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公路桥梁GPZ盆式橡胶支座是如何进行更换施工

公路桥梁GPZ盆式橡胶支座更换

公路桥梁GPZ盆式橡胶支座是如何进行更换施工,通过对具体工程的处置,总结一可广泛应用的桥梁支座更换技术,从方案的确定、施工过程以及施工监控技术、施工注意事项出发,保证桥橡胶支座处置的安全和适用性。  关键词:桥梁支座  橡胶支座更换技术  桥梁支座的主要功能是将上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时完成梁体结构所需的变形(水平位移和转角)。由于支座本身的质量问题,以及支座在设计、安装、使用过程中的种种不当,而造成支座过早的破坏,影响了桥梁的正常使用。在支座的处置技术中针对不可修复的损坏状况,就需要对支座进行更换处置,在更换的过程中,更换的方法对桥梁结构安全的影响是非常大的,因此在更换的过程中需要对桥梁结构的各主要受力部位进行监控,以保证更换过程的安全和可控制。   下面结合工程实例,介绍主要的施工及控制技术。   2.工程实例   大牛站迎春水库桥位于原平-太原高速公路74+515处,桥梁全长246.1m,为双幅分离式桥,单幅桥宽15.5m,行车道宽12m。设计荷载为汽车-超20级、挂车-120。上部结构为先简支后连续的装配式预应力砼连续刚构,断面为T型组合梁。全桥共分两联,每联均为4×30m的连续刚构,全桥共设有支座56个,布置在各跨联的两端,支座型号为250×42mm球冠四氟板圆形橡胶支座。大桥于1998年建成通车,在使用运营仅4年后,桥梁支座已发生严重的损坏。如果板式橡胶支座的保护层开裂、剥落、钢板外露,四氟板与支座橡胶剥离等病害,严重影响到桥梁的使用安全,为了保障该桥的正常运营,现要求对该桥出现病害的支座进行全部更换处理。

橡胶支座处置方案的确定   我们首先根据该桥梁的结构特点,左右幅为分离结构,更换时可左、右幅分别进行操作。同时考虑该桥面结构为整体现浇结构,为避免分别起顶对桥面板的剪切破坏,应采用同时起顶方式。起顶所用的设备应综合考虑各种不利因素的影响,取用计算抬升重量的1.2倍以上作为选取设备的依据。其次根据支座的形状系数计算出支座的抗压弹性模量容许值(实际抗压弹性模量值已无法试验测得),计算支座上部承受的恒载外力值与活载外力值,得出支座可能产生的压缩变形值,并适当考虑支座压溃后的变形增大值,作为控制该支座最终的起顶量的控制值。    考虑该桥为4孔一联的连续刚构型式,为了避免在桥台及桥墩联处的起顶可能对固结墩处主梁的损坏,在起顶前,首先根据预估的起顶量,计算出固结墩处主梁可能产生的下缘拉应力值,计算的拉应力值应小于该标号砼的允许拉应力值,并作为起顶过程的控制值。确定千斤顶的起顶位置,并对该位置进行局部承压计算,以保证局部承压面的安全性。   4. 支座更换施工监控   4.1监控的目的   在顶升梁体更换支座过程中,保证梁体主要断面的应力和变形处在安全的范围内,同时保证在起顶过程中各千斤顶的顶升量同步,防止由于千斤顶顶升量的不一致,引起梁间变形的不一致,而导致的桥面剪切损坏。   4.2监控的内容  

(1)应力监控    根据对该桥梁进行有限元程序结构计算后的结果表明,在梁体顶升过程中,在固结墩处主梁截面下缘将产生拉应力,为此在3#、4#主梁固结处截面下缘分别布置了一个应力观测测点进行应力观测。同时在主梁与桥墩固结断面增加了一个固结处拉应力测点。   (2)挠度监控   在千斤顶起顶的截面位置,每片主梁下缘均布设一个百分表挠度观测测点,用于进行起顶过程及起顶量的最终控制。根据该桥的实际情况,确定该桥起顶过程大致五级完成,每级起顶量为2mm,相邻两主梁间的位移变化量控制值不得超过0.1mm。   (3)梁体砼、桥面、伸缩缝及其它附属设施的控制   在千斤顶起顶过程中,适时观测梁体砼、桥面是否出现裂缝及其变化情况;桥梁伸缩装置及其它附属设施是否有损坏,如有异常情况,应及时查明原因,并采取相应的措施。   另在千斤顶起顶过程中,在桥台伸缩缝中央及外侧分别安放了一个位移观测测点。   5. 支座更换施工步骤   5.1施工准备   (1)根据确定的施工方案,做好施工场地工作平台搭设,要求每更换一组支座搭设两个支架,如更换桥台处支座要求在桥台及1#墩位置各搭设一个工作平台,便于施工操作人员及监控人员使用,工作平台要牢固可靠,保证人员安全。

(2)进行所用千斤顶、油泵的配套标定。本桥共标定了16台套扁式千斤顶,其中14台套为起顶所用,另外两套为备用。   (3)选用与原有支座同型号新支座,并做好新支座的试验检测工作,配套支座防尘罩。 

(4)对支座处杂物进行认真清理、解除支座附近的多余约束。   (5)千斤顶安装就位,每一主梁底面平行安放两台千斤顶,具体位置见附图。千斤顶上下都采用400×300×20mm的两块钢板支垫。    (6)布置监控所需应力、挠度观测测点。起顶位移控制用百分表安放在靠近主梁的横隔梁根部,每片梁安装一个百分表;主梁根部应力监控测点布置在3#、4#主梁固结处截面下缘;另外在桥墩设置位移观测测点,观测固结墩的位移变化;在桥面伸缩缝处设置两个位移观测测点,观测桥面伸缩缝处的位移变化。(具体测点布置见附图)。   (7)施工人员组织安排:进场人员共26名,其中项目负责人一名,负责项目的统一安排、指挥;项目技术负责人一名,负责施工及监控人员的技术、任务交底及技术培训;专家两名,负责施工过程中出现临时状况的应急处理,监控人员8名,其中梁底位移监控人员5名,负责监控期间的施工控制,固结墩应力监控人员2名,负责主梁应力控制及桥墩位移观测,桥台伸缩缝变位监控人员1名,负责伸缩缝变化测试及桥面裂缝观测;施工操作人员14名,负责千斤顶的起顶及起顶过程的临时支撑。   5.2顶升施工    (1)顶升前应将所施工的桥幅,进行临时封闭,避免施工过程发生意外。 

(2)准备工作完成后,在项目负责人的统一指挥下,十四台千斤顶同时顶升。将千斤顶打压,顶住梁底,观察百分表读数的变化,百分表开始有规律的转动,记录初读数。控制梁的顶升速度,按2#梁控制,每顶升2mm为一个程序,每个顶升程序完毕,由监控人员统一完成读数,对起顶不均匀造成相邻两主梁间的位移变化量超过0.1mm的进行局部顶压调整,调整完成后进行下一过程的顶升,直到全部顶升到位,支座可顺利取出。整个顶升过程均须对主梁、桥面及附属设施进行认真观察,如有异常立即停止顶升。