支座更換技術(shù)與管理及其質(zhì)量控制

1、支座更換技術(shù)與管理及其質(zhì)量控制重慶交通大學(xué)Bridge 張永水 教授提綱一、支座的病害癥狀及原因分析二、支座的安裝三、支座的更換四、支座更換的發(fā)展趨勢(shì)支座的病害癥狀及原因分析支座脫空病害癥狀產(chǎn)生原因支座墊石和梁底鋼板不水平。支座的病害癥狀及原因分析病害癥狀支座異常變形產(chǎn)生原因 大多因?yàn)槁淞簳r(shí)不夠平穩(wěn)，支座存在較大的初始剪切變形。 支座的病害癥狀及原因分析病害癥狀支座不能正常滑動(dòng)產(chǎn)生原因 墩頂落有大量的混凝土垃圾，不銹鋼板銹蝕，摩阻力變大 。支座的病害癥狀及原因分析病害癥狀支座開裂產(chǎn)生原因 支座開裂的主要原因有：施工因素、支座質(zhì)量問題、超載車輛的影響、支座墊石的影響以及其他因素。支座的安裝 公路

2、橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0412000）中對(duì)板式橡膠支座安裝的相關(guān)規(guī)定：檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差支座中心與主梁中線（mm）應(yīng)重合，最大偏差2高 程符合設(shè)計(jì)要求支座四角高差（mm）承壓力5000kN5000kN2支座上下各部件縱軸線必須對(duì)正活動(dòng)支座順橋向最大位移（mm）250雙向活動(dòng)支座橫橋向最大位移（mm）25橫 軸 線 錯(cuò) 位 距 離（mm）根據(jù)安裝時(shí)的溫度與年平均最高、最低溫差計(jì)算確定支座上下?lián)鯄K最大偏差的交叉角 必須平行500KN2支座安裝實(shí)測(cè)項(xiàng)目支座的更換 支座的更換方法 關(guān)于梁體的頂升 支座更換的施工控制一、支座的更換方法 目前，新建的公路橋梁幾乎全部選用橡膠支座。橋梁支座是連接橋

3、梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，可謂一座橋梁的咽喉所在，關(guān)系重大，一旦出現(xiàn)病害，將影響到上下部結(jié)構(gòu)的使用壽命和交通安全。特別是對(duì)于高速公路，橋梁橡膠支座的用量大，病害多，事故頻繁發(fā)生。 一、支座的更換方法枕木滿布式支架法 一、支座的更換方法枕木滿布式支架法優(yōu)點(diǎn) 架設(shè)設(shè)備比較簡(jiǎn)單，施工方法簡(jiǎn)單易于操作。對(duì)于小跨度的梁橋，用支架法施工具有一定的優(yōu)勢(shì)。 缺點(diǎn) 支架法施工工期長(zhǎng)、支架和模板用鋼材、木材量大、成本高，不適宜橋墩過高的場(chǎng)合。 工作原理 在地面上設(shè)置枕木，以枕木為基礎(chǔ)，設(shè)置滿布式或部分木支架至橋梁梁體處，在支架上安置千斤頂頂升梁體。 一、支座的更換方法橋面鋼導(dǎo)梁法 一、支座的更換方法橋面鋼導(dǎo)

4、梁法優(yōu)點(diǎn) 對(duì)橋下場(chǎng)所無要求，適用于多種橋梁類型，整個(gè)起梁過程都在橋上進(jìn)行，不影響橋下通航、通車要求。 缺點(diǎn) 鋼梁長(zhǎng)度有限制，跨徑不可過大；要求用較大噸位千斤頂，對(duì)橋面局部壓力較大，有可能損傷梁體。工作原理 支撐位置在橋面上，支撐面為頂升梁相鄰跨的梁體。在頂升梁上綁扎鋼帶，安置鋼梁，以相鄰跨梁體為支撐基礎(chǔ)，配合頂升設(shè)備，抬升梁體。 一、支座的更換方法端部整體頂升法 一、支座的更換方法端部整體頂升法優(yōu)點(diǎn) 對(duì)橋下通車影響不大，可自由通行，能滿足橋下不中斷交通的要求。與采用少數(shù)大噸位的千斤頂相比較，無須為應(yīng)力集中設(shè)置過大的傳力桿及橫梁。 缺點(diǎn) 對(duì)橋跨下的地基基礎(chǔ)要求較高，需建頂升基礎(chǔ)，工序時(shí)間長(zhǎng)，工期

5、較長(zhǎng)。 工作原理 以地面為支撐，在墩臺(tái)兩側(cè)建立頂升基礎(chǔ)，然后用貝雷梁、槽鋼、螺栓連接成受力鋼梁（也可用鋼管墩作為傳力構(gòu)件），受力鋼梁上架千斤頂，在梁兩端同步整體頂升。 一、支座的更換方法鞍型支架法 一、支座的更換方法鞍型支架法優(yōu)點(diǎn) 施工方便，該方法不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制。 缺點(diǎn) 頂升過程中蓋梁會(huì)發(fā)生偏心受壓現(xiàn)象和局部承壓過高的現(xiàn)象以及支架變形過大的現(xiàn)象，頂升前須嚴(yán)格的驗(yàn)算。 工作原理 用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設(shè)支架，設(shè)計(jì)成“鞍型支架”，放置千斤頂來頂升梁體。 一、支座的更換方法鋼扁擔(dān)梁法 一、支座的更換方法鋼扁擔(dān)梁法優(yōu)點(diǎn) 對(duì)橋下場(chǎng)所無要求，適用于多種橋梁類型，整個(gè)起梁過程都在

6、橋上進(jìn)行，不影響橋下通航、通車要求。 缺點(diǎn) 鋼扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需進(jìn)行專門計(jì)算；要求用較大噸位千斤頂，對(duì)橋面局部壓力較大，有可能損傷梁體。 工作原理 支撐位置在橋面上，支撐面為頂升梁相鄰跨的梁體。在頂升梁上打孔，綁扎鋼帶，安置鋼扁擔(dān)梁，以相鄰跨梁體為支撐基礎(chǔ)，配合頂升設(shè)備，抬升梁體。 一、支座的更換方法扁型千斤頂法 一、支座的更換方法扁型千斤頂法 優(yōu)點(diǎn) 機(jī)具設(shè)備很少，成本低廉；工序簡(jiǎn)單，施工快速，中斷交通時(shí)間很短；對(duì)橋下場(chǎng)所無要求，適用于多種橋梁類型。 缺點(diǎn) 由于扁型千斤頂?shù)奶厥鈽?gòu)造，導(dǎo)致其行程較短，可能需要多次頂升才能到位。 工作原理 把超薄的液壓千斤頂安放在主梁與蓋梁的狹小的空間內(nèi)，

7、直接頂升梁體。 一、支座的更換方法 上述六種橋梁支座更換方法各自有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，適應(yīng)不同的環(huán)境，更換方法上各有長(zhǎng)處。 現(xiàn)針對(duì)高墩簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋提出三種新的支座更換方法：鋼蝴蝶梁法、鋼套箍法和氣囊頂生法。一、支座的更換方法鋼蝴蝶梁法 一、支座的更換方法鋼蝴蝶梁法 優(yōu)點(diǎn) 充分利用蓋梁這個(gè)平臺(tái)，施工方便，無大型機(jī)具設(shè)備；對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制 。缺點(diǎn) 要求蓋梁較為寬大能安放液壓千斤頂且千斤頂數(shù)量較多。 工作原理 支撐位置在蓋梁上，通過液壓千斤頂頂升蝴蝶梁的翅梁來提升梁體。 一、支座的更換方法鋼套箍法 一、支座的更換方法鋼套箍法 優(yōu)點(diǎn) 充分利用橋梁本身的結(jié)構(gòu)，可以

8、通過增長(zhǎng)鋼套箍的長(zhǎng)度提高其承載能力，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，不受河床地質(zhì)、橋下水深和橋梁高度的限制。 缺點(diǎn) 要求蓋梁較為寬大能安放液壓千斤頂且千斤頂數(shù)量較多。 工作原理 通過圓箍與橋墩混凝土之間的摩擦力提供豎向支撐，放置液壓千斤頂頂升梁體。 一、支座的更換方法氣囊頂升法 工作原理 用集群氣囊替換液壓千斤頂，上述所有支座更換方法只要用氣囊取代千斤頂都可以稱之為氣動(dòng)頂升法。 起重量不受限制，通過氣動(dòng)提升系統(tǒng)的擴(kuò)展組合，能滿足百噸級(jí)甚至千噸級(jí)橋梁構(gòu)件的頂升；同步控制，安全受控；可操作性好，氣動(dòng)提升系統(tǒng)體積大，重量輕；頂升過程平穩(wěn)，無附加沖擊載荷；對(duì)頂升的基礎(chǔ)要求低，特別適合臨時(shí)預(yù)制構(gòu)件的工程；有利于保

9、護(hù)橋梁構(gòu)件，采用分布荷載，避免了液壓起重的集中載荷。 工作特點(diǎn)二、關(guān)于梁體的頂升國(guó)內(nèi)代表性橋梁頂升工程浙贛線玉山下鎮(zhèn)跨線橋二、關(guān)于梁體的頂升國(guó)內(nèi)代表性橋梁頂升工程甬金高速公路澄潭江大橋 二、關(guān)于梁體的頂升國(guó)內(nèi)代表性橋梁頂升工程開陽高速公路某橋 二、關(guān)于梁體的頂升國(guó)內(nèi)代表性橋梁頂升工程天津海河北安橋 二、關(guān)于梁體的頂升頂升設(shè)備 即上述各種支撐平臺(tái)（鋼蝴蝶梁、 鋼套箍、利用橋梁本身結(jié)構(gòu)等）。 支撐體系 監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng) 多液壓缸同步控制系統(tǒng) 二、關(guān)于梁體的頂升頂升設(shè)備二、關(guān)于梁體的頂升頂升設(shè)備二、關(guān)于梁體的頂升高墩、多跨連續(xù)梁橋的梁體頂升問題二、關(guān)于梁體的頂升高墩、多跨連續(xù)梁橋的梁體頂升問題縱向單點(diǎn)逐墩頂升三、支座更換的施工控制頂升工況安全評(píng)估 頂升過程需施行交通管制，因此在控制截面頂升效應(yīng)可與活載效應(yīng)比較來評(píng)估橋梁的安全性，只要頂升效應(yīng)不大于活載效應(yīng)，理論上就可以認(rèn)為頂升不會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。濕接縫上緣 濕接縫下緣 為實(shí)測(cè)應(yīng)力值，可用應(yīng)變片直接測(cè)量；為控制應(yīng)力；為控制安全系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)確定，通常取1；為濕接縫監(jiān)