#桥 梁#
桥梁盆式橡胶支座的安装与更换
李红专 杨国良
(北京城建道桥建设集团有限公司 北京 100022)
摘 要 论述了桥梁工程中常用的盆式橡胶支座类型、施工工艺方法、安装质量标准,并结合工程实践,对盆式橡胶支座更换施工作了较详细的技术总结,提出了支座更换的技术风险、常规施工方法和施工注意要点,可供类似工程参考借鉴。
关键词 桥梁 盆式橡胶支座 安装
中图分类号 U443.1 文献标识码 B 文章编号 1009-4539(2009)04-0023-04
TheInstallationandReplacementofBridgePotTypeRubberBearing
LiHongzhuan,YangGuoliang
(BeijingUrbanConstructionRoad&BridgeGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China)
Abstract Thispaperdiscussesthetypes,handicraftandinstallationqualitystandardsofthepottyperubberbearingcom-monlyusedinbridgework.Combinedwithconstructionpractice,thispapersummarizesthedetailedtechniquesforthere-placementofpottyperubberbearingandputsforwardrelevanttechnologicalrisks,conventionalconstructionmethodsandmattersneedingattentioninthereplacement.Itcanbeusedasthereferenceforsimilarprojects.Keywords bridge;pottyperubberbearing;installation
1 引言
无论是城市桥梁还是公路桥梁,连续箱梁是常用的结构形式。为解决竖向承载力、水平位移和转动,连续箱梁目前最常用的是盆式橡胶支座。盆式支座的安装与更换是桥梁施工与维护的重要环节,已经引起业内人士的高度重视。
盆式橡胶支座工作原理是利用被封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的体积不可压缩性的特点,将桥梁上部的结构反力可靠地传递到墩台上,并实现桥梁梁端的转动,同时依靠四氟乙烯板与不锈钢板之间的自由滑移,来适应桥梁上部结构由于气温变化、混凝土徐变及收缩等因素引起的水平位移。盆式橡胶支座且能满足较大支承反力、一定的水平位移和竖向转动要求,从而保证
桥梁的使用安全。
2 桥梁盆式橡胶支座分类
(1)按使用性能分类(见表1)
表1 按使用性能分类
支座类别双向活动支座单向活动支座固定支座
代号SXDXGD
使用性质
具有竖向承载、竖向转动和多向滑移具有竖向承载、竖向转动和单向滑移
具有竖向承载、竖向转动
(2)按适用温度范围分类(见表2)
表2 按适用温度范围分类
支座类别常温支座耐寒支座
F代号
适用温度范围-25~60e-40~60e
收稿日期:2009-02-08
(3)支座代号含意示例
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铁道建筑技术 RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY 2009(4)
¹GPZ15SXF:表示GPZ系列中设计承载力为15MN的双向(多向)活动的耐寒型盆式支座。
ºGPZ35DX:表示GPZ系列中设计承载力为35MN的单向活动常温型盆式支座。
»GPZ35GD:表示GPZ系列中设计承载力为35MN的固定常温型的盆式支座。
支座四角高差/mm
表3 支座安装质量标准
检查项目
支座中心与主梁中线/mm
高程
承压力[5000kN承压力>5000kN
规定值或允许偏差值/mm应重合,最大偏差
符合设计要求
根据安装时的温度与年平均最高、最低温差计算确定
应平行,偏差
支座上下各部件纵轴线
顺桥向最大位移/mm双向活动支座横桥向
最大位移/mm
活动支座
横轴线错位距离/mm支座上下挡块最大偏差的交叉角
3 盆式橡胶支座的安装
(1)安装前要检查支座安装面的高程、平整度、水平度、支座安装/十0字定位线是否合格;垫层预留厚度、砂浆垫层的配比、工作度是否满足施工需要;垫层的强度、支座的型号是否满足设计要求;支座的合格证、复试报告是否齐全有效。
(2)安装方法¹先垫后灌筑法
a.在垫石安装面上,先用干硬性环氧砂浆铺垫找平,略高于支座底面1~2mm,砂浆铺垫范围应避开抗震螺栓预留孔洞位置。
b.支座吊装保持整体水平,避免碰撞垫石面,用4~8个楔铁(当支座较大时采用8个楔铁)作为临时支撑,用来调控高程,楔铁伸进支座下2~3cm,待垫层砂浆初凝后退出楔铁。
c.再次复核支座安装的高程、水平度、位置、底脚螺栓的埋深、垂直度无误后,灌入同强度等级的环氧砂浆。
º一次灌筑法
a.先在垫石面上用4~8块楔铁,以调整支座高程及水平度。
b.再把支座的4个地脚螺栓将支座进行可靠固定。
c.退出楔铁,复核支座安装的型号、高程、水平度、位置,检查支座垫层模板。
d.检查无误后,支设简易模板一次浇筑自密性大流动度垫层砂浆。
e.养生。
(3)支座安装的质量标准(见表3)24
4 盆式橡胶支座更换
由于橡胶老化、提高行车荷载等级、支座产品质量以及安装质量等原因,更换支座工程也日益增多。
笔者现结合某工程实践,就盆式橡胶支座更换的主要技术问题作初步的探讨。
(1)更换盆式橡胶支座主要技术风险
¹盆式橡胶支座一般应用于现浇箱梁,由于现浇梁体一般重量较大,需要较大顶升力,千斤顶等顶升设备和支撑架体需要较大安全储备。
º不管是局部顶升还是整体顶升,都会存在各部位顶升位移差的问题,容易导致梁体内较大的应力变化,进而导致梁体开裂,严重时可能导致梁体破坏。
»一般情况下,梁体顶升高度受到严格控制,更换和安装支座难度较大,容易产生旧支座拆除困难或新支座无法安装等的情况。
综合上述技术风险,在支座更换前应仔细调查研究,制定切实可行的实施方案,切忌盲目施工,以免造成顶升时无法启动、支撑体变形过大或倒塌、各部位位移无法有效控制、顶升上去无法拆除旧支座或无法安装新支座,导致支座更换工程失败。(2)技术要点
¹根据实际情况确定原则性顶升方案,即局部顶升还是整体顶升。局部顶升的优点是易于顶升控制,减少设备投入;缺点是顶升易导致梁体变形大,工期长。整体顶升优点是易于控制梁体内应力,工期较短,但需要投入更多的顶升设备和人员,顶升过
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程中各部位变形协调控制困难。如果设计允许,尽量优先采用局部顶升。
º根据梁体结构形式和设计参数,计算各部位理论顶升反力的数值,根据反力大小确定适宜的千斤顶数量和型号。在选型时应遵循/大型、数量适中、分级可控0的基本原则。
大型:是指尽可能选择安全储备系数较大的千斤顶型号,如选择千斤顶时应保证实际顶升力小于理论最大顶升力的75%。
数量适中:是指不宜采用较多的千斤顶以实现总顶力的要求,同时又不宜过少,即每个支座两侧至少应该有一个千斤顶。千斤顶多会增大协同工作困难,过少会导致启动困难或一旦个别千斤顶出现故障将影响顶升整个进程。
分级可控:应优先选用带有同步顶升信息控制系统的顶升设备或带有节流阀控制的千斤顶设备,以实现顶升同步或差值限制控制。
»要合理选择顶升点设置位置,避免混凝土局部破坏。要根据设计图纸,把千斤顶着力顶面布置在横梁以内,或者采用横梁或纵梁的方式将顶升受力面调整到横梁范围以内。有条件的优先将千斤顶布置在盖梁上接近支座位置附近。受力面宜采用楔铁,增大受力面积,调整箱梁底纵横坡度,保证千斤顶能垂直施力。
¼当盖梁与梁底空间无法满足千斤顶布设要求时,应采取承力柱的方式作为千斤顶的后背。在墩柱不高时应将承力柱置于承台上,否则应处理好基础,保证基础强度和变形满足顶升需求。当墩柱过高时或水中墩宜采用抱箍法,将承力柱置于抱箍牛腿之上。承力柱设计应保证足够的强度和刚度。承力柱宜优先采用钢管形式。
½顶升方案中应详细制定顶升过程中的指挥调度、信息传递、反馈机制,保证全过程严格受控。应优先选用对讲机进行同步信息传递,明确各级管理、作业人员职责和分工。
¾顶升方案中应明确各种风险的应急控制措施,制定若干套应急调整方案,按最有利的方案实施,按最不利的方案准备,以防止发生严重质量事故和安全事故。
¿顶升方案应明确顶升过程同步位移或差值限值控制方法和措施,必要时辅以位移、应力、应变等的实时监控和量测,以保证既有梁体的安全。
图1 现浇梁施工方案
À旧支座拆除和新支座安装方法要在顶升方案中进行详细说明。特别是新支座安装与桥梁施工时的安装工艺方法,由于不同时期不同条件的制约,有很大的不同,可能存在支座安装方法的局部调整,要在方案中进行明确。
(3)工程案例某工程中的连续箱梁的两个中墩(B、C轴)的抗震支座需要全部进行更换,该桥为连续三跨,全长126m,每个墩柱上分别有两个GD15型抗震盆式橡胶支座。施工总体方案:该箱梁全长总重5400余,t两个中墩计算反力分别为2200t和1800t左右。工程采用局部顶升方案,即两个中墩同时起顶,两个边墩不动。根据设计计算允许最大顶升高度小于80mm,实际需要顶升高度60~70mm。本工程中选用了1000t液压千斤顶,共8台,分别在每个支座两侧设置1台千斤顶,承压面在横梁内,承力柱为双D900钢管。见图1
。
施工主要方案及过程控制要点如下。
¹施工准备工作。该阶段主要工作包括编制详
细的箱梁顶升、支座更换施工方案、桥梁顶升控制与安全监测方案;组织专家论证,根据专家意见修改完善各项方案;组织设备、材料和人员进场,对特殊材料进行定型加工制作(如千斤顶顶面楔铁需根据箱梁底板横纵坡进行精确铣铇);组织人员学习施工方案,对操作人员进行安全进场教育;进场新支座进行试验检测;布设监测系统等。
º安装承力设施和施工脚手架。承力设施要根据支反力以及实际的偏心状况进行强度、刚度和稳定性验算,必要时对局部刚度进行验算,同时对混凝土承压面进行局部承压强度计算。本工程中采用壁
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厚为12mm的D900双钢管作为每个千斤顶的垂直受力支撑体,落在承台混凝土上,经计算满足各项要求,同时为加强稳定性,对钢立柱之间采用工字钢或槽刚进行了横向连接。承力柱横向设工型横梁,作为千斤顶基础,本工程中横梁高度为600mm。在横梁上下翼缘板间加焊肋板,以提高局部刚度。同时为增大混凝土局部承压面面积,采用厚30~40mm的600mm@600mm钢板做千斤顶顶部楔铁,能够满足混凝土局部承压强度要求。施工脚手架只要满足支座更换操作即可。
»安装调试千斤顶和油泵。在承力柱及横梁安装完成后,安装千斤顶前要在横梁上焊找平钢板,使千斤顶保持水平状态。千斤顶就位并安装好顶部楔铁后,在正式顶升前进行系统测试,以检测油泵、油路、千斤顶工作性能等系统工作是否正常。箱梁顶升用千斤顶在使用前应进行检验,检查千斤顶是否在工作荷载下正常工作和有较长时间的持荷状态。
¼试顶升。在正式顶升前进行试顶升,主要目的是检查各项准备工作是否到位、信息指令与反馈系统是否畅通、人员分工是否有效、监控量测系统是否正常、顶升基本参数偏差情况等。通过试顶升查找问题,及时纠正,保证正式顶升有足够的把握。
½箱梁顶升。正式顶升时严格按试顶升后确定的顶升步骤予以实施。本工程的千斤顶以人工控制节流阀的方式按规定的相邻部位相对高程差值的最大允许限值进行控制,顶升时采用了分级顶升的方式。本工程中设定了纵向两轴差值小于10mm、横向小于5mm的预定限制差值目标。根据设计允许最大限值为80mm,实际本工程顶升高度平均为65mm。根据试顶升的情况,在正式顶升时采用了10mm的顶升分级,即平均顶升10mm左右时停止顶升,检查各部位情况,加垫盖梁上辅助钢垫板,随顶随垫,保证桥梁顶升安全。
¾监控与量测。由于本工程中采用的千斤顶型号大,实现电脑控制同步顶升的难度大,因此采用了手动控制千斤顶,采用精密位移器采集顶升位移数据并集成到控制系统终端电脑,通过电脑终端显示各部位位移数值,在电脑显示终端处设指挥室,实时统一下达各步骤操作指令,保证顶升同步进行。本工程中纵向两轴差值实际控制最大8mm,横向最大4mm,达到了预先设定的要求,顶升26
过程比较顺利。
¿支座拆除与安装。在箱梁顶升到位后,锁定千斤顶,使千斤顶处于报压状态,同时做好临时支垫。支座拆除工作相对简单,主要将抗震螺栓拧脱,在支座下设简易滑道,人工将支座拖拽出盖梁,吊车运走。
新支座安装前,要对原支座垫石部位进行清理凿除。由于一般支座安装时箱梁尚未施工,施工方法可参照前文。本工程受上部结构以及顶升高度制约,无法按上述工艺方法实施。本工程采用了加设钢板垫板的方式予以解决,即将残留垫石或填充物凿除后,露出抗震螺栓外套筒,将预先割好孔洞的钢垫板套装到锚固螺栓外套筒上,在将钢板与套筒进行焊接。本工程采用了厚35mm的Q345钢板,经验算,符合局部抗剪挤压受力要求。待新支座安装完成后再将支座底钢板与钢板垫板焊接在一起,焊接时注意分段施焊,防止局部过热影响支座内部橡胶垫的质量。
在千斤顶持荷期间,要经常检查千斤顶油压状态,一旦发现有油压下降较大时要重新补压,保证千斤顶报压均衡。
À箱梁落梁。新支座安装完成,检查支座安装质量符合标准要求后,进行落梁施工。落梁施工同样采用与顶升相同的监控与量测方法,统一协调各部位均衡落下,同样要按上文要求的限值进行控制。
5 结束语
桥梁支座是桥梁结构中把水平构件所受到的荷载集中传递给竖向受力构件的主要传力装置,具有承上启下的重要作用,同时桥梁支座也是传导车辆制动力、补偿纵向梁体收缩、增大竖向阻尼的主要构件,因此支座的加工、采购、安装、检修以及更换工作非常重要。因此笔者认为:
(1)桥梁支座生产厂家要高度重视支座加工质量,逐步提高工艺水平;
(2)使用单位应加强桥梁支座的采购管理,慎重选择生产厂家,优选质优、价廉的合格供应商;
(3)施工单位要加强安装过程中的技术管理和质量控制,应把支座安装作为重要分项工程来抓;
(4)更换支座应因地制宜,在有效保证梁体安全的前提下编制切实可行的方案,同时加强现场监控量测工作。
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李红专 杨国良
(北京城建道桥建设集团有限公司 北京 100022)
摘 要 论述了桥梁工程中常用的盆式橡胶支座类型、施工工艺方法、安装质量标准,并结合工程实践,对盆式橡胶支座更换施工作了较详细的技术总结,提出了支座更换的技术风险、常规施工方法和施工注意要点,可供类似工程参考借鉴。
关键词 桥梁 盆式橡胶支座 安装
中图分类号 U443.1 文献标识码 B 文章编号 1009-4539(2009)04-0023-04
TheInstallationandReplacementofBridgePotTypeRubberBearing
LiHongzhuan,YangGuoliang
(BeijingUrbanConstructionRoad&BridgeGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China)
Abstract Thispaperdiscussesthetypes,handicraftandinstallationqualitystandardsofthepottyperubberbearingcom-monlyusedinbridgework.Combinedwithconstructionpractice,thispapersummarizesthedetailedtechniquesforthere-placementofpottyperubberbearingandputsforwardrelevanttechnologicalrisks,conventionalconstructionmethodsandmattersneedingattentioninthereplacement.Itcanbeusedasthereferenceforsimilarprojects.Keywords bridge;pottyperubberbearing;installation
1 引言
无论是城市桥梁还是公路桥梁,连续箱梁是常用的结构形式。为解决竖向承载力、水平位移和转动,连续箱梁目前最常用的是盆式橡胶支座。盆式支座的安装与更换是桥梁施工与维护的重要环节,已经引起业内人士的高度重视。
盆式橡胶支座工作原理是利用被封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的体积不可压缩性的特点,将桥梁上部的结构反力可靠地传递到墩台上,并实现桥梁梁端的转动,同时依靠四氟乙烯板与不锈钢板之间的自由滑移,来适应桥梁上部结构由于气温变化、混凝土徐变及收缩等因素引起的水平位移。盆式橡胶支座且能满足较大支承反力、一定的水平位移和竖向转动要求,从而保证
桥梁的使用安全。
2 桥梁盆式橡胶支座分类
(1)按使用性能分类(见表1)
表1 按使用性能分类
支座类别双向活动支座单向活动支座固定支座
代号SXDXGD
使用性质
具有竖向承载、竖向转动和多向滑移具有竖向承载、竖向转动和单向滑移
具有竖向承载、竖向转动
(2)按适用温度范围分类(见表2)
表2 按适用温度范围分类
支座类别常温支座耐寒支座
F代号
适用温度范围-25~60e-40~60e
收稿日期:2009-02-08
(3)支座代号含意示例
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¹GPZ15SXF:表示GPZ系列中设计承载力为15MN的双向(多向)活动的耐寒型盆式支座。
ºGPZ35DX:表示GPZ系列中设计承载力为35MN的单向活动常温型盆式支座。
»GPZ35GD:表示GPZ系列中设计承载力为35MN的固定常温型的盆式支座。
支座四角高差/mm
表3 支座安装质量标准
检查项目
支座中心与主梁中线/mm
高程
承压力[5000kN承压力>5000kN
规定值或允许偏差值/mm应重合,最大偏差
符合设计要求
根据安装时的温度与年平均最高、最低温差计算确定
应平行,偏差
支座上下各部件纵轴线
顺桥向最大位移/mm双向活动支座横桥向
最大位移/mm
活动支座
横轴线错位距离/mm支座上下挡块最大偏差的交叉角
3 盆式橡胶支座的安装
(1)安装前要检查支座安装面的高程、平整度、水平度、支座安装/十0字定位线是否合格;垫层预留厚度、砂浆垫层的配比、工作度是否满足施工需要;垫层的强度、支座的型号是否满足设计要求;支座的合格证、复试报告是否齐全有效。
(2)安装方法¹先垫后灌筑法
a.在垫石安装面上,先用干硬性环氧砂浆铺垫找平,略高于支座底面1~2mm,砂浆铺垫范围应避开抗震螺栓预留孔洞位置。
b.支座吊装保持整体水平,避免碰撞垫石面,用4~8个楔铁(当支座较大时采用8个楔铁)作为临时支撑,用来调控高程,楔铁伸进支座下2~3cm,待垫层砂浆初凝后退出楔铁。
c.再次复核支座安装的高程、水平度、位置、底脚螺栓的埋深、垂直度无误后,灌入同强度等级的环氧砂浆。
º一次灌筑法
a.先在垫石面上用4~8块楔铁,以调整支座高程及水平度。
b.再把支座的4个地脚螺栓将支座进行可靠固定。
c.退出楔铁,复核支座安装的型号、高程、水平度、位置,检查支座垫层模板。
d.检查无误后,支设简易模板一次浇筑自密性大流动度垫层砂浆。
e.养生。
(3)支座安装的质量标准(见表3)24
4 盆式橡胶支座更换
由于橡胶老化、提高行车荷载等级、支座产品质量以及安装质量等原因,更换支座工程也日益增多。
笔者现结合某工程实践,就盆式橡胶支座更换的主要技术问题作初步的探讨。
(1)更换盆式橡胶支座主要技术风险
¹盆式橡胶支座一般应用于现浇箱梁,由于现浇梁体一般重量较大,需要较大顶升力,千斤顶等顶升设备和支撑架体需要较大安全储备。
º不管是局部顶升还是整体顶升,都会存在各部位顶升位移差的问题,容易导致梁体内较大的应力变化,进而导致梁体开裂,严重时可能导致梁体破坏。
»一般情况下,梁体顶升高度受到严格控制,更换和安装支座难度较大,容易产生旧支座拆除困难或新支座无法安装等的情况。
综合上述技术风险,在支座更换前应仔细调查研究,制定切实可行的实施方案,切忌盲目施工,以免造成顶升时无法启动、支撑体变形过大或倒塌、各部位位移无法有效控制、顶升上去无法拆除旧支座或无法安装新支座,导致支座更换工程失败。(2)技术要点
¹根据实际情况确定原则性顶升方案,即局部顶升还是整体顶升。局部顶升的优点是易于顶升控制,减少设备投入;缺点是顶升易导致梁体变形大,工期长。整体顶升优点是易于控制梁体内应力,工期较短,但需要投入更多的顶升设备和人员,顶升过
铁道建筑技术 RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY 2009(4)
程中各部位变形协调控制困难。如果设计允许,尽量优先采用局部顶升。
º根据梁体结构形式和设计参数,计算各部位理论顶升反力的数值,根据反力大小确定适宜的千斤顶数量和型号。在选型时应遵循/大型、数量适中、分级可控0的基本原则。
大型:是指尽可能选择安全储备系数较大的千斤顶型号,如选择千斤顶时应保证实际顶升力小于理论最大顶升力的75%。
数量适中:是指不宜采用较多的千斤顶以实现总顶力的要求,同时又不宜过少,即每个支座两侧至少应该有一个千斤顶。千斤顶多会增大协同工作困难,过少会导致启动困难或一旦个别千斤顶出现故障将影响顶升整个进程。
分级可控:应优先选用带有同步顶升信息控制系统的顶升设备或带有节流阀控制的千斤顶设备,以实现顶升同步或差值限制控制。
»要合理选择顶升点设置位置,避免混凝土局部破坏。要根据设计图纸,把千斤顶着力顶面布置在横梁以内,或者采用横梁或纵梁的方式将顶升受力面调整到横梁范围以内。有条件的优先将千斤顶布置在盖梁上接近支座位置附近。受力面宜采用楔铁,增大受力面积,调整箱梁底纵横坡度,保证千斤顶能垂直施力。
¼当盖梁与梁底空间无法满足千斤顶布设要求时,应采取承力柱的方式作为千斤顶的后背。在墩柱不高时应将承力柱置于承台上,否则应处理好基础,保证基础强度和变形满足顶升需求。当墩柱过高时或水中墩宜采用抱箍法,将承力柱置于抱箍牛腿之上。承力柱设计应保证足够的强度和刚度。承力柱宜优先采用钢管形式。
½顶升方案中应详细制定顶升过程中的指挥调度、信息传递、反馈机制,保证全过程严格受控。应优先选用对讲机进行同步信息传递,明确各级管理、作业人员职责和分工。
¾顶升方案中应明确各种风险的应急控制措施,制定若干套应急调整方案,按最有利的方案实施,按最不利的方案准备,以防止发生严重质量事故和安全事故。
¿顶升方案应明确顶升过程同步位移或差值限值控制方法和措施,必要时辅以位移、应力、应变等的实时监控和量测,以保证既有梁体的安全。
图1 现浇梁施工方案
À旧支座拆除和新支座安装方法要在顶升方案中进行详细说明。特别是新支座安装与桥梁施工时的安装工艺方法,由于不同时期不同条件的制约,有很大的不同,可能存在支座安装方法的局部调整,要在方案中进行明确。
(3)工程案例某工程中的连续箱梁的两个中墩(B、C轴)的抗震支座需要全部进行更换,该桥为连续三跨,全长126m,每个墩柱上分别有两个GD15型抗震盆式橡胶支座。施工总体方案:该箱梁全长总重5400余,t两个中墩计算反力分别为2200t和1800t左右。工程采用局部顶升方案,即两个中墩同时起顶,两个边墩不动。根据设计计算允许最大顶升高度小于80mm,实际需要顶升高度60~70mm。本工程中选用了1000t液压千斤顶,共8台,分别在每个支座两侧设置1台千斤顶,承压面在横梁内,承力柱为双D900钢管。见图1
。
施工主要方案及过程控制要点如下。
¹施工准备工作。该阶段主要工作包括编制详
细的箱梁顶升、支座更换施工方案、桥梁顶升控制与安全监测方案;组织专家论证,根据专家意见修改完善各项方案;组织设备、材料和人员进场,对特殊材料进行定型加工制作(如千斤顶顶面楔铁需根据箱梁底板横纵坡进行精确铣铇);组织人员学习施工方案,对操作人员进行安全进场教育;进场新支座进行试验检测;布设监测系统等。
º安装承力设施和施工脚手架。承力设施要根据支反力以及实际的偏心状况进行强度、刚度和稳定性验算,必要时对局部刚度进行验算,同时对混凝土承压面进行局部承压强度计算。本工程中采用壁
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厚为12mm的D900双钢管作为每个千斤顶的垂直受力支撑体,落在承台混凝土上,经计算满足各项要求,同时为加强稳定性,对钢立柱之间采用工字钢或槽刚进行了横向连接。承力柱横向设工型横梁,作为千斤顶基础,本工程中横梁高度为600mm。在横梁上下翼缘板间加焊肋板,以提高局部刚度。同时为增大混凝土局部承压面面积,采用厚30~40mm的600mm@600mm钢板做千斤顶顶部楔铁,能够满足混凝土局部承压强度要求。施工脚手架只要满足支座更换操作即可。
»安装调试千斤顶和油泵。在承力柱及横梁安装完成后,安装千斤顶前要在横梁上焊找平钢板,使千斤顶保持水平状态。千斤顶就位并安装好顶部楔铁后,在正式顶升前进行系统测试,以检测油泵、油路、千斤顶工作性能等系统工作是否正常。箱梁顶升用千斤顶在使用前应进行检验,检查千斤顶是否在工作荷载下正常工作和有较长时间的持荷状态。
¼试顶升。在正式顶升前进行试顶升,主要目的是检查各项准备工作是否到位、信息指令与反馈系统是否畅通、人员分工是否有效、监控量测系统是否正常、顶升基本参数偏差情况等。通过试顶升查找问题,及时纠正,保证正式顶升有足够的把握。
½箱梁顶升。正式顶升时严格按试顶升后确定的顶升步骤予以实施。本工程的千斤顶以人工控制节流阀的方式按规定的相邻部位相对高程差值的最大允许限值进行控制,顶升时采用了分级顶升的方式。本工程中设定了纵向两轴差值小于10mm、横向小于5mm的预定限制差值目标。根据设计允许最大限值为80mm,实际本工程顶升高度平均为65mm。根据试顶升的情况,在正式顶升时采用了10mm的顶升分级,即平均顶升10mm左右时停止顶升,检查各部位情况,加垫盖梁上辅助钢垫板,随顶随垫,保证桥梁顶升安全。
¾监控与量测。由于本工程中采用的千斤顶型号大,实现电脑控制同步顶升的难度大,因此采用了手动控制千斤顶,采用精密位移器采集顶升位移数据并集成到控制系统终端电脑,通过电脑终端显示各部位位移数值,在电脑显示终端处设指挥室,实时统一下达各步骤操作指令,保证顶升同步进行。本工程中纵向两轴差值实际控制最大8mm,横向最大4mm,达到了预先设定的要求,顶升26
过程比较顺利。
¿支座拆除与安装。在箱梁顶升到位后,锁定千斤顶,使千斤顶处于报压状态,同时做好临时支垫。支座拆除工作相对简单,主要将抗震螺栓拧脱,在支座下设简易滑道,人工将支座拖拽出盖梁,吊车运走。
新支座安装前,要对原支座垫石部位进行清理凿除。由于一般支座安装时箱梁尚未施工,施工方法可参照前文。本工程受上部结构以及顶升高度制约,无法按上述工艺方法实施。本工程采用了加设钢板垫板的方式予以解决,即将残留垫石或填充物凿除后,露出抗震螺栓外套筒,将预先割好孔洞的钢垫板套装到锚固螺栓外套筒上,在将钢板与套筒进行焊接。本工程采用了厚35mm的Q345钢板,经验算,符合局部抗剪挤压受力要求。待新支座安装完成后再将支座底钢板与钢板垫板焊接在一起,焊接时注意分段施焊,防止局部过热影响支座内部橡胶垫的质量。
在千斤顶持荷期间,要经常检查千斤顶油压状态,一旦发现有油压下降较大时要重新补压,保证千斤顶报压均衡。
À箱梁落梁。新支座安装完成,检查支座安装质量符合标准要求后,进行落梁施工。落梁施工同样采用与顶升相同的监控与量测方法,统一协调各部位均衡落下,同样要按上文要求的限值进行控制。
5 结束语
桥梁支座是桥梁结构中把水平构件所受到的荷载集中传递给竖向受力构件的主要传力装置,具有承上启下的重要作用,同时桥梁支座也是传导车辆制动力、补偿纵向梁体收缩、增大竖向阻尼的主要构件,因此支座的加工、采购、安装、检修以及更换工作非常重要。因此笔者认为:
(1)桥梁支座生产厂家要高度重视支座加工质量,逐步提高工艺水平;
(2)使用单位应加强桥梁支座的采购管理,慎重选择生产厂家,优选质优、价廉的合格供应商;
(3)施工单位要加强安装过程中的技术管理和质量控制,应把支座安装作为重要分项工程来抓;
(4)更换支座应因地制宜,在有效保证梁体安全的前提下编制切实可行的方案,同时加强现场监控量测工作。
铁道建筑技术 RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY 2009(4)