佛开高速公路大修工程桥梁整体同步顶升技术

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第3期

2011年5月　

佛开高速公路大修工程桥梁整体同步顶升技术

徐志元

(广东大公路工程有限公司,广东广州　511431)

摘要:高速公路大修改造时需要对旧桥进行彻底整治,应用桥梁整体同步顶升技术进行旧桥病害整治,可避免常规改造所带来的桥面静荷载过重、施工周期长、成本高等问题,但需根据不同的桥型、顶升高度等选择合适的顶升方法。文中以佛开(佛山—开平)高速公路大修改造工程为例,探讨了多跨简支梁桥整体同步顶升技术的应用,同时指出了施工中需注意的问题。

关键词:桥梁;整体同步顶升;支座更换;病害治理

中图分类号:U445.7　　　　　　　文献标志码:B　　　　　　　文章编号:1671-2668(2011)03-0168-03

　　顶升技术在公路建设方面最初仅应用于单片预制梁的架设和移位,随着顶升技术的飞速发展和高速公路大修改造的需要,其应用范围不断扩大。

桥梁顶升方法有其适用范围,桥型不同,顶升方法也不一样。就简支梁桥而言,常规的桥梁顶升方法是以盖梁(或桥台)作为支撑平台,用超薄扁形千斤顶进行多次逐步顶升(每次行程不超过2cm)。此法顶升行程短,速度慢,还容易受梁板与盖梁(或桥台)支座垫石之间的高度,安装超薄扁形千斤顶时可能要凿除部分盖梁(或桥台),影响结构受力;每片梁需4个千斤顶,投入大。

该文结合佛开(佛山—开平)高速公路大修工程实践,介绍在盖梁(或桥台)侧面安装自制三角钢板作为支撑平台,用大千斤顶进行多次逐步整体同步顶升的简支梁桥顶升方法。

能通行的特点,桥梁整体顶升成为施工组织中的关键工程,桥梁顶升施工工艺必须安全、快速。

2　桥梁整体顶升施工

在盖梁侧面安装三角钢板作为千斤顶的顶升平台,对旧桥在桥跨两侧同时整体顶升(见图1)。

1　工程背景

佛开高速公路于1996年12月建成通车,截止2008年底投入运营12年。在交通量急剧增长,特别是超重车辆比例显著增加的情况下,运营多年的

路面及桥梁等出现了不同程度的病害,桥梁已经结构老化。此次大修工作内容除在原有水泥砼路面的基础上加铺18cm沥青面层外,还需对桥梁整体顶升后进行病害处理并更换支座。合同工期101d。

需要顶升、病害处置的桥梁全部是桥跨为8和16m的简支梁桥,顶升的高度达18～22cm。据调查,顶升的桥梁梁板与盖梁之间的高度均小于6cm,有些不足2cm。

鉴于佛开高速公路交通量大、大修改造工作量大、工期紧的情况以及桥梁顶升过程中施工车辆不图1　桥梁千斤顶顶升平台(单位:mm)

采用型号为 210×130mm的千斤顶,行程为

90mm,顶升力为100t。

顶升施工基本工艺流程:搭设施工平台※安装　总第144期　　　　　　　Highways&AutomotiveApplications　　　　　　　　　　169三角钢板支撑架※安装千斤顶及油泵※安装监控监测设施※梁体顶升※更换支座及垫石※卸载及梁板回落复位※拆除千斤顶及三角钢板支撑架※封堵桥面两端横向缝隙及高差※拆除平台支架。2.1　搭设施工平台

(1)施工平台要有足够的承载力和水平推力。(2)平台与梁底保持1.6～1.7m的空间,充分保证施工人员的操作空间。

(3)施工平台采用门架进行搭建,为达到足够的承载力和稳定性,搭设双排,并连成整体,与立柱相联系。(4)平台顶用木板铺设,铺设范围要宽,并用钢丝将木板与门架绑在一起。(5)平台周围安装安全护栏。2.2　安装三角钢板支撑架

在相邻梁板的板缝正下方盖梁侧面安装三角钢板支撑架。三角钢板支撑架采用14mm厚的加劲钢板(中碳钢Q345B),钢板上预打9孔,用 16×200mm高强螺栓将三角钢板支撑架固定在盖梁上。施工时注意如下几个方面:

(1)植筋时,先钻孔,调整埋置深度使装入螺杆深度一致,注入植筋胶,最后将螺杆拧入植筋孔,并用2个螺帽拧紧。

(2)若植筋孔碰到钢筋,可适当移位。(3)植筋前必须将孔内灰尘清理干净,并保持孔内干燥。

(4)三角支架台要装平稳,顶面要水平。2.3　安装千斤顶及油泵

将千斤顶放在安装好的三角钢板支撑架上,千斤顶的顶面加放一块2cm厚、35cm×35cm的钢板,使相邻2块梁板均匀受力。调平千斤顶顶面钢板,如梁底不平整或有高差,用钢板填实,防止千斤顶空出。安装时注意:

(1)千斤顶、三角钢板支撑架、钢护筒、垫叠钢板受力中心要呈一条垂直线,不能偏斜。

(2)千斤顶一定要水平放置安装。(3)每块垫叠钢板一定要紧实,不能松动,松动处用薄钢板垫实。

为了保证各片梁整体、同步顶升,采用一台高压油泵控制多个千斤顶,在距千斤顶1m处安装一个控制阀,以便在千斤顶或漏油时及时锁死千斤顶,防止千斤顶回落,的另一端与液压泵相连。与油泵、千斤顶相连时,接口要垫好铜片,螺丝要拧紧,要摆顺。

2.4　安装监控监测设施

在梁端底面安装百分表,百分表针尖顶实梁底,用来监测梁板竖向位移是否同步;同时,在桥面两端梁与梁接缝处贴玻璃片或薄纸片,用来观测梁板间是否同步顶升。

2.5　梁体顶升

(1)顶升前应完成“解联”即解除梁体与其他结构之间的联系,使其在竖向成为一个“自由体”。

(2)检查影响顶升设施及主体结构与其他结构的连接是否已全部拆除;检查液压系统油泵、、油表、接头、千斤顶是否漏油;检查支撑点垫塞钢板是否松动、有无受力,支撑三角支架、螺丝、螺帽是否变形松动;检查油泵机内的液压油等材料、工具是否足够等。

(3)检查完成并处理后,开始试顶。试顶主要是为了消除支撑本身的非弹性变形或沉降,使千斤顶达到同步状态。当顶至每个千斤顶受力时,控制千斤顶顶芯不再上升,此时油压控制在5MPa左右,保持千斤顶稳定受力。操作人员再次检查各部位情况,并观测桥下每片梁体有无变化、是否有裂缝等。停放一段时间观察无异常后开始整体顶升。

(4)试顶完成后,在专业人员的统一指挥下所有千斤顶缓慢分级顶升。先顶升桥梁低端,直至桥面水平为止,再整体顶升。当千斤顶全部受力顶至梁体脱离橡胶支座5～10mm时,油泵控制千斤顶顶芯不再上升,此时油压控制在8MPa左右,保持稳定2min左右,观察梁体结构有无异常。如无异常,继续顶升至一个行程8cm。顶升的同时,在梁与墩台之间增设钢护筒、钢板作为临时支撑,提高顶升系统的稳定性,确保桥梁整体安全。

(5)第一个行程完成后,在梁板与盖梁之间用钢护筒和钢板临时支撑,再把千斤顶卸载,垫高千斤顶后重复上述操作,直至梁体顶升至设计高度。2.6　更换支座及垫石

取下垫石上旧橡胶支座,用人工配合机械凿除原支座垫石砼,凿除位置要够放下新预制垫石。将墩、台帽顶上的砼碎渣、杂物清理干净,用环氧树脂砂浆找平预制垫石位置,安装新预制垫石(新垫石顶面要水平),最后安装新橡胶支座。为了增强新垫石与盖梁之间的连接,垫石预制时预留钢筋,垫石安装完成后,现浇水泥砼将同一桥台的垫石连成整体。与　汽　　　　　　公　路　运　　　　

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4　结语

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2.7　卸载及梁板回落复位

落梁时将梁体稍稍顶升,接触临时支撑,开始卸载。卸载顺序与加载相反,分级卸载。卸载完毕检查钢板与支座之间结合是否紧密,如有支座无受力或松动,用薄钢板双目刷环氧树脂胶垫实缝隙。2.8　拆除千斤顶及三角钢板支撑架

拆除千斤顶,去掉螺栓的螺帽,取下三角支架,切除植筋螺栓外部,并用环氧树脂胶泥封闭植筋口。2.9　封堵桥面两端横向缝隙及高差

用方木封堵桥面两端的横向缝隙,防止梁板在挡墙未加高之前滑动,并有利于通车。在施工伸缩缝施工时拆除。

佛开高速公路大修改造工程比合同工期提前8d完工,比预定通车时间提前16d。对施工单位来讲,按每天节省人工费、管理费、机械台班费等费用16万元计,总共减少108万元;对业主来讲,收费收入按60万元/d计,共增加960万元;业主方兑现了对外界的承诺,缓解了国道、地方路及其他高速公路的车辆压力,营造了良好的社会信誉。

整体顶升技术每次行程可以达到9cm,其支撑平台高度可以根据实际情况作调整,相邻两片梁只需1个千斤顶,方法简单、实用、快速、投入小,值得总结、推广。参考文献:

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3　注意事项

3.1　解联时需注意的问题

顶升之前必须认真检查是否已真正完成解联。(1)梁端的真正位置不一定就是桥面铺装切缝的位置,要根据现场实际情况,结合原竣工图,从梁

底放线测定梁端位置,并在桥面弹墨线标记。

(2)梁底与桥台之间的抗震锚栓失去活动功能。抗震锚栓的活动套内填满了水泥砼,抗震锚栓的竖向拉力影响了梁体的自由顶升,必须将其解除。强行顶升可能会将梁底拉裂,造成质量事故。

(3)梁端与背墙之间的空隙被高强水泥砼填满。按照设计施工要求,梁端与背墙之间施工时应背衬木条后用水泥砂浆填塞,桥梁顶升时只需解除桥面铺装与搭板之间的连续钢筋就完成解联。但由于旧桥施工原因,该空隙可能已被水泥砼填满,必须将空隙内的砼全部凿除才能完成解联。如果强行进行顶升,将会造成质量事故。根据现场使用情况,排除了人工风炮凿除及用大型切割机切割的办法,确定了将背墙全部破除完全解联的办法。此法快速、便捷,对结构受力不产生影响,并且方便观察梁体底部是否有抗震锚栓未割除等情况,只需在顶升完成后恢复背墙即可。

(4)多跨桥梁须在中间跨破除一块防撞栏、切断桥面连续钢筋才能完成解联。3.2　整体顶升时的同步控制

由于跨径不同,梁体自重也不一样,顶升前须计算好顶升控制力,由专人统一指挥,控制油泵的压力,切不可盲目进行顶升。顶升时派专人观察百分表读数,保证梁体同步上升,以免拉裂梁体之间的铰缝;监听有无异响,确认是否还有未解联等情况。