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1、梁体移位后顶升复位施工工艺 梁体移位后顶升复位施工工艺唐赐明 重庆桥都桥梁技术有限公司 重庆 400015 摘要:桥面板纵向滑动造成升缩缝尺寸发生较大变化。为恢复梁体的正常位置,利用千斤顶等设备将梁体恢复到原有位置,保证桥梁健康安全运行。 关键词:梁体移位;伸缩缝;顶升复位;施工工艺 Abstract: Bridge panel vertical sliding causes expansion joint with great size. To restore the normal position of the beam, jacks and other equipment are use
2、d to ensure safe operation of bridge. Key words: beam shifting; expansion joint; jacking reset; construction technology 中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)前言 在高墩的弯坡斜桥中,常有梁体在气温变化、车辆荷载的作用下产生梁体整体滑移的现象。梁体的整体重量较大,怎样将梁体恢复到滑移前的状态,是一个值得探讨的问题。本文根据笔者经历的梁体复位施工实践,提出梁体复位的一种施工方式,为类似的工程情况提供一个参考。 1、工程概况 卷洞大桥位于石
3、柱县石柏公路县城至三店互通段公路K1+470K2+010段,全长540米,桥面全宽15米。上部结构采用:4+4+5三联13跨40米先简支后连续预应力混凝土T型梁。下部结构采用:U型桥台(C20混凝土)刚性扩大基础(C20片石混凝土),C30钢筋混凝土双柱式桥墩,人工挖孔灌注桩基础。桥面铺装为10cmC50防水混凝土+9cm沥青混凝土。桥台设置80型伸缩缝,4#墩和8#墩设置160型伸缩缝。0#、13#桥台和4#、8#桥墩伸缩缝处设置SX型盆式橡胶支座(规格520400100mm),2#、6#、10#墩设置GD型盆式橡胶支座(规格510510110mm),1#、3#、5#、7#、9#、11#、1
4、2#墩设置DX型盆式橡胶支座(规格620600115mm)。 检查评估报告2011年12月29日中反映:该桥主要结构病害严重,存在重大安全隐患;桥梁技术状况等级评定为4类,处于不合格状态;必须及时对存在的病害进行维修处治。 2、桥梁病害情况 根据检查评估报告反映,该桥主要存在以下病害: 1伸缩缝 本桥0#桥台、13#桥台处伸缩装置为80型,4#墩、8#墩处伸缩装置为160型。检查结果为:0号台伸缩缝伸缩量偏大,止水带破坏;13号台桥梁伸缩缝伸缩量严重超标,止水带破坏;4号墩伸缩缝伸缩量偏小,止水带破坏;8号墩伸缩缝伸缩量偏小。伸缩缝处台帽及盖梁上堆满了建筑垃圾。详细结果如表1.1: 表1.1
5、伸缩缝检查结果位置伸缩缝规格当前缝宽测量值cm当前缝宽正常范围cm 状态13号台80型12.0 5-6伸缩量超过极值,止水带破损8号墩160型4 11-13伸缩量严重不足4号墩160型6.6 11-13伸缩量严重不足,止水带破损0号台80型7.2 5-6伸缩量偏大,止水带破损 2支座1)部分支座滑移值超出规范允许值 4#、8#、9#墩及13#桥台支座滑移值超过规范允许范围。支座滑移量测结果见表2.1。 表2.1支座上钢板相对支座位移情况汇总表 支座位置 支座上钢板相对支座滑移方向及滑移值 13#台双向滑动支座 向石柱城区方向滑移min13cm,16.5cm 12#墩单向滑动支座 基本无滑移 1
6、1#墩单向滑动支座 基本无滑移 10#墩固定支座 基本无滑移 9#墩单向滑动支座 向石柱城区方向滑移min6.5cm,7cm 8#墩前排双向滑动支座 向收费站方向滑移min20cm,30cm 4#墩前排双向滑动支座 向石柱城区方向滑移min10.5cm,13.4cm备注:前排为收费站侧,后排为石柱县城侧。 2)部分支座破损 8号墩全部支座四氟滑板已严重破损,4号墩前排5、6号支座和后排6号支座的四氟滑板有小面积破损。 3墩柱 4#、6#、8#、10#、11#墩柱存在不同程度的倾斜。 台帽及伸缩缝处盖梁上有大量的垃圾堆积,抑制了梁体的自由变形伸缩。 3、桥梁病害产生的原因分析 3.1、第三联病害
7、产生的原因 3.1.1 13号台伸缩缝为80型伸缩缝,当前正常伸缩变形范围应在5-6cm,目前达到12.0cm,已超出正常范围约6.0cm。 产生病害的原因是因为9-13跨这一联梁体(第三联)向石柱县城方向滑移所致。冬季桥梁收缩使伸缩缝张开,形成较大缝宽。大量的超载车辆驶向石柱县城方向,为下坡方向,车速较快,对桥梁形成的冲击荷载较大,形成对第三联梁体形成向石柱县城方向的水平推力,推动该联梁体向石柱县城方向滑移;伸缩缝止水带破坏后,垃圾不断流入并堆积在梁端与桥台背墙之间的空隙,养护过程中没有及时更换止水带和清理垃圾,这就抑制了梁体的自由恢复。长期作用下,致使伸缩缝缝宽不断增大,形成目前的状况。
8、3.1.2 10号墩为固定墩,测量表明该墩柱向石柱方向倾斜9.5cm。病害产生的原因是由于该墩是固定墩,第三联梁体在温度变形、车辆动荷载冲击、垃圾淤积等情况下带动桥墩一起变形所致。墩柱倾斜值和伸缩缝变形超标值之间的差异由墩柱施工垂直度误差、伸缩缝安装误差和测量误差等几方面原因形成,可以判断10#墩实际倾斜值小于测量值。 3.1.3 8#墩柱向收费站方向倾斜约10.2cm,其上的支座相对于梁体向收费站方向滑移(最小20cm,最大30cm),支座已严重破坏,失去滑动功能。检查还发现本应与梁体成一定夹角(等于桥面纵坡)的梁底预埋钢板与梁底平行了。 病害产生的原因是由于8#墩梁底预埋钢板安装存在误差,
9、使支座的支撑面不水平,从梁体传递到支座的荷载形成了对支座及桥墩的水平分力,长期作用下,致使8#墩向收费站方向(上坡方向)倾斜。同时也带动支座向收费站方向滑移。 8#桥墩倾斜后,其弹性回复现象对10#桥墩的变形恢复有抑制作用。同理,10#桥墩的弹性回复现象对8#桥墩的变形恢复也有抑制作用。由于两个桥墩的变形和恢复存在时间差,这就导致两个桥墩的变形不断累积,形成目前的状况。 3.1.4 11#墩支座基本无滑移,墩柱向石柱县城方向倾斜约8.2cm。 病害产生的原因是由于长期外力作用致使支座滑移功能受损。该墩支座为单向滑动支座,在梁体向石柱县城方向滑移时,本应产生向收费站方向的相对滑移,结合实际无滑移
10、的情况可以判断,支座的滑移功能受到抑制,形成固定支座,致使梁体滑移带动桥墩偏移,表现为向石柱县城方向倾斜。 3.1.5 桥墩刚度不足以抵抗荷载作用下的变形,也是倾斜产生的原因之一。 3.1.6 8#墩伸缩缝伸缩量偏小是由于第三联梁体向石柱县城方向滑移,抵消了梁体的收缩量形成的。支座破坏是由于过量滑移所致。 3.1.7 伸缩缝处台帽、及盖梁上堆集的建筑垃圾也影响了梁体的正常变形。 3.2、第二联病害产生的原因 第二联病害产生的原因与第三联基本相同,具体为: 3.2.1 6号固定墩在冲击荷载作用下向石柱县城方向倾斜; 3.2.2 4号桥墩在荷载形成的水平推力作用下向收费站方向倾斜; 3.2.3 5
11、号墩倾斜量不大,估计是由于施工控制偏差所致; 3.2.4 4号墩伸缩缝伸缩量偏小是由于第二联梁体总体上也向石柱县城方向滑移,抵消了梁体的收缩量形成的。支座破坏是由于过量滑移所致。 第三联梁体顶推复位 在8#墩上第八跨和第九跨的梁端之间设置反力架安装300KN同步千斤顶12台,作为主要顶推设备,负责承担克服第三联摩擦力顶推的任务;在13#桥台的梁端横隔板和台帽之间设置反力架安装100KN同步千斤顶10台,作为辅助顶推设备,负责牵引第三联梁体向着预定方向滑移。 第三联梁体共5跨,其中10#墩为固定墩,与支座间产生摩擦力的荷载有4跨。10#墩、11#墩已出现弹性变形,弹力有助于减小梁体复位所需的推力
12、。故本工况只考虑4跨荷载。 4跨荷载产生的摩擦力为f1f436441456KN 8#墩每台千斤顶需输出的推力T1f1/12122KN(千斤顶满足要求) 每台千斤顶的与混凝土的接触点都用8mm厚2020cm的钢板支垫,则推力对混凝土产生的压强为122000/0.04m/10000003.05MPa远远小于C50混凝土的抗压强度,满足要求。 4、施工顺序 4.1 现场测量 4.1.1 伸缩缝的宽度测量,用钢直尺或游标卡尺量测伸缩缝的宽度变化值,并结合气温及计算,兼顾考虑施工时形成的安装误差,估算梁体的滑移距离(检查结果见表1-1)。 4.1.2 通过在墩柱中心及支座位置中心测量相对距离,测量出中心
13、的位置偏斜,检查支座的滑移量。 4.1.3 用全站仪在桥梁纵向及垂直方向分别进行测量,测量墩柱的偏斜量,并分析原因。 4.1.4 确定需要处理的墩柱及需要墩柱回复的距离。 4.1.5 确定需要处理的梁体及需要梁体回复的距离。 4.2 吊架搭设 因桥梁墩柱较高,达2030米,为了便于处理在需要处理的盖梁位置设立吊架,形成操作平台。 4.3 伸缩缝的垃圾清理 将伸缩缝处的建筑垃圾逐步清理。建筑垃圾清理后,伸缩缝在清理后部分回复23cm。由此可以说明,我们在上面的原因分析中实正确的。 4.4 非固结墩柱处支座滑面改造 第三联为例阐述梁体复位方法如下: 垂直同步顶升9#、11#、12#墩和13#台梁体
14、(逐墩顶升),对支座滑动面进行处治,使滑动面处于水平状态,同时控制摩擦系数不大于0.03。处治完毕后落梁。 4.5 固结不需移动的伸缩缝 将0#桥台、第一联梁体、4#桥墩、第二联梁体以及8#桥墩用钢板连接成一个整体,使第一联、第二联梁体在水平推力作用下不能向0#桥台方向滑动 4.6 梁体顶推复位(测量梁体移动距离) 在8#桥墩第九跨梁体端头和第八跨梁体端头之间设置反力架,两个反力架之间水平安装20吨同步顶升千斤顶12台;在13#桥台梁端横隔板和梁体腹板连接位置附近设置支撑点,同时在支撑点对应的台帽上合适位置设置反力架,在支撑点和反力架之间水平安装10吨同步顶升千斤顶10台(安装示意图及受力计算
15、书附后); 用8#墩和13#台的两套千斤顶水平同步顶升梁体,使其向收费站方向滑移复位。复位过程中需要对10#墩柱进行监控测量,通过控制10#墩柱的垂直度满足规范要求来确定复位滑移量(约为9cm)。如果伸缩缝缝宽不足以满足夏季梁体变形伸长的需要,则需重新安装伸缩缝。 4.7 解除千斤顶(测量梁体回复距离) 拆除水平顶升系统,量测千斤顶拆除前后梁体伸缩缝的宽度变化。经实际量测,在拆除千斤顶后,伸缩缝往回移动5mm,伸缩缝没有出现较大的变动。 4.8 修复其他病害 5、小结 经卷洞大桥的梁体移位后顶升复位施工实践,可以说明顶升复位是成功的,可以为大家在类似施工实践中提供一个参考。 参考文献 1 姚玲森 桥梁工程 北京:人民交通出版社 2 中交公路规划设计院 公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004 北京:人民交通出版社 3 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 公路桥梁加固设计规范JTG/T J22-2008 北京:人民交通出版社
