不中断交通条件下替换桥梁支座

不中断交通条件下更换桥梁支座国内早期建成的许多粱桥，相当数量的桥梁支座经过多年使用后已经发生病害。当时盖粱设计大多采用在摆放支座位置局部加强钢筋的做法，没有突出的支座垫石，或有支座垫石但高度不够，造成盖粱与粱体底部间距净空极小，无法摆放普通千斤顶，更无有效的操作空间。因此，类似桥梁的支座更换成了相当棘手的问题，即用传统的支座更换方法，需要将桥面整体提高至少30～40厘米，导致在施工过程中必须封闭交通，更换一组支座大约要耽误3～5天，其经济损失和社会影响是巨大的。为了保证桥梁的正常使用和行车安全，在不中断交通的情况下，对不能正常使用的支座进行更换成了人们研究的新课题。下面结合XX公路XX大桥抢险工程，对其施工工艺作一介绍。XX大桥位于XX公路k81+575—k81+779处，桥型为50M+90M+50M预应力混凝土T型刚构，全长204米，桥面宽21.5米。全桥共计三个挂孔，均为跨径16米的钢筋混凝土简支粱，单箱单室整体式截面。原设计为挂孔一端设两个固定支座，另一端设两个双向活动支座，均为3500KN盆式橡胶支座。主要技术标准为：设计荷载汽车-超20级，验算荷载挂车-120；桥面净宽为2×净-9.5米，桥面纵宽21.5米，其中中央分隔带宽1.5米，两侧防撞护栏各宽0.5米。T构为三向预应力砼结构，50号砼，全宽21.5米，采用单箱单室断面。顶板宽度21.5米，底板宽度11米，根部断面高度5.5米，跨中梁高2米。全桥布置三跨挂孔，挂孔长度均为16米，计算跨径15米。挂孔为钢筋砼等高度简支梁，50号砼，采用单箱单室断面。顶板宽度21.5米，底板宽度11米，梁高2米。仅顶板设置横向预应力，采用标准强度为1860MPaΦ15.24钢绞线及BM15-3扁锚。桥面为复合式铺装层。下层为8厘米厚杜拉纤维40号防水砼，上层为4厘米厚中粒式泥青砼。在挂孔梁端处分别设置SSFB80型钢伸缩装置。挂孔每一端均设置两个盆式橡胶支座。该桥于2001年建成通车。最近在桥梁的例行检查中，发现全桥12个支座已全部损坏。梁体已呈现明显的竖向位移，直接影响到行车安全。检查中发现，该桥都匀方向贵阳岸支座已完全失去功效，其余三个支座也不同程度的老化和损坏。其中现场测得都匀方向第二条伸缩缝的两角钢之间间隔距离已达12厘米（超过设计值）。从桥面上看去，牛腿处的桥面及护栏均明显凹陷，车辆通过时已感到较大的起伏。为恢复桥面的设计线形，拟将挂粱抬高到桥面预留铺装层厚度。这样挂粱上将不再为调整桥面线形而增加铺装层厚度，大大减轻了T构的恒载。由于挂粱支撑于T型刚构的牛腿上无支撑面，作业面窄小，最困难的是与牛腿、盖梁之间的净空狭小，一般相应吨位的千斤顶根本放不进去。施工之初，结合原设计考虑了多个顶升方法。为确保不中断交通，最后采用在牛腿（盖梁）处搭设支架设置人工作业平台，用自行研制的钻孔机钻孔，用30～50T的液压扁行千斤顶顶升挂梁，达到了预期的效果。一、支座布置新设支座为固定端设置一个固定支座和单向活动支座；活动端设置一个双向活动支座和一个单向活动支座。固定支座为GPZ3GD，单向活动支座为GPZ3DX，双向活动支座为GPZ3SX。具体位置与原设计相同，仅改变支座型号。支座型号改变后，新支座与对应的老支座高度相同，以保持桥面高程不变。原支座由于已完全失效，应予全部拆除。原支座的顶板和底盆均为钢构件，用螺栓锚固在混凝土结构上。采用冷切割的方法拆下，不能损伤混凝土。支座拆除后，将固定支座顶板和底盆的螺栓头锯掉。二、千斤顶布置由于新支座与旧支座的尺寸不同，因此要合理布置千斤顶。从靠两岸桥台的边挂孔千斤顶布置开始，纵向在桥台台帽支座垫石顶面靠挂孔侧每个垫石安装2个最大顶力为1600KN的YBD160—15扁形千斤顶（高度为6厘米，不含行程），千斤顶顶部及底部必须设置橡胶垫及钢垫板。而靠主粱一端，纵向在挂粱牛腿支座垫石顶面靠主粱腹板每个垫石安装2个YBD160—15扁形千斤顶，千斤顶纵向设在支座外侧，也要设置橡胶垫及钢垫板。两T构之间的中挂孔千斤顶布置为，均在挂粱牛腿支座垫石顶面靠主粱腹板沿纵向每个垫石安装2个YBD160—15扁形千斤顶。千斤顶横向设在支座外侧，设置橡胶垫及钢垫板。为了使安装操作不发生困难，确保安装质量，同时不中断桥上交通，在挂孔箱粱顶升中控制最小极限值为16厘米，箱粱与支座垫石之间的净空为旧支座高12厘米，加上需顶升高度4厘米，合计为16厘米。控制值为可变值，可随施工过程调整。三、支座更换安装步骤（1）将挂梁伸缩缝内已损坏的橡胶带剥离，使伸缩缝完全断开。（2）在伸缩缝内全宽嵌入减震阻尼橡胶条，防止挂梁在顶升过程中与主梁或桥台硬接触。供（驴臂3帅）在挂款梁四角番防撞栏份杆外侧习壁上设紧置限位蛙钢板（爪支座安喂装完毕沉后拆除黑）。挂须梁顶升寇过程中枝应密切炉注意限名位钢板涝变形情借况，如茶发现限横位钢板倒变形过匀大，应浩立即停袍止顶升杜，千斤肢顶回油舌使挂梁狱复原，赴重新检汗查千斤州顶同步惜情况后稻再行顶千升挂梁求。童穷两岸桥匹台台帽迟支座垫烛石上安帝装支座捷，可直碧接在桥六台桩基票承台上样操作五。氧目T病构牛腿爱支座垫融石上安催装支座谣，可由节桥面将知钢吊架贺下放至崇牛腿两废侧，形念成工作煎平台；缩亦可南在乱T源构牛腿屈附近悬颜臂根部量钻孔用胜钢丝绳掘挂住吊盆架，通义过手动信葫芦吊疲起吊架忘置禽于裤T冶构牛腿野支座侧哥面航。山首挂梁侧惨面将千挂斤顶及宿钢垫板昨安装在彩支座垫攀石顶面字设计位盯，同时民确保千姑斤顶放蒜平，避鹿免顶升刘时受力刺不均使搬挂梁横钓向错位狮。璃藏因千斤育顶行程踢较短，丘仅科为痒1纪5革毫米，勿需多次倘顶升，旦每次顶逝升完毕舒后均用休钢垫板楼将挂梁万及千斤央顶垫高昏后再继英续顶升笋。顶升星过程为致千斤顶秤与临时改支座及刷钢垫板旁承压相搁互转换煤过程，史直至将膜挂梁顶驼升到预坡定高睁度底4棵厘米后促，用临酒时支座辜及钢垫腿板承力晴将千斤神顶换出辫后，再匙拆除旧塘支座，粉安装新视支座。牧然后将史临时支足座及钢隶垫板的搁压力转欧换给千疏斤顶，欲由千斤径顶将压揭力转换满给新支铃座雾。肢演顶升应旷由专人校操作，躺统一指做挥千斤衬顶的操追作。观歼察梁底口顶升情支况及加浪放钢垫蛋板，都矿由专人裹负责。晋每个操拳作人员其按统一熄号令同毅步操作射，将梁慢顶升至聚刚离开垫支座时刺停止，康观察千磁斤顶上帝下接触热面混凝蓝土有无箱局部受言压破损舍迹象。室静置几常分钟若田无异常吧出现，拼继续顶内升一个嫩行程后乓再停一趋下，观房察千斤副顶持荷漆是否稳城定，挂急梁各处垦顶升高贵度是否董一致。刑若一切辩正常再标重复上扎述操作烧，直至枝同步落夫梁至支便座上。切试顶过霸程中若家发现问逝题，应肠解决后浸重试，眯直至一僻切正常匆。顶升龟时，各腿千斤顶泡同步操忠作几次款后暂停纳一下，备观察各覆受力部免位，如饭无异常精时再继谱续顶升侦一个行廊程，将莫厚度适册合的临絮时支座饼及钢垫袍板垫于步设计位界置，按等统一指较挥将千牲斤顶回牺油至无扰顶升状奋态，使枝挂梁临屿时支撑长于临时菊支座及恋钢垫板罪上，再答将千斤困顶用钢机垫板垫哲高至紧航抵梁底桨面，完料成一个梳行程的侵顶升。歪重复以鲜上过程急，直至让顶升至园预定高奇度用临瓣时支座鸽及钢垫驳板支撑轮挂梁，述最终完谢成支座截更换工疮作王。避纷支座更随换完成抵后，依弯统一指驱挥先操器作千斤妇顶使梁逮底面略揪高于临戏时支座汇及钢垫布板，逐倡抽出钢瞎垫板，吩同时缓鸽慢回油椒落梁。咐当挂梁刚落于支谈座上时蜓，检查晚垫石及万支座是字否压紧吐，挂梁贵位置是棵否正确适，若无冬问题，董即完成脂顶升施暴工，可妈撤除临伯时支座飞和千斤交顶，卸旅下吊架礼。狼凝四、支甜座安装镜工彼艺肤栏首先清辈除支座都处混凝窝土表面蚁油污，轮对粘接帆面进行寒粗糙处稼理，分遭别在与笔支座顶涉板及下剧支座板泻接触的损混凝土丧表面上晃钻孔（消紧固螺木栓孔）饺，清除蹈干净后佛放入球坦钢支座哑钢套筒霉并灌入焰植筋胶忠固定，风并配制毛高强环剥氧锚固吃胶。将诞高强环砖氧锚固挂胶涂抹有在已处臭理好的祥混凝土使表面和种支座顶漆板及下赠支座板泼的粘合椅面上，苦迅速将找支座顶惨板及下疯支座板途安装在积设计位灿置上，和使支座蒸顶板及砍下支座呢板与混象凝土表逐面粘贴性在一起呈，随即扯把紧固薄螺栓螺汽帽旋紧地，使胶别体刚从渐支座顶困板及下童支座板炎边缘挤许出为止内。气温池在舰2燕0蚀度以上缸，跨4笼5蒜分钟后毫高强环笛氧锚固会胶即固黑化。固拳化多2快4学小时后夜方可落困粱受力碑。随后胸安装支企座中间智部分构牢件、球矿冠衬板山、聚四妹氟乙烯瑞滑板、芝弹性密资封圈。幻将箱粱膜缓慢降酸下，使拘支座顶狂板压在硬支座下捡半部分棚上，将私支座调圈平，安苍装防尘昂罩，支绳座安装护完成活。盈足五、施爽工期间甜保证车介辆通满行快脸由于本银桥按桥哈面全割宽掏21茅.秃5容米整体月式箱粱糠设炭计坚,丘养支座更章换施工淋期仅将足挂粱顶古升病4珍厘著米宝,挺嫌可以不跳中断桥摆上车辆戴通尖行夕,斥。但在溜挂粱顶滴升过程辩中必须笑对过往桶车辆采铺取限速首措源施奴,贤凡一般控滥制阶在累2芦0赔公鹅里搭/船小时以仓下披,煮每侧单富向通行誓一个车要道弦,迹以减少凡车辆对着已顶起景挂粱的探冲击余。绝水六、施更工时的输监控措滚施敲。谦迷为了保有证施工叼安全快悉速的完编成，对首梁体顶屯升（落约降）阶煤段相对董位移与池梁体受牢力与变限形的监饲测是非艰常之必誓要的，业因为起凉梁时必谢然会引磨起梁体古结构应钓力的变令化。必洋须对梁煌体顶升腹时的位棕移和千西斤顶的菠起顶力据进行双讲控，保嘱证梁体按顶升的农安全，拢快速达姻到设计阅位置，戚为此必江须配制剖精密的倒检测和捷校对设草备。施役工单位盒和测试华单位在驴施工过百程中投清入了位乔移观测晚系统、夕挠度观奸测系统盗、裂缝律观测系谦统、同掘步顶升猪控制及屈同步实水时监控众跟踪系递统，严舅格地控轮制了梁反体的同嘉步顶升故高度和盖速度，前有效的危保护了去梁体在棍顶升时消受力的仅分配关笨系一致都，及时坛安全快植速的完役成挂孔顶支座更鼻换的任暴务棒。荷畏根据《童公路桥泼涵养护百技术规柔范》的抚要求，丽需对桥醋梁的主外要受力甘构件进族行检查炼、测量跃，记录粮各种病篮害情况链，分析援其产生芝原因，婶防止危嗓害桥梁妖。在更冶换支座统的过程悉中，利导用仪器聪设备对摆桥梁进旷行应力扶应变监竟测控制仪，以保彼证整个代过程的狡安全性嘴以及更芦换支座沿后桥梁临原受力在状态基误本不变哭。检测乞主要部肾位为梁汇体的跨陈中、梁猜端、中狗间铰等套位置。等对出现钱了裂缝蠢的构件犬，先检万查裂缝父的分布储形态，荐然后运引用仪器惩对主要哭裂缝的萌长度、随宽度、割深度作稿进一步草的检测旬。检查化梁端与估墩台的务相对位钩置是否裂正确，治支座附搜近梁体乔是否开款裂。调赚查支座扫的原有凑状态，倦盖梁、袄墩柱控践制受力效部位是秤否开裂兄，以及朵混凝土忙外观质皂量，包肃括墩台转的风化造、侵蚀砖、剥落叉、破损循及裂缝坚情况没。纺挡根据以旋上的检盏查情况府，制定你了如下歉的监控般措施瞎：鸡咬—珠—津梁体顶需升（落裤梁）阶设段相对江位移差筑的监测浩。为了蛛降低相眼对位移佛差对上链部结构彻产生过削大的附凤加应力乎，每孔绑挂梁采轨取同步息顶升方聚法实施避支座更京换。顶律升和落郊梁过程换中，在智挂梁支珍座截面院的千斤届顶位置怨和桥轴听线位置太的底面总布置电伏子百分爆表测点近，监测休上部结注构梁体注的顶升狭位移量许，保证存相对位蝇移差满嚷足设计锁要求。康同时奉在双狐T畜构悬臂川端牛腿兵根部处疾布置应天变传感剖器，以绘监测其帽受力和帅变形，岗确保各哭处顶升桶力与原丈桥反力厨分配关斜系一致堂，避免术出现偏举斜耽。测睬—刊—协梁体顶么升（落询梁）阶俗段梁体善主控截颜面应变胃监测。毫在主梁笑的牛腿听根部截粘面和梁喜墩连接铲截面布语置应变绵测点，盘监测梁酱体各主养要控制批截面应示变分布骗规律，肠及时发舅现不均亩匀升降回对梁体炸造成的香危害，沿确保应优变变化待值满足般设计要慌求，保抗证梁体竿不受损千伤造。秋嫌—北—压梁体结继构裂缝霸观测。军在梁体逼顶升前划后以及盟整个顶蒜升施工递过程中盛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