武汉西环线公路桥梁顶升更换支座项目

xx西环线公路桥梁顶升更换支座项目研究1概述对xx西环xx港xx桥检查结果表明支座存在变形、脱空、裂缝（纹）、破损、缺失等缺陷、必须及时进行维修，更换破损支座，以改善桥梁的受力性能。在破损桥梁支座更换时，我们采用超薄千斤顶进行顶升，现介绍其施工过程及其要点，供同类工程参考。2支座损坏原因分析通过对橡胶支座损坏的原因进行分析,认为有以下四个方面的原因：①材质不均性。支座本身材料不均匀,个别支座采用再生橡胶。②部分滑动支座安装时未涂抹硅脂油,导致滑板支座剪切破坏。③在支座安装过程中支座垫石标高控制不好,单片梁四个受力支座受力不均衡,造成个别支座脱空,从而导致受力大的支座变形超出规定值。④在桥梁伸缩缝未完成之前,未完全封闭交通,部分社会重车通过时刹车导致支座受剪力较大,从而产生损坏。3桥梁结构施工安全技术措施补换桥梁支座的原则是利用千斤顶将梁顶起安放在临时支座上，等新支座复位后再将梁彻底复位。但由于梁顶起的同步性不易控制，施工操作空间狭窄，故施工难度大。本桥梁支座更换工程的难点在于保障桥梁结构安全方面，由此制定了相关技术措施。2.1梁体顶升力的控制因梁体自重相当大，故必须采用大吨位千斤顶才能将其顶起，而当局部单位面积的顶升力大于混凝土抗压强度时，梁体混凝土容易局部受损甚至被压碎。根据这一特点，我们在千斤顶上下各设一块钢板，通过计算确定其面积和厚度，以保证单位面积的顶升力不大于混凝土抗压强度，最好在钢板与混凝土之间垫以硬木板起缓冲作用，使其接触更紧密，确保梁体混凝土不发生局部受损情况。2.2梁体集中应力控制顶升时梁体因局部应力突增而造成应力集中现象，释放时会在梁体薄弱处造成损坏，结合这一特点，通过计算控制总顶升量，将其分割成若干级顶升高度来完成，每级提升量到位后在梁底用垫块垫牢，且顶升应缓慢进行，确保梁体有充分变形的时间。2.3梁体竖向位移控制虽然顶升的梁体均为简支空心板，但由于其上还有10cm厚现浇混凝土层和10cm厚沥青铺装层，故桥面可视为半刚性组合连续梁，故顶升高度必须控制在梁体允许变形范围内，才不会造成梁体破坏。经现场测量，受压橡胶支座高度与受压变形前相比降低2~3mm，顶升过程就是消除支座变形后使橡胶支座有6mm左右的操作空间，总顶升高度约10cm。桥墩处的梁体竖向位移约10cm，经计算复核该竖向变形量在允许范围内。2.4建立观察系统本次顶升系统较单一，力学模型简单直观，故不采用应力应变仪监测，而是一人一机一顶同步测量位移，同时派技术人员在顶升过程中对梁体进行观察，一旦发现问题立即停工，解决后再继续顶升。2.5从经济和安全角度出发，施工时尽可能利用原桥梁的桥墩、盖梁和桥台进行操作，并验算相关构件局部承压强度是否满足设计要求，否则需根据具体情况采用搭设反力架等方式形成底部支撑。4支座更换施工工艺3.1施工准备xx港xx桥跨越xx港，与道路中心线斜交成35°。0.5m防撞护栏、14.5m车行道、2m分隔带、14.5m车行道、0.5m防撞护栏，全宽32m。桥梁上部结构采用两跨跨径16m的预制预应力大孔板，横桥向布置32块，板高0.7m。桥墩、台分2幅，每幅采用3根直径为1.2m的钻孔灌注桩。顶升施工梁体受力比较复杂。运用Ansys通用有限元软件分析选用超薄千斤顶作为顶举梁幅的关键设备完全符合梁底承载力的要求。模型选用右幅梁体作为研究对象（见下图）。选YBD-1000扁形千斤顶高50mm，每台顶升力50t，顶升行程20mm，配备手动SYB-2液压油泵，用油泵控制千斤顶，千斤顶数量根据上部结构总量选取，同时充分考虑结构在顶升中出现的传力不均现象，保证千斤顶顶起吨位有2倍以上的安全储备并满足施工规范要求，并保证油路通畅，工作状态正常，每台千斤顶均配百分表测量顶举位移。施工方案制订后应提交有关部门审核，必要时先进行试验找出其存在问题，经修改后再进行全面施工，由指挥部牵头召开交通管制协调会，准备实施交通管制，考虑尽量减少对交通的影响，选用借道行使方法。3.2施工步骤（1）认真对照设计图纸和检测报告，报出需更换支座的准确位置，再会同各部门进行现场检测。（2）搭设脚手架工作平台，遇桥下为河道时则搭设吊篮。（3）清理干净桥台工作点，用红漆在旧橡胶支座四周板台上作标记，作为安放新橡胶支座的位置。（4）检查桥台顶面和板梁有无破损，表面松散粘结物或油污等，并及时清除处理后再进入下道工序，对松散粘结物或油污可用刀片刮净或丙酮清洗。（5）由于台帽与梁底间隙狭小，难以安放千斤顶。在台帽上布置千斤顶的部位用取芯机并排钻孔，清理平整后作为千斤顶支撑平台。（6）将千斤顶与油泵管接好并检查无误后，等待指挥信号发出，在顶举过程中各油泵操作员应根据指挥长的口令进行操作，待指挥长用高音喇叭下达指令后，油泵操作员开动油泵缓慢将梁顶起，以每5mm为一级。千斤顶到达设定高程时停顿，由监控人员将位移量报出，待每台千斤顶均到达同一高程时，再由指挥长发出下一级操作指令，重复上述步骤直至将连续梁顶起10cm左右。（7）采用多台油泵同时给多台YBD扁型千斤顶等高顶举同一截面的简支梁，通过对千斤顶采用顶举高程与油压双控予以同步控制，能使整个顶举过程平稳、同步、无冲击颤动。考虑各简支梁之间湿接缝的受力情况，各顶在顶举与落梁时高程差小于0.5mm。（8）使用支撑钢垫块临时支撑板梁，保证每块垫板稳固，且支垫到位，保持千斤顶油压，取下原支座并换上新的橡胶支座。为使桥面横纵坡度不发生变化，且支座更换后保证各支座共同受力和共同工作，必须用同一规格型号的新橡胶支座予以更换。新橡胶支座应按相应规范进行抽样试验，安装时支座位置按十字中心线对中，控制纵横向误差小于5mm。（9）支座垫实时应根据其磨损情况，确定采用钢板加环氧砂浆或无收缩砂浆，但支承垫实顶面标高力求准确一致。（10）支座重新安放完毕后，应及时进行检查验收，合格后用YBD扁型千斤顶缓慢卸压落梁到位，落梁时注意避免碰撞支座，以保证支座位置准确，采用逆顶升法缓慢降落同一幅的每片梁，按顶举时同样的步长步阶缓慢进行，有利于梁准确就位和与支座密贴，若就位不准或支座不密贴则应查明原因并采取有效措施予以纠正，再重新进行调整。3.3施工中应注意的问题（1）正式顶升前应进行试顶，以消除支撑本身的非弹性变形或沉降，但在主梁尚未完全顶起时即可停止，停放数小时后观察无任何变化后才整体顶升。（2）在整个顶升、落梁施工过程中，必须进行跟踪监控，且顶升和落梁时千斤顶应缓缓上升和下降，要求同一截面主梁相邻高差小于0.5，采用拼积木（垫或拆与步阶等厚钢板）方式，以5mm作为活塞行程步长和控制步阶，逐步顶升或下放梁体，使其同步。（3）在顶升梁体时，要确保被顶起的梁体同步提升，若某跨内仅有一个桥墩需更换支座，只需将更换支座的一侧半幅顶起。若两桥墩均需更换，则需将梁体整跨半幅同步顶起。（4）顶起过程中对重点部位进行监控，观察在顶升过程中各部位的应力、跨中挠度变化，确保在施工过程中顶升均匀，上部结构纵横向不开裂，梁体整体结果良好。（5）落梁时，注意避免碰撞支座，保证支座位置准确。落梁采用与提升相逆的工艺方法，按顶举时同一步长、步阶缓慢降落同一幅每片箱梁，有利于主梁就位准确且与支座密贴。若主梁与支座密贴不好，应查明原因,采取有效措施予以纠正。（6）在安装新橡胶支座时，为达到新支座安放平整、密贴、梁板横坡平顺的目的，施工中我们根据纵横坡情况，对支座上承面可提出调整纵坡或横坡补充设计，对支座下承面通过垫石标高及几何尺寸的事先精确计算来指导和控制施工。（7）在新支座安装前，应在实地重新精确确定各支座中心及摆放位置，测定标高误差，安装支座标高应符合原设计要求，平面纵横两个方向保持水平。当支座底面标高不足时，需在支座下方用高标号环氧树脂砂浆找平，精确计算出需要增加的高度，垫一块相应厚度的钢板来调整（钢板须做防锈处理），钢板尺寸应比支座周边各宽3cm以上。（8）查看垫板与支座间的平整密贴度，支座四周不得有0.3mm以上的缝隙，否则需顶起重新安放。需要指出,在施工过程中，保证桥梁任何部位不得有丝毫附加损坏；对于旧支座拆除和新支座安装(安装前涂满硅脂)，工序要紧凑，时间不得超过30分钟；需复位的旧支座必须拿出并清理干净，且涂满硅脂后才能进行复位。经更换、复位后的支座，正交方向中线偏位不得大于2mm。同时还要注意的是，如果遇到桥梁盖梁顶升施工，梁体顶升到设计标高时，应在原立柱截断处上、下端35cm范围内，凿除立柱混凝土，露出原立柱的竖向主筋。施工中下端35cm立柱混凝土全部拆除，为便于接高立柱混凝土浇筑密实，而上端的原立柱