橋梁支座更換施工過程中如何能不破壞橋梁的結構
橋梁支座更換施(shi)工過程(cheng)中如何(he)能不破壞(huai)(huai)橋(qiao)梁(liang)(liang)的(de)(de)結構,由(you)于(yu)我國(guo)在上世紀八、九十年(nian)代建造(zao)的(de)(de)許(xu)多(duo)橋(qiao)梁(liang)(liang)(主要是(shi)空心板和T梁(liang)(liang)居(ju)多(duo))現(xian)在檢查(cha)發現(xian)多(duo)數橋(qiao)梁(liang)(liang)橡膠(jiao)支(zhi)座經過多(duo)年(nian)使用后已(yi)經損壞(huai)(huai)、移位(wei)。因此,橡膠(jiao)支(zhi)座到一定年(nian)份損壞(huai)(huai)后就要更(geng)換,而且(qie)這些橋(qiao)梁(liang)(liang)現(xian)在仍然承(cheng)擔著重要的(de)(de)交(jiao)通(tong)運輸任務,為了保(bao)證橋(qiao)梁(liang)(liang)的(de)(de)行(xing)車(che)安全和交(jiao)通(tong)的(de)(de)通(tong)暢,必須在不斷交(jiao)通(tong)的(de)(de)情況下(xia)更(geng)換舊支(zhi)座,采用普通(tong)的(de)(de)千斤頂根本沒有辦法更(geng)換橡膠(jiao)支(zhi)座。
在橋梁頂升過程(cheng)中使用(yong)氣(qi)囊(nang)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)(ding)是近年新開發(fa)的(de)(de)(de)一種頂(ding)(ding)升設備(bei),主(zhu)要配置有(you)(you):氣(qi)囊(nang)膠墊、高(gao)(gao)壓膠管、氣(qi)壓分流器、高(gao)(gao)壓氣(qi)泵、制系統、電子監控等。氣(qi)囊(nang)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)(ding)由高(gao)(gao)質橡膠鋼絲材料(liao)制成,有(you)(you)關(guan)技術(shu)指(zhi)標:設計最大應力(li)1.6MPa,承受(shou)(shou)(shou)最大荷(he)載40t;氣(qi)囊(nang)幾何尺寸為(wei)(wei):長70cm,寬58cm,厚(hou)3cm。由于(yu)(yu)其(qi)結構尺寸較小(xiao),特別是厚(hou)度(du)超薄,實現(xian)了(le)(le)其(qi)他千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)(ding)所(suo)無法滿(man)(man)足的(de)(de)(de)所(suo)需(xu)要施(shi)(shi)工空(kong)間小(xiao)的(de)(de)(de)要求,所(suo)以"超低(di)高(gao)(gao)度(du)氣(qi)囊(nang)式(shi)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)(ding)"可以直(zhi)接(jie)在(zai)蓋(gai)(gai)梁(liang)上起(qi)頂(ding)(ding)適(shi)合于(yu)(yu)空(kong)心(xin)板(ban)(ban)梁(liang)頂(ding)(ding)升以及頂(ding)(ding)升間隙較小(xiao)的(de)(de)(de)物體。"超低(di)高(gao)(gao)度(du)氣(qi)囊(nang)式(shi)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)(ding)"不僅在(zai)結構尺寸上滿(man)(man)足了(le)(le)直(zhi)接(jie)在(zai)蓋(gai)(gai)梁(liang)上起(qi)頂(ding)(ding)及頂(ding)(ding)升間隙小(xiao)的(de)(de)(de)要求,同時在(zai)頂(ding)(ding)起(qi)施(shi)(shi)工時的(de)(de)(de)受(shou)(shou)(shou)力(li)分析(xi)也完(wan)全符合有(you)(you)關(guan)要求。為(wei)(wei)了(le)(le)確保工程(cheng)施(shi)(shi)工作業的(de)(de)(de)順利進行,做(zuo)到(dao)心(xin)中有(you)(you)數,對空(kong)心(xin)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)受(shou)(shou)(shou)力(li)、變(bian)形做(zuo)了(le)(le)分析(xi),并(bing)進行了(le)(le)力(li)學(xue)計算,重在(zai)了(le)(le)解結構受(shou)(shou)(shou)力(li)后內部變(bian)化情況。
計(ji)(ji)算(suan)(suan)模型(xing)及參數取一座30m跨空(kong)心(xin)板橋(qiao)作為算(suan)(suan)例(li),主(zhu)要計(ji)(ji)算(suan)(suan)空(kong)心(xin)板的(de)橫向(xiang)(xiang)受(shou)力(li)(li),尤其是底板部位的(de)橫向(xiang)(xiang)受(shou)力(li)(li)。分析計(ji)(ji)算(suan)(suan)按平(ping)面應(ying)(ying)力(li)(li)模型(xing)進行,單(dan)元(yuan)采用8節點等參元(yuan)。縱向(xiang)(xiang)受(shou)力(li)(li)長(chang)度偏于(yu)保守地取用氣囊(nang)的(de)順橋(qiao)向(xiang)(xiang)長(chang)度L一70cm。對于(yu)30m跨徑空(kong)心(xin)板橋(qiao),計(ji)(ji)算(suan)(suan)荷載:梁(liang)自重為43t,二(er)期恒(heng)載為9t。計(ji)(ji)算(suan)(suan)結果(guo)通過有(you)(you)限元(yuan)計(ji)(ji)算(suan)(suan),支(zhi)座更換施工過程(cheng)中(zhong),梁(liang)體(ti)(ti)所(suo)受(shou)的(de)最大(da)剪(jian)應(ying)(ying)力(li)(li)為1.03MPa。梁(liang)體(ti)(ti)的(de)最大(da)主(zhu)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)5。一3.33MPa,大(da)于(yu)正常使用階(jie)段荷載組(zu)合(he)Ⅱ下的(de)c40混(hun)(hun)凝土容許(xu)主(zhu)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)[d:-]一2.34MPd;與(yu)(yu)施工階(jie)段受(shou)彎構件中(zhong)c40混(hun)(hun)凝土容許(xu)主(zhu)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)[鰳(le)]一3.38MPa非常接(jie)近。但考慮到出現較大(da)主(zhu)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)范圍較小(xiao),并且計(ji)(ji)算(suan)(suan)時(shi)采用了比較保守的(de)縱橋(qiao)向(xiang)(xiang)只有(you)(you)70cm的(de)梁(liang)體(ti)(ti)參與(yu)(yu)受(shou)力(li)(li)的(de)假(jia)定(ding),所(suo)以(yi)頂升過程(cheng)中(zhong),梁(liang)體(ti)(ti)主(zhu)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)基本處于(yu)安全(quan)范圍內。梁(liang)體(ti)(ti)最大(da)主(zhu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li)(li)S。:==2.73MPa,遠小(xiao)于(yu)正常使用階(jie)段c40混(hun)(hun)凝土的(de)容許(xu)主(zhu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li)(li)一18.2MPa。因此,梁(liang)體(ti)(ti)的(de)主(zhu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li)(li)滿足規范要求。
為了解(jie)決這(zhe)個問題,我(wo)公(gong)司根(gen)據多年的(de)(de)預力施工經驗(yan),依據公(gong)司現有的(de)(de)技(ji)術優勢,成功的(de)(de)研制(zhi)開發了分(fen)離(li)式可(ke)控(kong)(kong)起(qi)頂系(xi)統,該(gai)系(xi)統在(zai)保證橋梁不(bu)間斷交通正常營運下(xia),不(bu)要破壞(huai)橋梁結構(gou)(且(qie)不(bu)破壞(huai)橋面連續(xu)系(xi)統)段時間單邊斷交通的(de)(de)情況下(xia)安全(quan),快(kuai)捷的(de)(de)更換(huan)受損支座(zuo)。該(gai)系(xi)統可(ke)分(fen)為液(ye)壓(ya)分(fen)離(li)式可(ke)控(kong)(kong)全(quan)自(zi)動起(qi)頂系(xi)統和(he)氣壓(ya)分(fen)離(li)式可(ke)控(kong)(kong)全(quan)自(zi)動起(qi)頂系(xi)統。
對(dui)于"超低高度氣囊式(shi)千斤(jin)頂"的(de)施(shi)工(gong)工(gong)藝施(shi)工(gong)的(de)主要步驟為(wei)(wei):準備(bei)工(gong)作、試頂、整體頂升(sheng)、支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)更(geng)換、梁體落位(wei)等。下面(mian)以一典(dian)型工(gong)程(cheng)(cheng)施(shi)工(gong)進(jin)行介紹(shao)。3.1工(gong)程(cheng)(cheng)簡介某空心板(ban)梁橋(qiao),每(mei)跨19片梁,橋(qiao)面(mian)寬(kuan)20m,橋(qiao)面(mian)鋪裝層(ceng)為(wei)(wei)連(lian)續結(jie)構,空心板(ban)梁為(wei)(wei)鋼筋混凝土預(yu)應力結(jie)構。單(dan)片梁寬(kuan)0.99m,高1.2m,長30m。單(dan)片梁斷面(mian)為(wei)(wei)兩(liang)箱室結(jie)構,頂底板(ban)均(jun)厚(hou)20cm,兩(liang)外腹(fu)板(ban)均(jun)厚(hou)lOcm,中腹(fu)板(ban)厚(hou)8cm,單(dan)片梁自重(zhong)43t,每(mei)片梁單(dan)端設板(ban)式(shi)橡膠支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)2塊(kuai),支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)尺寸14cm×14cm×3cm,不設支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)墊石(shi)。該橋(qiao)通(tong)車至今(jin)已9年,因長時間超限車輛(liang)通(tong)行造成(cheng)支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)損壞嚴(yan)重(zhong),為(wei)(wei)保證橋(qiao)梁安全(quan),業主決定對(dui)支(zhi)(zhi)座(zuo)(zuo)進(jin)行更(geng)換。
在橋梁支座更換過程(cheng)中,一定要對橋(qiao)梁按基(ji)礎、墩(dun)(dun)臺(tai)(tai)、主梁、橋(qiao)面系(xi)和附屬工(gong)程(cheng)逐一進(jin)行(xing)(xing)全面檢查(cha),并做(zuo)好記錄和拍照。對于基(ji)礎、墩(dun)(dun)臺(tai)(tai)所存在(zai)的(de)(de)(de)(de)病(bing)害應先進(jin)行(xing)(xing)處治,然(ran)后再(zai)處治主梁。需(xu)更(geng)換支(zhi)座的(de)(de)(de)(de),視橋(qiao)面系(xi)和附屬工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)具體(ti)情況(kuang),決定是否對橋(qiao)面系(xi)和附屬工(gong)程(cheng)予以(yi)(yi)保留或全部清除;需(xu)保留的(de)(de)(de)(de),要事先對各橋(qiao)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)縱向連接(jie)予以(yi)(yi)解除,最后才進(jin)行(xing)(xing)支(zhi)座更(geng)換施工(gong)。傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)施工(gong)方法,需(xu)要在(zai)可(ke)利用的(de)(de)(de)(de)擴大基(ji)礎或承臺(tai)(tai)上搭(da)設(she)頂升支(zhi)架(jia)實施作業,但頂升點(dian)應盡(jin)可(ke)能地靠近(jin)原支(zhi)點(dian)。如果沒有可(ke)以(yi)(yi)利用的(de)(de)(de)(de)擴大基(ji)礎或承臺(tai)(tai),需(xu)重新澆(jiao)注(zhu)臨時(shi)承重基(ji)礎,再(zai)搭(da)設(she)頂升支(zhi)架(jia)實施作業,這種情況(kuang)多發生(sheng)在(zai)柱(zhu)樁對接(jie)的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)墩(dun)(dun)或實體(ti)式墩(dun)(dun)臺(tai)(tai)結構,遇到深(shen)水基(ji)礎更(geng)為困難。
根據施工(gong)(gong)經(jing)驗和(he)實際情(qing)況(kuang),在墩(dun)臺(tai)結構(gou)無(wu)任何病害的(de)情(qing)況(kuang)下,可直接在蓋梁(liang)(liang)頂(ding)面(mian)和(he)空(kong)心板(ban)(ban)梁(liang)(liang)翼緣板(ban)(ban)下實施頂(ding)升,但(dan)要求千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)高度不(bu)超(chao)過3cm。為此可采(cai)用"超(chao)低高度氣囊(nang)式千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)"來實施。準備(bei)工(gong)(gong)作(zuo)在墩(dun)位處(chu)設置(zhi)操作(zuo)平臺(tai),對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)無(wu)水地段采(cai)取搭設支(zhi)架(jia)方(fang)式,用普通腳手架(jia)鋼(gang)管(guan),扣(kou)件連接即(ji)可;對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)水中墩(dun)則采(cai)用船(chuan)拼搭設支(zhi)架(jia)。支(zhi)架(jia)強度、穩定(ding)性(xing)均應滿足(zu)作(zuo)業(ye)安(an)(an)全的(de)要求。支(zhi)架(jia)完(wan)成后(hou),對(dui)(dui)(dui)(dui)各墩(dun)位支(zhi)座(zuo)進(jin)行(xing)全面(mian)檢(jian)查,并做好記錄(lu)和(he)編號。根據檢(jian)查情(qing)況(kuang),確定(ding)更換支(zhi)座(zuo)部(bu)位、橋跨和(he)數量,再根據交通運行(xing)『青況(kuang),制(zhi)定(ding)最(zui)佳支(zhi)座(zuo)更換計(ji)劃。在作(zuo)業(ye)前(qian)應對(dui)(dui)(dui)(dui)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)安(an)(an)放(fang)處(chu)進(jin)行(xing)清理,以(yi)利于(yu)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)及墊板(ban)(ban)的(de)安(an)(an)放(fang)平穩。同時(shi)確定(ding)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)所使(shi)用的(de)墊板(ban)(ban),墊板(ban)(ban)采(cai)用鋼(gang)板(ban)(ban)(厚10mm),尺寸不(bu)得(de)小(xiao)于(yu)14cm×14cm,在相對(dui)(dui)(dui)(dui)應的(de)板(ban)(ban)式支(zhi)座(zuo)前(qian)面(mian)放(fang)置(zhi),并準備(bei)一定(ding)數量的(de)薄鋼(gang)板(ban)(ban)或(huo)楔型鋼(gang)板(ban)(ban),以(yi)利于(yu)在板(ban)(ban)梁(liang)(liang)頂(ding)升過程中超(chao)墊楔緊。氣囊(nang)千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)、氣管(guan)、閘(zha)門使(shi)用前(qian)應進(jin)行(xing)荷載(zai)試(shi)驗,以(yi)檢(jian)驗各設備(bei)的(de)有(you)效性(xing)。3.4試(shi)頂(ding)支(zhi)撐(cheng)架(jia)、操作(zuo)平臺(tai)、千(qian)(qian)斤(jin)頂(ding)安(an)(an)裝(zhuang)完(wan)畢后(hou)即(ji)可試(shi)
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