大体积混凝土旧T梁桥多跨同步顶升施工技术的质量控制在市政工程中的应用论文_郭一贤

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摘要:本文结合工程实际对一联多跨的旧T梁桥顶升施工技术进行研究,在充分利用现有桥梁结构的基础上,根据理论分析与实际结合,合理确定同步顶升施工工艺,对旧桥顶升施工有一定的借鉴作用。

关键词:旧T梁;简支梁;一联多跨;同步顶升;同步下降;支座更换

1.概述

支座作为桥梁承上启下的重要作用结构,在上部结构及行车荷载长年累月的重压下,支座容易出现剪切变形、脱空、偏压、老化等不同形式的破坏,因此,更换损坏的支座刻不容缓。

传统的支座更换方法,需要采用系列起重或顶升设备在梁底预先设置的平台上顶起梁体,达到更换支座的目的,但是这种方法所需机械设备多、工序繁琐、需要中断交通、施工周期较长、成本较大。本技术利用墩台或盖梁作为基础,使用超薄千斤顶在PLC液压系统的控制下进行顶升作业,在尽量缩短中断交通时间的情况下,实现一联多跨梁体整体同步顶升,可快速更换已损坏的桥梁支座。

2.施工工艺原理

该技术的工艺原理是利用墩台或盖梁作为顶升平台,使用超薄千斤顶放置在每个支座的两侧,在智能PLC液压系统的控制下对桥梁的横隔板进行顶升作业,通过系统的压力、位移传感器的精准控制,实现整联桥梁的顶升施工,然后立即安装钢管+钢垫片的临时支座(临时支座待桥梁支座更换完毕后拆除)增加顶升施工的安全性,在尽量缩短中断交通时间的情况下,实现一联多跨梁体整体同步顶升、同步下降,可快速更换已损坏的桥梁支座,有效防止了施工过程中发生扭转、结构开裂的现象发生。

图2-1 多跨同步顶升纵断面图图

2-2 多跨同步顶升横断面图

图2-3 千斤顶及临时支座布置图

图2-4 MIDAS CIVIL建模分析

3.施工操作要点

3.1超薄千斤顶的选用、布置

①顶升基础:通过利用桥台或盖梁作为顶升基础。

②超薄千斤顶的选用:千斤顶的厚度既要满足间距要求,又要满足顶升的行程要求(更换支座),其厚度一般不超过10cm,所有超薄千斤顶均配有液压锁,可防止任何形式的系统及管路失压,从而保证负载的有效支撑。

③超薄千斤顶布置:采取在一联多跨的桥梁支座两侧同时布置千斤顶。千斤顶放置于T梁两端横隔板处,超薄千斤顶边缘与桥梁支座的边缘距离为10cm,千斤顶底部边缘距桥台盖梁及墩身的边缘不得少于10公分。

图3-1 超薄千斤顶布置图

④消除墩台纵坡高差的影响:用钢板使千斤顶与横隔板初步贴合,再施加5MPa的贴合压力,确保千斤顶与横隔板紧密贴合,然后采用PLC同步液压系统试顶1mm,消除钢板的弹性变形与不均匀沉降。

⑤千斤顶的分组:每支座断面处设一组油路块,N跨桥梁有2N个油路块,所有油路块统一接到一个油泵,由PLC液压控制系统统一分配平均分配进油、回油量,实现同步顶升。

3.2顶升系统调试

打开系统控制,启动顶升系统,在正式顶升前,可以人为拨动位移,检查位移是否正常,打开油泵,检查运转是否正常。

3.3试顶

①试顶前的检查:千斤顶安装是否垂直牢固;影响顶升的设施是否已全部拆除;顶升部分结构与其它结构的连接是否已全部去除。

②顶升系统启动后现场各组人员各就各位,密切观察桥梁是否有异常状况出现,设备、仪表是否正常工作,显示读数是否在合理范围内。

③控制顶升速度不超过1mm/min,顶升高度为5mm。

④顶升就位后,持荷10分钟,观察梁体及设状况。如有异常情况,应立即回油、落梁、问题解决后再进行试顶,直至梁体受力及设备运行正常。

⑤顶升就位后,根据控制系统显示的顶升重量复核支座型号及各支座承受的压力,如有异常,则立即与设计、监理单位联系解决办法。

⑥试顶正常后,应平稳落梁。

3.4梁体同步顶升

①千斤顶必须按设计的行程同步顶升,应控制起梁速度在1mm/min左右。

②顶升过程中以每顶升2mm为一步,分级顶升,各顶升高差严格控制在0.5mm范围内,全程采用位移传感器监测梁体顶升位移情况。实时监测整个千斤顶间位移传感器升量高差,若高差超过控制值时,必须进行适时调整后才进入下一个顶升周期,达到同步顶升的目的。

③应同时观测梁体顶升高度和千斤顶的顶力,施行双控,以顶升高度为最终的控制值。总顶升量与千斤顶顶力不能超过设计值或计算值。

④梁两侧布设百分表监测梁转动的情况,同时也作为位移传感器的对比验证数据,梁体每顶升一级百分表读数一次。观测人员随时根据监测值反馈致控制室,指导操作人员进行操作。

⑤同步顶升高度为可拆除既有支座和安装新支座所需的工作空间,可取10mm。顶升时梁体每升高2mm,临时支撑加垫一块2mm厚钢板,共需顶升5次、加5块2mm厚钢板。

图3-2 分级顶升高度示意图

⑥顶梁过程中,对梁体的横向和纵向变形进行监控,同一盖梁上的横向相邻两T梁位移差≤1mm,纵向位移差≤1mm。

⑦为避免交通堵塞,顶升可安排在夜间全封闭施工(24:00~06:00)。

⑧顶升作业在夜间施工时,应采取充足的照明设施,尽量减少噪音,对噪音较大的施工作业工序,尽量安排在日间进行。

3.5安装临时支座

设置临时支座的目的是为了防止超薄千斤顶或顶升系统一旦出现故障,临时支座可以承受上部桥梁结构的荷载,多一道安全保障,确保支座更换的顺利进行。

①临时支座可采用无缝钢管+钢垫片的形式,安放在支座两侧,临时支座应与横隔板顶紧受力。

图3-3 临时支座安装示意图

②无缝钢管的直径、壁厚要满足施工的要求,其高度可比梁底净空略

低,不足部分可根据需要加设钢垫片。

③无缝钢管加工完毕后,要根据计算荷载,用千斤顶进行对顶试验,验证其强度、刚度。

3.6限位装置

临时支座安装完成后,为了避免桥梁结构在行车的竖向荷载及冲击力的作用下产生水平或纵向位移,需要对顶升后的桥梁结构设置限位装置。

在每跨梁体两侧的桥台或桥墩挡块与梁体间加塞木锲,防止行车对梁体产生水平位移;同时为了防止出现纵向位移,则在一跨桥梁的两端头的横隔板之间塞木锲,木锲的数量跟横断面的T梁片数一致。

3.7拆除临时支座

桥梁支座安装完毕且支座的调平环氧砂浆达到设计强度后才可以拆除临时支座,首先拆除纵横向的限位装置,同步提升千斤顶2mm,人工取出临时支座。

3.8落梁

①千斤顶必须按设计的行程同步回落,应控制回落速度在1mm/min左右,各顶升点的位移同步精度应达到0.5mm。

②应同时观测梁体回落高度和千斤顶的起顶力,施行双控。总回落量与千斤顶顶力不能超过计算值。

③落梁时注意避免碰撞支座,以保证支座位置,落梁工艺采用逆顶升法缓慢降落一联多跨的每片梁。

④梁体就位后检查桥梁支座上下钢板与垫石、梁底之间的密贴情况,应尽量保证支座上下面全部密贴。如果支座出现偏心受压、不均匀支承或脱空的现象,则应重新顶升梁体,并在支座钢板下加设垫钢板进行微调(厚度规格为1mm~3mm),直至支座上下面全部密贴。

⑤详细检查垫石及支座,确认压紧密贴、位置正确后,撤除顶升系统。

4.结语

旧T梁桥多跨同步顶升施工技术可一次性将整联桥梁顶升,施工便捷,减少了中断交通的时间,对于交通要求高的旧桥顶升施工具有较大的意义,能够为类似的工程提供较高的参考价值。

参考文献:

[1]郭艳芬 简支变连续桥梁支座更换新方法的试验[J].河南城建学院学报 2016年6期

[2]吴毅彬 云南白塔桥整体同步降落施工工艺[J].公路 2011年第2期

[3]欧世忠 福银高速公路苏洋大桥梁体顶升复位简介 2012年第十一届全国建筑鉴定与加固改造学术交流会议

论文作者:郭一贤

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/22

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