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摘要:在桥梁使用过程中,由于各类因素不得不对现有桥梁进行改造,而顶升改造技术作为一种有效的桥梁改造技术,具有十分广阔的应用前景。而桥梁承台改造过程中,利用有效的顶升工程,保证桥梁改造过程中的安全性,保证改造的合理性。本文首先对承台改造过程中关键因素进行分析,然后探讨桥梁承台改造技术要点,然后对桥梁顶升工程具体技术应用构成,希望能够给相关人员提供参考。
关键词:承台改造;桥梁;顶升;应用
顶升技术出现已经有很多年,最先运用在建筑领域中,能够为建筑移位起到良好的保护。从液压技术发展开始,国内很多建筑工程都广泛运用这项技术,并取得了显著的效果。在经济发展过程中,由于交通线路改变、通航变化等因素,有时候不得不对现有桥涵整体高度进行调整,通过有效的顶升技术有利于提升桥梁承台改造的效率,还能够节约成本,减少施工对周边环境的影响,具有较高的社会效益、经济效益[1]。
1桥梁承台改造关键因素分析
在桥梁承台改造过程中,一般需要根据以下几方面内容:第一,既有承台在顶升施工过程中,充当顶升支架基础,保证其构造尺寸等能够满足顶升支架、设备安装需求,包括空间需求、承载力需求等[2];第二,在具体顶升操作中,既有桥梁承台作为顶升基础,需要满足在这个期间的受力需求;第三,在承台改造完成后,还需要满足桥梁正常运营中相关受力需求。
2桥梁承台改造技术要点分析
对既有桥梁承台改造过程中,需要涉及到各类计算、设计,除了一些常规计算内容外,还包括以下几个方面的技术要点。
2.1 桥梁桩基受力计算
桩基受力计算的主要内容包括三个方面:单桩轴向受压承载力允许值计算、桩基压弯承载力计算、桩基拉弯承载力计算。其中,在单桩轴向受压承载力允许值计算过程中,需要明确在改造过程中补桩数量;进行压弯、拉弯承载力计算,需要对桥梁顶升操作后对桥梁桩基础造成的不利影响,尤其是对于原桥梁桩基础承台处于单排桩情况,必须满足相关设计规范。
2.2承台受力计算
为了能够满足桥梁承台改造的需求,承台受力计算需要做好以下工作:在承台改造之前,所承受的压力主要来自于桥梁上部结构传递下竖向荷载、后台土压力造成的水平荷载。在进行承台改造之后,成为桥墩下承台,压力主要来自于桥墩传递下来的荷载,这部分荷载较为集中,与改造前相比受力形式有了很大不同[3]。可以说,在改造前承台承担的压力主要是单侧桥梁荷载;而改造后需要承担两侧桥梁的压力,压力荷载大大提升。通过受力计算,为改造以及顶升作业提供必要的数据支持,保证在后续施工中钢筋混凝土、预应力混凝土桥涵改造设计能够满足相关设计规范。
2.3 新旧混凝土结合面抗剪力计算
在桥梁承台改造中,必须对新旧混凝土结合面抗剪计算,通过准确的计算结果,确定植筋位置,设计植筋的间距,为新浇筑混凝土施工提供一系列的数据依据。
3桥梁顶升技术工程实际应用构成
3.1 千斤顶系统
顶升高度在一米之内时,往往会选择千斤顶设备,常规的千斤顶系统包括两种,即液压式千斤顶、机械式千斤顶[4]。相对来说,机械式千斤顶所能提升的重量相对较低,在桥梁顶升工程中很少充当主力,仅仅在一些局部会辅助利用;而液压式千斤顶系统在设计中较为精巧,且具有较好的稳定性,具有自锁功能,是桥梁承台改造顶升作业中常见的设备。
随着顶升技术发展,同步液压顶升技术出现,包括大型构件液压同步顶升技术、PLC 液压整体同步顶升技术,能够借助于千斤顶系统中计算装置,将桥梁实际重量计算出来,确定需要施加的顶升力量,平稳匀速将桥梁托起,尽可能减少顶升中给桥梁造成太大的压力,避免对顶升的结构造成影响。而PLC液压整体同步顶升技术,由油缸、液压油泵、传感器以及操控系统等,能够实现自动化控制。另外,上述两种顶升技术具有较强的工作承载力,能够将万吨桥梁构件进行直接顶升,同时保证顶升过程的均匀平稳性,便于构件对接、倒装等操作,为桥梁承台改造过程提供极大的便利。
3.2 顶升限位技术应用
桥梁顶升工程施工中存在一定的危险性,在具体顶升操作过程中,桥梁结构处于一个悬浮的状态下,由于缺少全面的地基支撑,桥梁构件在这一状态下较为脆弱,如果发生干扰、强烈震动等,都可能导致桥梁发生坍塌、分解。同时,在安装液压千斤顶的液压缸过程中,有时候会出现垂直误差,顶升操作中就会出现水平位置移动。为了避免发生安全事故,统称需要在顶升桥梁两侧,设置横向与纵向的顶升限位装置。同时限位装置强度、刚度都必须满足相关要求。桥梁顶升工程施工中,需要将限位装置安装在桥墩两侧位置,每一侧都需要安装两个限位装置,即一个横向限位、一个纵向限位[5]。如果既有桥梁桥墩位置设置了横隔梁,则需要将横向与纵向限位支架安装到桥墩顶位置。
当然,在顶升施工中桥台也需要设置有效的限位装置,通常在桥台后侧钻孔灌注桩位置,需要设置纵向的限位装置,保证在顶升过程中能够满足纵向限位的实际需求,同时还能够发挥后台挡土效果。
3.3 顶升反力系统
反力系统是桥梁顶升工程施工中关键内容,具体指的是在顶升操作中负责承担千斤顶支撑着力点部位,具体包括:
第一,顶升反力基础。桥梁承台往往稳定性较高,这也是保证桥梁结构稳定的基础。在顶升操作过程中,可以将承台作为反力基础,而既有桥梁承台掩埋较浅的承台,可以通过混凝土浇筑加固处理,以此作为反力基础;而对于埋深深度较高的承台,则可以修建临时的地基或抱柱梁作为反力基础[6]。而具体顶升过程之中,通过千斤顶设备,将桥梁上部荷载反向作用到反力系统当中,在施工前必须对顶升构成中反力基础需要承担的荷载力进行精准计算,这样才能保证顶升过程的平稳性。而对于临时修建的反力基础,则需要对钢筋直径、植筋位置等参数进行计算,保证反力基础的牢固性,确保其能够承担来自桥梁上部结构反作用下来的荷载力。
第二,抱柱梁。通俗来讲,抱柱梁就是在桥梁柱周边设置的梁。顶升施工操作过程中,千斤顶作用力可以通过抱柱梁传递给桥梁柱,同时利用新浇筑混凝土进行抱柱梁与桥梁柱之间的剪力传导。具体抱柱梁设置中,位置选择较为灵活,同时对反力基础要求较低,可以适应于各种地基条件,对周边环境不会造成太大的破坏,能够为桥梁承台改造顶升施工提供极大便利。
4总结
通过上述分析可知,桥梁改造工程在近年来不断增多,这主要是为了迎合新时期交通运输业发展,同时满足桥梁运营的安全性、稳定性。承台改造技术在桥梁顶升工程中运用,必须做好相关计算,同时选择合适的顶升操作设备,在顶升操作中设置限位支架体系,注重反力基础选择与设置,确保改造工程有序进行,为道路桥梁改造工程顺利实施提供保障。
参考文献:
[1]沈志强.南浦大桥W3匝道桥梁顶升施工控制技术探讨[J].城市道桥与防洪.2018,20(8):57-60.
[2]王晓峰,李俊,朱梦君.城市桥梁顶升改造中桥面调平层设计与优化[J].施工技术.2018,23(9):122-125.
[3]孙龙陵.桥梁水中承台锁扣钢管桩围堰施工质量控制要点[J].精品.2018,14(2):123-124.
[4]林文荣.浅谈桥梁承台大体积混凝土的裂缝控制[J].四川建材.2018,23(9):55-57.
[5]卜强.桥梁水中承台施工中的锁扣钢管桩围堰技术[J].工程建设与设计.2019,17(12):84-85.
[6]孙志安.连续梁桥水中承台超深基坑双壁钢围堰施工技术[J].施工技术.2019,15(3):71-73.