【关键词】 开放交通 支座 更换
1 引言
建设交通强国的宏伟目标是新时代国家、民族对交通事业的殷切期望，也是新时代全体交通人为之奋斗的新使命。在现代化城市道路桥梁改、扩建及维修过程中，不断交、不封闭已逐渐成为常态。因此，通车条件下的桥梁支座整体顶升更换技术已经成为桥梁支座维修技术的首选方法。
2 工程概况
济南市顺河快速路南延建设工程全长5.1千米，是纵贯主城区的交通大动脉，高快一体路网中轴线上最关键的一段，建成后实现南北绕城快速连通，两横三纵快速路闭环成网。大涧大桥位于我公司承建的施工三标段，桩号ZK5+300处，全长约为160米，跨境组合为8*20米，桥面宽度为59米。现状桥梁共分4幅，中间两幅建于1996年，东西两幅建于2006年，上部结构均采用预应力混凝土空心板梁，下部结构桥墩采用桩柱式桥墩，桥台采用埋置式轻型桥台。经检测桥梁承载能力满足设计荷载等级公路-I级的使用要求，但多数支座出现剪切变形、部分脱空以及钢板锈蚀现象，如何在不中断交通的前提下，保质保量的完成支座病害处理成为本工程的重点之一。
3开放交通条件下支座更换工艺原理
根据现场调查情况，大涧大桥中央分隔带连接为一体，在顶升及更换支座过程中为保证梁体、桥面铺装、防撞护栏、盖梁及其他结构的安全，采用单墩（单跨）整体顶升方式，在顶升时使用PLC液压同步控制系统同时顶升墩柱（桥台）上的54个梁端，顶升到位后，千斤顶保压，取出旧支座，清理支座周围杂物，更换新支座，支座位置确保安装准确。
本方法投入设备简单，最大程度利用现有结构作为反力基础，对桥上交通无影响，施工效率高。
4开放交通条件下支座更换工艺流程
开放交通条件下整体顶升更换支座工艺流程如下：
施工准备→搭设钢管脚手架施工平台→对桥墩顶面进行处理作为反力基础→安装千斤顶及控制系统→设备调试及试顶升→进行千斤顶顶升→正式顶升（5-8mm）→千斤顶锁定→进行支座更换→落梁→顶升设备拆除，进行下一墩的施工。
4.1施工准备
（1）对桥跨下方场地进行整平、压实，确保地基承载力满足施工脚手架工况要求。
（2）搭设施工脚手架，为确保结构稳定，在脚手架上每两米设置一道连接杆，与墩柱连接。
（3）量测盖梁（桥台）顶至梁板底之间垂直距离，小于35mm位置对盖梁（桥台）顶进行适当凿除，满足千斤顶安放即可。
4.2千斤顶及顶升控制系统安装施工
4.2.1千斤顶安装
直接利用原桥墩、台作为顶升时的反力基础，顶升时盖梁顶面用干砂浆找平并垫上25㎝×25㎝的薄钢板作为整体顶升千斤顶的下支撑点，梁板底部一般比较平整不需要做过多处理，但相邻有高差的两片板梁间，在较低的一片梁底垫设1～20㎜厚25㎝×15㎝尺寸的钢板将其梁缝找平，使其在同一个水平面上，然后再在下面垫设25㎝×25㎝的薄钢板作为整体顶升千斤顶上支撑点。
空心板梁的顶升施工中，千斤顶布置在每两片板梁梁缝处，在边跨板梁上布置一台千斤顶，详见图1。千斤顶在受力状态下活塞杆必须为竖直受力，因此在千斤顶安装布置时使用干砂浆、钢板等进行找平，保证千斤顶的水平。
图1 千斤顶布置示意图
4.2.2顶升控制系统布置安装
顶升过程中将千斤顶分组，每组为一个控制点，每个控制点通过位移传感器对控制点内千斤顶进行整体位移监控。
（1）直观监测点布置：在桥墩盖梁挡块内侧使用钢尺（或百分表）做固定监测点，在顶升过程中，由专人进行监测，时时与PLC液压同步控制系统中的拉线传感器相比较。桥台位置布置8个，桥墩位置布置16个。
（2）拉线传感器上侧固定在梁体上，下侧固定在盖梁上，通过信号线将位移量传递到控制电脑上。拉线传感器量程为1000mm。
4.3试顶升与正式顶升
在正式顶升前，为了观察整个顶升施工系统的工作状态，消除千斤顶上下的非弹性变形，应进行试顶升，试顶升高度1mm。
试顶升后，观察若无问题，开始正式顶升，正式顶升千斤顶最大行程为8mm。顶升分两次进行，第一次顶升行程为5mm，确认支座是否可以全部取出后，方能再决定是否顶升第二次行程（3mm）。千斤顶顶升速度1mm/min。
在试顶升和正式顶升过程中，每组千斤顶的顶升位移均被实时测量和反馈，一旦超过其指令位移，该组供油口会自动停止工作，不足指令位移的会加快供油，保证各组千斤顶顶升的同步性和准确性。
如千斤顶已达到最大行程仍不能更换支座时，此时需同步降落后对个别行程较大的千斤顶进行重新支垫后再实施同步顶升。
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对需要二次顶升的，则需要对顶升后的梁体进行回落。可采用缓慢分级进行落梁，落梁过程中每级回落行程为1mm，速度设置为0.4mm/min，保证回落时梁体的稳定性和可控性。落梁完成后将超出行程的千斤顶加入相应的钢板后再进行同步顶升施工。
顶升过程中应安放临时支撑垫块（由不同厚度的钢板组合而成），紧靠梁底但不塞紧；临时支撑采用不同厚度的钢板组合而成，一般可用1mm，2mm，5mm，10mm，20mm，30mm 等厚度的钢板组合，每顶高1～2mm加一块临时支撑钢板，防止因千斤顶发生故障突然下沉，造成梁体震动而出现裂缝。
4.4支座更换
顶升到位后，千斤顶保压，取出旧支座，清理支座周围杂物。更换新支座，支座位置必须保证安装准确，安装完成后，自检完成后进行报检。
4.5垫石处理
桥梁顶升后对原有垫石进行检查，检查后对破损垫石进行修复，修复方案主要有以下两种：
（1）破损不严重：清除松散混凝土后，对垫石破损处采用环氧砂浆进行修复；
（2）破损严重：清除松散混凝土后，使用钢板根据垫石高度进行制作略大于垫石的模板，使用快速高强灌浆料进行填筑。
4.6落梁就位
新支座更换完毕且垫石修复完成后，即可缓慢分级进行落梁，落梁过程中每级回落行程为1mm，速度设置为0.4mm/min，保证回落时梁体的稳定性和可控性。在指令位移每回落到1mm后，检查各组千斤顶是否回落至相应数值，对回落有误差的点单独进行回落，确保误差始终保持在1mm的范围内，逐步多次的进行回落过程，直至落梁完成。
落梁后检查最终各支座的实际高度和位置。拆除千斤顶，完成支座更换工作。
4.7盖梁修复
落梁完成拆除千斤顶等顶升设备后，对凿除的盖梁位置进行修复。修复前首先清除松散混凝土，清理混凝土表面，并使表面保持湿润、清洁；再使用M40砂浆进行处理，恢复原结构截面尺寸。修补工作全部结束后，还要加强养护，养护方法与通常混凝土的养护方法相同。
5本法优点及施工注意事项
5.1施工优点
在开放交通模式下，利用PLC液压同步控制系统整体顶升更换支座主要有以下优点：
（1）施工隐蔽。在整个施工过程中，所有施工人员、工器具在桥下施工作业，极为隐蔽，不会对桥上通行造成任何影响。
（2）高效环保。本法是目前最为高效的支座更换方法，施工过程中不会产生任何污染，不形成建筑垃圾。
（3）资源均衡。按照施工脚手架、千斤顶安装、支座更换组织流水作业，可达到“工期固定、资源均衡”的效果。
（4）结构稳定。利用桥梁墩台顶作为反力支撑点，其刚度、强度及稳定性均满足要求。
5.2施工注意事项
本法虽施工高效、便捷，但施工过程中应特别注意以下事项：
（1）正式施工前必须进行试顶升，以验证千斤顶的工作状态。
（2）梁板底部存在错台现象时，必须加铺钢板予以消除应力集中。
（3）施工过程中必须安排专人对桥面沥青面层进行观察，出现裂纹时及时停止施工。
（4）必须单墩顶升施工作业，保证顶升位置位于负弯矩区域。
6结语
开放交通条件下的桥梁支座顶升更换技术在济南顺河快速路改造施工中成功应用，大幅降低了道路改造过程中交通导改的难度，使得我公司承建的施三标段提前半年完工。
桥梁支座整体顶升更换技术无需大型施工设备，在保证结构整体稳定的情况下，高效、便捷完成桥梁支座更换任务，为今后类似工程施工提供了宝贵的借鉴经验。
论文作者:,, 陈鹏飞
论文发表刊物:《城镇建设》2019年24期
论文发表时间:2020/1/16
标签：支座论文; 千斤顶论文; 钢板论文; 桥台论文; 交通论文; 桥梁论文; 过程中论文; 《城镇建设》2019年24期论文;