橋梁支座更換施工過程中如何能不破壞橋梁的結(jié)構(gòu)

橋梁支座更換施工過程中如何能不破壞橋梁的結(jié)構(gòu),由于我國在上世紀(jì)八、九十年代建造的許多橋梁(主要是空心板和T梁居多)現(xiàn)在檢查發(fā)現(xiàn)多數(shù)橋梁橡膠支座經(jīng)過多年使用后已經(jīng)損壞、移位。因此，橡膠支座到一定年份損壞后就要更換，而且這些橋梁現(xiàn)在仍然承擔(dān)著重要的交通運(yùn)輸任務(wù)，為了保證橋梁的行車安全和交通的通暢，必須在不斷交通的情況下更換舊支座，采用普通的千斤頂根本沒有辦法更換橡膠支座。

在橋梁頂升過程中使用氣囊千斤頂是近年新開發(fā)的一種頂升設(shè)備，主要配置有：氣囊膠墊、高壓膠管、氣壓分流器、高壓氣泵、制系統(tǒng)、電子監(jiān)控等。氣囊千斤頂由高質(zhì)橡膠鋼絲材料制成，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計(jì)最大應(yīng)力1.6MPa，承受最大荷載40t；氣囊?guī)缀纬叽鐬椋洪L70cm，寬58cm，厚3cm。由于其結(jié)構(gòu)尺寸較小，特別是厚度超薄，實(shí)現(xiàn)了其他千斤頂所無法滿足的所需要施工空間小的要求，所以"超低高度氣囊式千斤頂"可以直接在蓋梁上起頂適合于空心板梁頂升以及頂升間隙較小的物體。"超低高度氣囊式千斤頂"不僅在結(jié)構(gòu)尺寸上滿足了直接在蓋梁上起頂及頂升間隙小的要求，同時在頂起施工時的受力分析也完全符合有關(guān)要求。為了確保工程施工作業(yè)的順利進(jìn)行，做到心中有數(shù)，對空心板的受力、變形做了分析，并進(jìn)行了力學(xué)計(jì)算，重在了解結(jié)構(gòu)受力后內(nèi)部變化情況。

計(jì)算模型及參數(shù)取一座30m跨空心板橋作為算例，主要計(jì)算空心板的橫向受力，尤其是底板部位的橫向受力。分析計(jì)算按平面應(yīng)力模型進(jìn)行，單元采用8節(jié)點(diǎn)等參元?？v向受力長度偏于保守地取用氣囊的順橋向長度L一70cm。對于30m跨徑空心板橋，計(jì)算荷載：梁自重為43t，二期恒載為9t。計(jì)算結(jié)果通過有限元計(jì)算，支座更換施工過程中，梁體所受的最大剪應(yīng)力為1.03MPa。梁體的最大主拉應(yīng)力5。一3.33MPa，大于正常使用階段荷載組合Ⅱ下的c40混凝土容許主拉應(yīng)力[d：-]一2.34MPd；與施工階段受彎構(gòu)件中c40混凝土容許主拉應(yīng)力[鰳]一3.38MPa非常接近。但考慮到出現(xiàn)較大主拉應(yīng)力的范圍較小，并且計(jì)算時采用了比較保守的縱橋向只有70cm的梁體參與受力的假定，所以頂升過程中，梁體主拉應(yīng)力基本處于安全范圍內(nèi)。梁體最大主壓應(yīng)力S。：==2.73MPa，遠(yuǎn)小于正常使用階段c40混凝土的容許主壓應(yīng)力一18.2MPa。因此，梁體的主壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

為了解決這個問題，我公司根據(jù)多年的預(yù)力施工經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)公司現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢，成功的研制開發(fā)了分離式可控起頂系統(tǒng)，該系統(tǒng)在保證橋梁不間斷交通正常營運(yùn)下，不要破壞橋梁結(jié)構(gòu)(且不破壞橋面連續(xù)系統(tǒng))段時間單邊斷交通的情況下安全，快捷的更換受損支座。該系統(tǒng)可分為液壓分離式可控全自動起頂系統(tǒng)和氣壓分離式可控全自動起頂系統(tǒng)。

對于"超低高度氣囊式千斤頂"的施工工藝施工的主要步驟為：準(zhǔn)備工作、試頂、整體頂升、支座更換、梁體落位等。下面以一典型工程施工進(jìn)行介紹。3.1工程簡介某空心板梁橋，每跨19片梁，橋面寬20m，橋面鋪裝層為連續(xù)結(jié)構(gòu)，空心板梁為鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。單片梁寬0.99m，高1.2m，長30m。單片梁斷面為兩箱室結(jié)構(gòu)，頂?shù)装寰?0cm，兩外腹板均厚lOcm，中腹板厚8cm，單片梁自重43t，每片梁單端設(shè)板式橡膠支座2塊，支座尺寸14cm×14cm×3cm，不設(shè)支座墊石。該橋通車至今已9年，因長時間超限車輛通行造成支座損壞嚴(yán)重，為保證橋梁安全，業(yè)主決定對支座進(jìn)行更換。

在橋梁支座更換過程中，一定要對橋梁按基礎(chǔ)、墩臺、主梁、橋面系和附屬工程逐一進(jìn)行全面檢查，并做好記錄和拍照。對于基礎(chǔ)、墩臺所存在的病害應(yīng)先進(jìn)行處治，然后再處治主梁。需更換支座的，視橋面系和附屬工程的具體情況，決定是否對橋面系和附屬工程予以保留或全部清除；需保留的，要事先對各橋孔的縱向連接予以解除，最后才進(jìn)行支座更換施工。傳統(tǒng)的施工方法，需要在可利用的擴(kuò)大基礎(chǔ)或承臺上搭設(shè)頂升支架實(shí)施作業(yè)，但頂升點(diǎn)應(yīng)盡可能地靠近原支點(diǎn)。如果沒有可以利用的擴(kuò)大基礎(chǔ)或承臺，需重新澆注臨時承重基礎(chǔ)，再搭設(shè)頂升支架實(shí)施作業(yè)，這種情況多發(fā)生在柱樁對接的橋墩或?qū)嶓w式墩臺結(jié)構(gòu)，遇到深水基礎(chǔ)更為困難。

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況，在墩臺結(jié)構(gòu)無任何病害的情況下，可直接在蓋梁頂面和空心板梁翼緣板下實(shí)施頂升，但要求千斤頂高度不超過3cm。為此可采用"超低高度氣囊式千斤頂"來實(shí)施。準(zhǔn)備工作在墩位處設(shè)置操作平臺，對于無水地段采取搭設(shè)支架方式，用普通腳手架鋼管，扣件連接即可；對于水中墩則采用船拼搭設(shè)支架。支架強(qiáng)度、穩(wěn)定性均應(yīng)滿足作業(yè)安全的要求。支架完成后，對各墩位支座進(jìn)行全面檢查，并做好記錄和編號。根據(jù)檢查情況，確定更換支座部位、橋跨和數(shù)量，再根據(jù)交通運(yùn)行『青況，制定最佳支座更換計(jì)劃。在作業(yè)前應(yīng)對千斤頂安放處進(jìn)行清理，以利于千斤頂及墊板的安放平穩(wěn)。同時確定千斤頂所使用的墊板，墊板采用鋼板(厚10mm)，尺寸不得小于14cm×14cm，在相對應(yīng)的板式支座前面放置，并準(zhǔn)備一定數(shù)量的薄鋼板或楔型鋼板，以利于在板梁頂升過程中超墊楔緊。氣囊千斤頂、氣管、閘門使用前應(yīng)進(jìn)行荷載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)各設(shè)備的有效性。3.4試頂支撐架、操作平臺、千斤頂安裝完畢后即可試