浅析桥梁支座更换施工技术与应用

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:韦永林 刘进章 罗秋清
[导读] 摘要:支座为衔接桥梁上部与下部结构的构件,发挥着承上启下的作用。
        柳州东方工程橡胶制品有限公司  广西柳州  545005
        摘要:支座为衔接桥梁上部与下部结构的构件,发挥着承上启下的作用。在桥梁工程建成及运行阶段,在自然气候、行车荷载等诸多因素的作用下,存在支座开裂、脱空、变形、位置偏移等病害发生的风险,这会对桥梁工程运行安全构成严重威胁。对此,文章在阐述桥梁支座加强减震必要性的基础上,结合具体工程案例,较为详细地探究了桥梁橡胶支座更换前期准备工作、主要施工技术与控制方法等,以供同行参考。
        关键词:桥梁;板式橡胶支座;加强减震;控制技术
        前言:随着经济社会的持续快速发展,道路桥梁工程面临着崭新的发展形势,对桥梁结构稳定性与安全性提出了更高要求。如何采取有效技术措施,强化桥梁板式橡胶支座更换施工质量,成为桥梁工程事业发展必须面临的焦点课题之一。基于此,本文首先介绍了桥梁板式橡胶支座的诸多病害类型,并结合相关实践经验,分别从支座更换思路、千斤顶安装、顶升、支座抽换等多个步骤与环节就桥梁板式橡胶支座更换施工及控制问题展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望对相关施工实践有所裨益。
        1 加强减震桥梁支座的意义
        支座为桥梁结构内的重要构件之一,主要是把上部结构荷载传送至下部结构,允许上部结构在车辆荷载、气候环境温度改变、確构件收缩徐变等多种因素的作用下出现自由变形(主要有轴向伸缩与转动之分),使结构的现实承力情况和设计测算图式相匹配,维护梁端、墩台帽结构的相对完整性。但在工程设计与施工等因素的作用下,或者正常投用一段时间抵达一定寿命以后,支座也可能出现多种病害,阻碍结构传导力的过程,导致梁体受力状况和设计要求之间存在偏差,容易使桥梁项目运行阶段出现诸多病害,缩短使用年限,严重时会对桥梁运行安全性构成威胁。因此,针对已经出现质量问题的桥梁支座,必须及时加强减震,这是延长桥梁工程使用寿命的重要举措之一。
        2 项目概况
        该桥梁工程为新建工程,属于现浇连续梁结构,跨径20m+25m+20m,桥体全长65m,桥宽左、右幅依次为18m、13.5m,各桥台应用GYZ600*117板式橡胶支座,左、右幅分别有3个、2个。该方案拟定将4台低高度YDT4000大吨位液压千斤顶设作为顶升设备,匀称布设,通过液压泵站调控4台千斤顶进而驱动顶升力产生过程,局部顶起桥台局部而后调换支座,将顶升高程调控在3030mm以下,能顺利调换支座加强减震作业,第一跨支座方位偏移量仅为0.085°,表示基本不会对桥梁体运行状态造成不良影响。
        3 支座加强减震前期的准备工作
        (1)精确测算出有关设计参数,规划设计、拟编施工方案与作业指导书,并上报至有关部门进行审核。(2)依照计划建设施工团队,科学分工,严格按照有关规范组织进场教育活动。(3)拟定项目施工所用物料、设备、器具等购置方案,签署物资采购合约,确保其能在约定期限内被运送至工程施工现场。(4)组织专人落实施工现场与临时设施准备工作,主要包括部署项目施工队办公场地、工人生活住所、物料安置库房、承力架安设等内容。(5)确保各种施工记录表准备齐全。(6)要求权威机构检测计量设备、器具的精度。(7)结合有关标准要求对支架加强减震时运送至工程现场内的物料进行质检。(8)严格依照设计要求落实施工安全、技术交底工作。
        4 主要施工技术方法
        4.1 拟定施工方案
        (1)全桥布顶。顶升施工阶段依照台在前墩在后的次序每隔5mm—档开展作业,分流程一并顶起以后,采用保护环进行维护处理,然后加强减震橡胶支座,整体调换结束后再分流程进行落梁。
        (2)结合测算出的数据,一侧端分别对0#桥台与1#桥墩进行起顶处理,墩台顶升高程有别,形成一个以2#桥台与顶升千斤顶共同承力的均衡力,再调换桥台支座。
        (3)仅同步顶升桥台的一侧端,加强顶升高程的控制,然后调换支座构件。第一种方案实施过程中要求辅助使用承力钢筒装置,成本投入量大,但顶升高程不会对梁体结构形成不良影响,理想状态下不约束顶升高程,可靠性较高。和第一种方案相比,第二种方案投用的设备减少50%,但对台墩顶升高程量做出了严格的约束,桥墩顶升高程和桥台不均等,事前需进行数次计算。相比之下,第三种方案在经济性、便捷性方面更占据优势。

由于该工程选用的是板式橡胶支座,结合已往施工经验,当桥梁高程提升至20mm左右时就可以调换新的支座,在该高程值下不会形成明显扭曲变形,故该工程最后拟定选用第三种方案。
        4.2 施工工艺
        (1)架设支架。起梁施工属于高空作业,施工人员需在高空环境中拉提重物、安设支座、观测位移量与裂缝形成。因此,搭建高空操作平台为支座加强减震阶段的重要一环。施工时应满足如下要求:①平台持有较强的承载力与水平推力,与千斤顶安置,与支座卸装标准要求相吻合;②平台和箱梁底端间距维持在1.6~1.7m,以便为工人操作创造便利条件;③联合使用钢管支架建设平台,为更好地满足对承载力与安稳性提出的要求,推荐安设双排架,连接成一体;④将木板敷设于顶部,适度拓展铺设的宽度,采用铁丝捆绑木板与门架;⑤平台周遭架设安全护栏。
        (2)安装千斤顶。严格依照施工设计位置,将千斤顶和钢垫板依次安设于桥台上方,该项目中钢垫板直接被安放于千斤顶球形垫板上部,结合缝隙大小选择厚度适宜的垫板,垫板和千斤顶同圆心。
        (3)安装监控设备。调换该桥梁工程支座阶段,需要监控的位移量主要包括梁体顶升、千斤顶行程伸展出的位移。把大量程百分表安装于各顶升部位用于检测梁体顶升的高程位移量;组织人力采用0~1500mm的钢直尺检测千斤顶的伸出位移量。顶升阶段将百分表监测到的结果设作为主要依据,各支座处均要安设1套,指派专人监控测量,确保相关信息反馈的时效性。
        (4)衔接油路设备。结合油路设计准确衔接油泵、阀体与千斤顶。各接头处均要使用紫铜垫片作密封垫,确保衔接牢固。衔接油泵的电源,将泵体油箱注满油,顶升阶段动态观测油泵箱内油量剩余情况,不可少于箱体容量的1/3。
        (5)顶梁与落梁。在施工准备工作整体结束后,便进入起梁的重要环节,起梁与落量应该严格遵照如下流程:①正式起梁前期,施工人员依照测算的起顶压力值的一半的顶梁力予以预顶处理,加强各个流程的检查力度;试顶目的主要是解除支撑自体的非弹性形变与沉降,使千斤顶抵达同步状态。②顶梁过程中,早期使全部千斤顶把梁体顶至要脫离墩柱的临界状态。③首个步骤中一并顶起桥台4台千斤顶顶梁,顶升高度为5mm。经检测正确无误后方可进入下一工序,循序推进,使用保护环维护各层顶。④确认其符合设计高层以后,用保护环保护梁体,降低设备故障发生率。⑤因该工程推进阶段,摘取原支座、安设新支座阶段均需耗用较长时间,故建议在使用保护环以后先卸除千斤顶压力,保护环暂时承载桥梁施加的重力。
        4.3 加强减震支座的监控内容
        (1)应力监控:结合理论测算结果能够发现,在顶升施工阶段,会在固结墩位置主梁截面下界形成拉应力,故应将应力观测位点布设在该位置,并将一个拉应力测点增设于主梁与桥墩固结断面位置。
        (2)挠度监控:顶升施工阶段,为更有效、便捷地控制起顶量,则建议把挠度观测测点设置于主梁的下缘部位。该项目施工阶段采用4级方式开展桥梁的顶升施工作业,该种方法能有效减少或规避临近两主梁间的位移变化量超限的情况。
        (3)控制梁体、伸缩缝及其他类附属设施:于桥台伸缩缝中央及外侧分别安置一个位移观测测点,用于观测梁体是否形成裂缝,桥梁伸缩装备及其他类附属设施是否有破损。若发生反常状况,应及时探查成因,选用适宜方法加以处理。
        结束语
        桥梁橡胶支座的使用时间相对较长,正常投用后有出现老化、变形等常见病害,故在公路工程改建于桥梁维护过程中,及时加强减震支座是急需应对的现实问题之一。该施工方法主要针对有病害的支座,能快速、低成本地调换新的装置。工程实践表明,其简单易行,在工程施工、改建等诸多领域中均有较高的推广价值。
        参考文献:
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        [3]胡晓.装配式预应力混凝土连续T梁桥抗震性设计研究[J].福建交通科技,2020,74(3):79-81.
        [4]叶嘉豪.桥梁板式橡胶支座开裂及维修处置措施[J].中国公路,2020,14(11):162-163.
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