连续梁不断交支座更换技术

摘要

本发明涉及一种连续梁不断交支座更换技术，属于维修或加固现有桥梁的方法或设备技术领域。其特征在于采用多点同步顶升控制装置使整个连续桥梁体系在足够大的多点顶升力作用下同步抬升，使纵向没有挠度或使挠度控制在体系受力允许范围内，使横向各点相对位移控制在限制范围内，并通过交通管制使在不断交条件下车辆自重对顶升力相对影响较小，将旧支座撒出，更换新支座。本发明的特点是：可以在不解除桥面连续的状况下和进行交通管制的情况下，安全平稳地进行多跨连续梁的更换支座施工作业，施工周期短，可为建设方节省大量投资，带来很大的经济效益和社会效益。

说明书

技术领域

本发明属于维修或加固现有桥梁的方法或设备技术领域，具体是一种连续梁不断交更换支座的方法。

背景技术

由于橡胶支座相比其它形式的支座具有明显的优点，因而在目前修建的桥梁中普遍采用橡胶支座。但随着营运年限的的增加，交通量的增大，再加上设计、施工不当、老化以及重载交通等原因，造成部分支座发生失效变形、承压破坏或是剪切破坏等病害，使支座破坏成为桥梁养护中的普遍病害。支座更换当前常用的施工方法，是用普通千斤顶把梁板顶起来，撤下损坏支座，重新安置新支座。近来一些工程采用了比较先进的同步顶升施工方案，利用计算机控制对桥梁进行整体同步(特别是横桥向)顶升，加快了施工进度，特别是最大程度地减小了因相对位移对梁板产生的附加内力，保证了梁体的质量，比较有典型代表性的工程有天金狮子林大桥支座更换工程、深圳王母互通式立交桥支座更换工程。然而上述各种施工方案中(包括先进的同步顶升方案)有个共同前提条件，就是施工时必须断交；如果是连续梁，顶升时必须把连续部分断开，才能施工。而当前各高速交通量都非常大，中断交通一两天就会给业主、路政及交警带来很大压力。如果工程持续一段时间，带来的经济损失和社会影响不可估量。这成为目前好多多跨径连续梁支座病害迟迟不能解决的主要原因之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续梁不断交支座更换技术，它可以在不解除桥面连续的状况下和不断交进行交通管制的情况下，安全平稳地进行多跨连续梁的更换支座施工作业，从而可带来较大的经济效益和社会效益。本发明的主要技术方案是：一种连续梁不断交支座更换技术，其特征在于采用多点同步连续顶升控制装置使整个连续桥梁体系在足够大的多点顶升力作用下同步抬升，使纵向没有挠度或使挠度控制在体系受力允许范围内，使横向各点相对位移控制在限制范围内，并通过交通管制使在不断交条件下车辆自重对顶升力相对影响较小，将旧支座撒出，更换新支座。

可在上述的顶升千斤顶的上、下设传力杆，上传力杆把桥梁上部结构的重量均匀传递到各支点处的千斤顶上，以防止个别千斤顶受力过大超负载运行而损坏，同时防止上部结构受力不均与而倾斜或产生相对位移。

为了防止行车载荷对顶升力系统的冲击，最好在上传力杆与梁板底之间设置消力结构(一般采用高强度的润滑性耐磨材料)。

为便于千斤顶的放置并适应于桥的不同情况，可设有千斤顶顶升支架，其结构为：吊篮式支架、套筒柱式支架、贝雷片桁架结构支架或万能杆件钢支架等；盖梁的顶面与梁板底间具有一定净高时，也可直接在盖梁上设置千斤顶，而不用支架。

对于套简柱式支架、贝雷片桁架结构支架或万能杆件钢支架可视地基情况进行地基处理，除采取常规地基处理外，可设置抗弯刚度大的型钢进行铺地，以保证整个地基均匀受力，各支点处沉降值小于位移限值。

在进行止述千斤顶顶升支架搭设设计时，为保证施工安全，抗压强度和抗弯强度可按2，0的安全系数考虑，整体稳定性系数可不小于1.5。顶升力设定最好为一次同步顶升的部位桥梁体系自重的二倍以上。

上述的多点顶升控制装置以采用8点同步顶升SPLC-4-8控制系统为佳，主要由液压系统、检测传感器、计算机控制系统组成，液压系统由计算机控制，并设有同步位移行程控制、负载压力控制、操作闭锁、紧急停止、过程显示和故障报警、自动保护装置及其控制电路，配备油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载有效支撑，所有油缸可同时操作也可单独操作，同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积建筑物或构件的同步位移。也可采用其他的多点顶升控制装置。

上述的交通管制可为，车辆限速在40公里以内，载重限制在80吨以内，车辆行驶路线限制在从横断面上负弯矩最大的位置。

为了减小荷载对伸缩缝的直接冲击力，可采用伸缩缝处理措施，即在伸缩缝处铺设刚柔结合物来进行传力消力，柔性物在下起消力作用，保护伸缩缝不受冲击、挤压变形，钢性物在上，把冲击力进行纵横向分布，减小荷载对伸缩缝的直接冲击力，可在刚柔结合物上面均匀撒铺一层颗粒物，起找平、缓冲、减速作用。

为了保证梁体在顶升过程和顶升后临时固定阶段的稳定性，不产生倾斜及安全作业，可设有梁体钢结构固定架，或梁体钢结构固定架和锚绳组成的固定系统。

上述的旧支座、新支座可为橡胶支座，也可为其他类型支座等。本发明的特点是：可以在不解除桥面连续的状况下和不断交进行交通管制的情况下，安全平稳地进行多跨连续梁的更换支座施工作业，施工周期短，可为建设方节省大量投资，带来很大的经济效益和社会效益，从而很好地解决了目前施工工艺中普遍存在的问题。

以下结合某桥连续梁不断交支座更换实施例作详述，但不作为对本发明的限定。例如，某大桥K228+047及K230+517两座连续箱梁中桥支座破损较严重，急需更换，本发明具体施工方法如下。

附图说明

图1是其桥墩千斤顶位置布置立面图。

图2是其桥墩千斤顶位置布置平面图。

图3是其桥台千斤顶位置布置立面图。

图4是其桥台千斤顶位置布置平面图。

图5是吊篮式支架结构示意图。

图6是套筒柱式支架结构示意图。

图7是套筒柱式支架间稳定性固定结构示意图。

图8是梁体固定体系示意图。

具体实施方式

参见图1、图2，1为支座，2为主千斤顶，3为盖梁，4为梁板底部，5为千斤顶工作平台，6为桥墩，7为套筒式顶升架。

参见图3、图4，1为支座，8为薄千斤顶，其余标号同上。

参见图5，10、11、13为钢板，12为槽钢，14为三角筋钢板，为焊接结构；9为连结螺杆；钢板13上放千斤顶；15为桥墩立柱，余号同上。

参见图6，16为法兰盘，17为钢板，18为角钢箍，19为槽钢(每个筒设4道)，套筒内设有添砂20，21为底板法兰盘。

参见图7，22为脚手同固定杆件。

参见图8，23为横向U型箍，把整个梁体箍在一块，同时在挡块和边梁之间设置临时垫快，约束横向位移，对大悬臂结构，横向搭设满堂支架，对悬臂端进行支托固定；顶升后在梁底设置临时支座。纵向不解除桥面连续，使整个上部形成一个整体；伸缩缝两端可不解除，背墙对梁体形成一定的约束。

具体施工方法如下：

1、地基处理及支架搭设。由于施工地段为砂砾地层，地质较好，将原地面整平并且夯实后直接在地面上密铺两层枕木(纵、横桥向布置)，枕木上面铺设传力杆作为钢管支架竖杆的支承点，兼起均匀传力作用，防止脚手架不均匀沉降。支架顶部放置传力杆，保证各千斤顶支反力均匀传递到脚手架上。

2、同步顶升系统布置。本工程采用双作用油缸顶升，首先按照附图1连接线路，考虑到本桥新建时发生支架沉降，横断面两侧下沉，使边支座的支反力远远大于中支座的支反力，因此在千斤顶布置上侧重增多两侧千斤顶的数量。

3、安放千斤顶。按线路图连接好千斤顶及线路后，现在地面空载运行调试，调试合格后按图1、图2往支架上安装，控制器及油泵安装在桥侧。然后按图示位置安装压力传感器和位移传感器。

在千斤顶上部的传力设施与梁底之间，设置抵消或减小汽车制动力、冲击力等横向力对千斤顶作用的特殊设施。一般采用摩擦系数特别小而强度又高的磨耗层材料做成，如采用不锈钢板上涂抹高润滑的硅质油。

4、交通管制。对车辆进行限速限载管制，限速在40公里以内；载重限制在80吨以内，80吨以上的个别车辆，从前方收费站处进行分流；根据公路养护工程安全施工规程，布设交通标志；在离桥头300米处开始向一个车道过渡，100米处、50米处设置三条减速带；车辆行驶路线限制在从横断面上中间位置。

5、伸缩缝处处理措施。在伸缩缝处采取刚柔结合物作为消力设施，进行传力消力，柔性物在下起消力作用，保护伸缩缝不受冲击、挤压变形，钢性物在上，把冲击力进行纵横向分布，减小荷载对伸缩缝的直接冲击力。刚柔结合物上面均匀撒铺一层颗粒物，起找平、缓冲，减速作用。一般采用钢板(10～15MM)粘贴输送带放置在伸缩缝上，钢板在上，输送带在下，尺寸5×1M。

6、顶梁。顶升力设定为一次同步顶升的部位桥梁体系自重的二倍以上，支承架的搭设设计时抗压强度和抗弯强度均按2，0的安全系数考虑，整体稳定性系数不小于1.5(计算方法同已有技术)。多点顶升控制装置采用8点同步顶升SPLC-4-8控制系统(美国实力动力公司产品，为已有技术)。为确保连续桥梁体系纵向挠度控制在体系受力规范允许范围内，并使横向各点相对位移控制在规范限制范围内，先通过计算机控制器确定位移限值，本工程采用1mm，打开电源箱，启动系统开始初步顶升，顶生位移设1cm，当通过位移传感器传到显示器的显示位移为1cm时，系统自动停止，并通过油泵对千斤顶停止供油，这使我们发现，通过压力传感器传到压力表4的数据显示，横断面两侧千斤顶已明显受力，而中间的千斤顶基本处于不受力状态，为此我们通过控制器设置，调整边支座和中支座的位移值，重新顶升，控制器通过控制阀组和溢流阀调正油泵对千斤顶的供油量来调整千斤顶位移，并随时通过显示器进行监控，一但个别千斤顶位移超限时，控制器会通过换向阀和液控单向阀进行调节，对千斤顶停止供油和进行反向位移，当压力表显示各千斤顶压力基本相同时，系统暂停，进行下一阶段的工作预顶，预顶按压力和位移双向控制，并以压力控制为主，分三个阶段：第一次，位移设定3mm，但压力不得超过设计顶升力的30％，持续时间2小时；第二次，位移设定2mm，但压力不得超过设计顶升力的60％，持续时间3小时；第三次，位移设定2mm，但压力不得超过设计顶升力的90％，持续时间5小时。通过预定，确定支架和系统万无一失后，正式顶升，位移限值设定为1mm，总位移每1cm位移阶段，随时通过显示器和压力表进行监控，并通过控制器进行自动调节。最终达到设计顶升位置，更换支座后，通过控制器和换向阀，调整双作用千斤顶，使千斤顶缓慢同步落下，最终复位。

7、整个顶升过程中，桥上始终处于通行状态，包括几十吨的运煤车。但桥梁整体没有发生任何横向位移和纵向位移，桥头伸缩横恢复良好，支座全部安装到位，受力均匀，没有脱空现象，桥梁外体形状未发生任何变化，接缝部位和受力薄弱部位，没有出现裂缝等损坏迹象，我们请检测部门对顶升后的桥梁整体受力状态和承载力进行了检测，和顶升前各项指标几乎一致，说明顶升过程中桥梁整体没有受到内力破坏。不仅施工质量达到优良标准，还为业主挽回损失60余万。说明此技术-连续梁不断交更换支座是可行的，能很好地保证施工质量和创造很大的经济效益。