地脚锚栓紧固，紧固时采用对角紧固，保证立柱顶端平台水平。在墩柱四周搭设临时支架，在临时支架上部围绕盖梁搭设施工平台。施工平台由钢管支架、木垫板和防护网等组成，施工平台与钢立柱不能连接。临近现况道路的临时支架要安装夜间施工警示灯，做好交通安全导行。

2.1.3解除附属设施连接

根据现场调查情况，将伸缩缝处桥上的附属设施栏杆、防撞方钢、防撞墩、人行道板、伸缩缝等先断开，落梁后再将相关连接及构件恢复原状。

2.1.4施工辅材

在同步顶升后安装临时支座时，需要准备不同厚度规格的钢垫板，如10mm,5mm,2mm和1mm等。每个施工平台均需配备钢钎、铁锤等工具。

2.1.5同步顶升系统安装及调试

同步顶升系统由2台同步泵站（含控制台）、22台机械锁止油缸、16个位移/压力传感器和管路接头、电缆等附件组成。根据设计要求，每个油缸升力300T，均配有机械锁止装置，可防止系统和管路等原因产生失压，保证梁体荷载的有效支撑。千斤顶安装在支撑钢柱上，保证其垂直顶升。在千斤顶安装时，其上、下两面都垫上10mm厚钢垫板，其中上部钢板上还需要安装橡胶垫片与梁体密贴，以此增大受力面积，确保梁体结构承载压力的安全。主控台设在桥梁跨中区域，尽量使液压油管连接距离相等，便于设备控制和监控信息收集。千斤顶、传感器、泵站等系统组装完成后要进行空载调试，保证油缸、管路和液压阀门工作正常，传感器信号状态传输准确。同步顶升系统采用触摸屏主控操作方式，用于顶升油缸的动作控制、参数设置、数据采集与显示、报警与故障信息显示等。压力和位移是顶升控制中主要的控制参数，纵向相邻两油缸并联为一组，每组油缸进行位移和压力监控。根据液压控制系统的性能，为便于顶升精度的控制，每个顶升断面两侧各布置一个位移传感器,以便更好监测顶升姿态。

2.2预顶升

为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态，在正式顶升前进行预顶升，所有油缸顶升高度为2mm。预顶升2次，测试设备准备情况，复核顶力与主梁位移关系，并持续监测24h，观察梁体与支撑是否密合。待所有准备工作就序，可开始预顶升。预顶升可消除立柱支撑、基础的非弹性变形，保证位移监控基准点的稳定性。施工平台上工作人员观察油缸及梁体，检查确认油缸、连接件等液压系统工作是否正常，支座及梁体结构位置是否正常。为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载，确认各顶升点反力。

2.3支座安装

顶升结束后采用临时支座支撑，检查桥台处破损支座是否可取出更换，如可以，则将支座下部破损垫石等清除干净，下卧环氧砂浆垫层找平，待砂浆强度达到设计要求后安装新支座。空心板梁狭小空间支座更换前，要对各主梁支座的底梁标高进行测量，空心板梁狭小空间支座更换后，对现在支座的梁底标高进行测量，保证其标高和原标高的差值符合设计要求。支座下无垫石或垫石高度H≤1cm：梁体顶升1-3mm，固定支座上下面涂抹结构胶就位，无需安装钢板，梁体下落至原高度(应考虑新支座压缩比)，滑动支座上方放置2mm厚镜面不锈钢板加结构胶调平,支座下方抹胶就位，等胶体固化后撤顶，清理干净，施工结束，验收标准为支座上下密贴，位置准确。支座下有垫石，但垫石高度1cm＜H≤3cm：梁体顶升1-3mm，按照二次落梁方法用结构胶调平上钢板，垫石用结构胶或自流平灌浆料找平。验收标准为支座上下密贴，位置准确。支座垫石高度H＞3cm：上钢板用结构胶调平，垫石采用自流平灌浆料重新浇筑。验收标准按照交通控股现行企业标准规定执行。

3结语

采用PLC控制液压系统同步顶升桥梁进行空心板梁狭小空间支座更换、梁体高程调整施工的优点是工期短、施工便捷，对梁体结构影响小，安全稳定，投资相对较少。伴随计算机控制系统的升级及千斤顶设计的改进优化，梁体同步顶升的控制精度不断提高，人机操作更加简洁。在桥梁日常养护工程中，同步顶升系统可广泛应用于简支梁、连续梁梁体结构的高程调整和空心板梁狭小空间支座更换施工，应用效果较好，将成为桥梁加固维修改造工程的重要施工方法。

参考文献

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