潭耒高速公路提质改造中桥梁顶升是其中改造内容之一, 也 是技术含量较高的一项工程。一期工程设计顶升主线桥 36 座, 主线互通桥 1 座,天桥 6 座。第一期工程总体进度计划中安排桥 梁顶升的工期,左幅是 2012年5月25日〜7月6日计43天, 右幅从开工的第一天 8 月 14 日至 9 月 17 日计 35 天,一个标段 顶升桥梁最多为 9 座,最少的也有 5 座,其他四个标为 7 座、8 座各半,摆在面前的任务,考验着人们的智慧和干劲。
1. 桥梁与路基纵面衔接方案
1.1基本情况: 潭耒高速公路提质改造工程采用路面大修方案, 即在原旧混 凝土路面面层上加铺 30.5cm 路面。对于主线桥梁来说,如果直 接在桥面上加铺 30.5cm 厚桥面,增加恒载太大,桥梁超负荷显 然行不通。 桥梁与路基纵面衔接, 设计提出了顶升桥梁上构和调 整主线纵坡两个方案。 顶升桥梁上构方案是通过整体抬高桥梁上 部构造的高度来消除路面铺装与桥面铺装结构厚度差, 从而实现 路面与桥面纵面平顺衔接。 调整主线纵坡方案即维持原桥梁上部 构造的高度, 在桥台搭板面层两端的路基段设置一定长度的纵坡 过渡段,挖除原旧路面和基层后,加铺 C30混凝土进行调坡,消
除路面铺装与桥面铺装结构厚度差,实现路面与桥面平顺衔接。 对于天桥来说, 桥下净空不满足正常路面加铺厚度的情况下, 采 用降低主线纵坡或抬高桥梁上部构造的方法, 达到桥下净空大于 或等于5m的要求。
2.桥梁顶升施工
主线桥根据桥梁结构各种受力状况下的计算结果富余度的
大小,新桥面铺装有两种方案。方案一:顶升上构 0.245m,对
原混凝土桥面铺装喷砂凿毛,病害处治后,再在上面依次加铺
1cm厚防水粘结层、5cm厚的沥青混凝土桥面铺装层。本方案适 用于13m 16m 20m预应力空心板梁桥。方案二:顶升上构0.295m, 对原混凝土桥面铺装喷砂凿毛, 病害处治后,加铺小于1cm的路
面环氧覆层。本方案适用于 8 m 10m钢筋混凝土空心板梁桥。
2.1施工队伍的选择。桥梁整体顶升的关键技术是同步顶 升,如何做到几十个千斤顶同步(误差 图 2-2 牛腿结构
图
2.2.1.3支架法(分配梁法)。在桥下搭设立柱支架,立柱 上安装千斤顶, 千斤顶上安放工字钢与梁底面接触。 千斤顶顶升 工字钢,由工字钢托起梁上升。该方案适用于桥下净空不高、跨 径小、地基承载能力较好的桥梁。一期工程左幅施工 K1590+215 长源分离式桥和K1588+258榜头分离式桥均采用支架法, 两桥均 为1X 10m钢筋混凝土空心板桥。该方案要对支架、工字钢梁进 行强度和稳定性验算, 对地基进行承载力验算。 先顶的长源分离 式桥试顶时, 地面破坏下沉, 重新在地面铺碎石上加大而厚钢板, 扩大立柱基础受力面积处治后成功顶升。 右幅施工再没有用该方
案。
2.2.1.4抱箍式方案。 该方案适用于独柱墩顶升连续梁, 其 具体做法是按照立柱的直径加大约 2mm在工厂加工成两个半圆 的抱箍,高度约70cm箍的上面挂在立柱上,挂的宽度以不影 响支座的拆除和安装新支座垫石为原则, 尽量宽一点, 使千斤顶 底面主要放在立柱上受力。 立柱顶面一定要修补平整后才安装抱 箍,抱箍与立柱竖向之间加垫橡胶皮, 然后用锚栓将抱箍箍紧立 柱。千斤顶安装在抱箍上面, 保证了千斤顶顶升时不破坏立柱边 缘混凝土。
图 3-4-1 抱箍式
2.2.2千斤顶的选型及千斤顶的布置。 选择千斤顶要根据支座反力来确定施工方案,在台(墩)直 顶空间小的首先要选用超薄千斤顶, 也要准备行程大的千斤顶在 顶升一定高度后使用。按照 60%的顶升效率确定千斤顶数量,如 100T千斤顶,按60T计算顶升力。
根据不同的结构型式布置千斤顶。 潭耒高速空心板梁桥一般 为 10片梁组成,千斤顶宜布置在 9 条绞缝处和边块的边缘,每 端布置11台千斤顶,每孔22台千斤顶。10m空心板有的一片梁 内为双空心孔,布置千斤顶应避开空心部分。总之,千斤顶应布 置在混凝土的实体处,避免顶升时将空心板顶穿。
天桥顶升多为 3 孔或 4 孔连续箱梁或连续肋板, 各个墩台上 的支座反力都不相同,一座桥要选择同样型号的千斤顶才能同 步。独柱墩上布置千斤顶横向应对称布置二对或以上, 以防横向 位移。
2.3 顶升施工工艺流程。
桥梁顶升施工工艺流程图
合格
合格
2.4顶升前的准备工作。
2.4.1预制支座垫石。 主线桥根据设计顶升高度, 按图纸预 制支座垫石,支座垫石底面要拉毛,顶面要平整,注意混凝土养 生,待混凝土强度达到 75%以上方可使用。天桥预制支座垫石前 要复测桥下净空, 测量净空最不利的位置即桥下纵坡、 横坡最高 点,结构断面尺寸最大处,确保桥下净空》 5m
2.4.2梁板与桥台混凝土必须完全分离。 预制安装的空心板桥梁, 拆除两端伸缩缝, 清除缝内的杂物, 梁板与桥台即已分离; 多孔空心板梁桥拆除桥面连续而分离; 单 孔桥只做一条伸缩缝另一端与台背墙固结的应拆除或切断固定 端。
现浇空心板13m 16m 20m预应力梁桥是在浇筑梁板混凝土
预应力张拉以后浇筑台背墙;8m 10m钢筋混凝土梁桥是现浇桥 台和背墙而后现浇梁板混凝土。 无论先浇筑梁还是后浇梁, 都是 在梁板与背墙之间放泡沫板隔开形成缝。 现浇混凝土振捣时, 泡 沫板压缩变形破坏, 加上两端参差不齐, 于是背墙与梁板粘在一
起,如果不彻底分开,根本顶不动,因此梁板与桥台彻底分离成 了顶升桥梁最耗时间、 最延误工期的关键工序。 我们请来专门从 事切割混凝土的队伍,他们的混凝土切割机,锯片 160cm可
切75cm深,对于16m 20m空心板桥,梁高加桥面 15cm厚度, 显然大于75cm,还应先凿除路面15cm或35cm深的槽,把切割 机放入槽内才能切到底。 切割前用小电钻钻探, 准确找到梁板与 背墙的界面后才切割,防止切缝切到空心板梁的锚具。
2.4.3设置横向位移限位装置。 在墩台两边安装限位装置要 有足够的强度和刚度。
2.4.4进行技术交底,组织人员进行详细分工,各守岗位, 各负其责,包括总指挥,自动控制系统操作员,千斤顶操作手, 千斤顶操作手,测量员和安全员等。
2.4.5搭设施工操作平台,安装千斤顶油压管和百分表传感 器等自动化控制系统,并进行调试。
一切准备工作完成并逐项检查无误后,可以试顶升。
2.5试顶升。 在控制台自动设置顶升最大高度 5mm逐步
加压顶升,当顶升达到设计荷载丝毫不动时,应暂停,检查、分 析顶不动的原因;排除阻力,当顶升力超过设计荷载 110〜120%
时,应停止顶升, 检查梁板与背墙粘结情况或者防震锚栓的情况, 如梁板与背墙分离不彻底, 再用切割机切割后再顶, 不可急躁蛮 干。试顶升高度宜在1cm左右。
2.6 正式顶升。 试顶升后,应进行总结,并对各项顶升设
施进行一次全面检查。然后开始正式顶升
2.6.1 开始正式顶升前,在控制台自行设置顶升最大高度
5mm- 10mm反复循环顶升,各千斤顶之间误差应控制在 2mn以
内。超薄千斤顶一个行程完成后(1cm— 2cm,行程的2/3 )应塞 钢板作临时支撑,当临时支撑达 10c m左右高时,要有钢垫块做 临时支撑,防止多层支撑钢板滑移。
2.6.2顶升过程中, 经常出现又有顶不动的现场, 是因为小 石子落入切缝中卡住了梁所致,需要重新切缝。
2.6.3顶升过程中, 勤观测各设施位移, 变形和桥面标高变 化等情况, 如有异常应停止作业。 施工中要认真详细做好各项记 录。
2 顶升达到设计顶升高度加 1cm即顶升到位,应做 如下工作:
( 1 )原垫石如有破损应清除或修补好,原盖梁高低不平, 应修补平,原支座垫石上应凿毛并清洗干净,垫石如果潮湿,应 用喷火器烘干后才能涂抹环氧混凝土胶结料安装新支座垫石, 环 氧混凝土胶结料必须符合设计要求。
(2)顶升现浇梁板的桥,检查梁端如混凝土有破损,应及 时用环氧砂浆修复,必要时还需梁底加钢板。
2.6.5落梁。 做到同步缓慢下降, 落梁后如发现支座偏压、 脱空现象,需要进行调整,使每个支座均衡受力。
2.6.6测量桥面标高应等于设计标高, 达到路面与桥面平顺
衔接。
3.结语
桥梁顶升是一项专业性强、 技术含量高的工作, 要做到理想 的同步顶升还有困难。 目前我国公路桥梁顶升虽然应用了自动化 同步控制系统设备, 但并没有普及, 只有少数顶升队伍有这套设 备。由于顶升桥梁任务大,工期紧,不得不让没有先进设备的队 伍参加施工, 他们凭经验, 靠测量达到同步顶升, 如果建设单位, 监理管理不严, 施工单位不精心操作, 千斤顶之间就会出现较大 高差,就会发生质量事故;另外,承包人一般没有桥梁顶升 的专业队伍,他们分包到顶升施工单位,按件(跨)计酬,为了 好的经济利益, 施工队采用大行程的千斤顶快速顶升, 如果监管 不严,千斤顶高差过大时就会引起空心板绞缝开裂, 当时并不能 发现,只有在大雨过后才知道绞缝漏水,破坏了桥梁的整体性, 久而久之就会形成单板受力, 缩短了桥梁的使用寿命。 由于我们 一再强调同步顶升, 大雨过后绞缝漏水的很少。 因此建议: ① 在 设计桥梁与路基纵面衔接方案时, 尽量减少桥梁的顶升, 降低工 期对桥梁顶升的压力。② 承包人选择顶升队伍时,没有自动化 同步控制系统设备的不能参加施工, 促使桥梁顶升队伍购买先进 设备,培训技术人员,使桥梁顶升加速向自动化控制 迈进,达 到新的水平。下载本文